[发明专利]大方坯重轨钢铸坯凝固组织改善控制方法

说明书

本发明公开的是钢铁冶金领域的一种大方坯重轨钢铸坯凝固组织改善控制方法，着重在连铸阶段采用以下步骤进行控制：连铸电磁搅拌采用二冷电磁搅拌，其中二冷电磁搅拌具体安装位置为距离结晶器钢液面5.0～6.0m区间，搅拌电流频率为6.0～8.0Hz；中包浇铸钢液过热度按40～45℃执行；连铸二冷阶段需要二冷区域覆盖至距离结晶器钢液面15.0m。本申请取消了传统的结晶器电磁搅拌，采用二冷电磁搅拌，确定适宜的搅拌位置和区域，并通过精确控制连铸阶段的各项参数，使得铸坯全断面凝固组织组成得到改善控制，柱状晶较为发达，晶杆细而致密，等轴晶晶粒形态改变，晶杆细而致密且清晰，二次枝晶臂间距减小；钢轨凝固组织过渡平缓，凝固组织及成分均匀性改善显著。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种大方坯重轨钢铸坯凝固组织改善控制方法。

背景技术

钢轨是铁路轨道的主要组成部件，在铁路运输过程中，对机车提供有效支撑及引导，需承受来自车轮的巨大垂向压力。基于我国基础建设发展需求，铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。这无疑对钢轨质量提出了更加严苛的要求。钢轨质量的提升在一定程度上体现于钢质本身质量控制水平，如高均质性、高洁净、高成分精度。其中钢轨的均质性(偏析程度越小，钢轨均质性越高)影响钢材组织的均匀性，严重的偏析会影响钢轨母材及钢轨的焊接性能，进而影响钢轨服役及使用。在冶金行业内，大量的专家学者对铸坯偏析进行了详细研究，研究指出：钢液凝固过程中，由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀。同时，研究指出，钢液凝固过程中，从液体中先后结晶出来的固相成分不同，结果使得一个晶粒内部化学成分不均匀，这种现象称为晶内偏析。此外，研究发现铸坯偏析的演变分布与凝固组织组成分布呈现显著对应关系；专家研究提出，二次枝晶臂间距的大小反映了微观偏析的严重程度。因此，铸坯凝固组织的改善控制，对重轨钢均质性提升具有重要意义。

发明内容

为克服现有大方坯重轨钢铸坯凝固组织质量较差等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能使重轨钢铸坯凝固组织细而致密，铸坯均质性控制得到改善的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

大方坯重轨钢铸坯凝固组织改善控制方法，包括依次进行以下工艺，转炉冶炼、LF炉精炼、RH真空、连铸、加热和轧制，在连铸阶段采用以下步骤进行控制：

a、连铸电磁搅拌：采用二冷电磁搅拌，其中二冷电磁搅拌具体安装位置为距离结晶器钢液面5.0～6.0m区间，二冷电磁搅拌的搅拌电流频率为6.0～8.0Hz，通过调节电流强度以控制搅拌磁场强度为200×10^-4～250×10^-4T；

b、中包浇铸钢液过热度：连铸过程中包钢液采用高过热度工艺浇铸，过热度控制具体按40～45℃执行；

c、连铸二冷：采用的二冷强度为强冷，具体冷却水量按比水量0.30～0.32L/kg_钢执行，二冷区域覆盖至距离结晶器钢液面15.0m。

进一步的是，所述大方坯重轨钢的断面为280mm×380mm，适用于至少包括U71Mn、U78CrV和U75V品种的重型钢轨生产。

进一步的是，连铸过程中连铸拉速按0.67～0.70m/min进行配合，拉速控制波动极差值≤0.02m/min。

本发明的有益效果是：针对大方坯重轨钢凝固组织改善提升的控制要求，通过合理设计大方坯重轨钢连铸装备工艺制度，取消传统的结晶器电磁搅拌，采用二冷电磁搅拌，并研究制定适宜的搅拌位置和区域等工艺技术参数体系，并通过精确控制连铸阶段的各项参数，使得铸坯全断面凝固组织组成得到改善控制，柱状晶较为发达，晶杆细而致密，等轴晶晶粒形态改变，晶杆细而致密且清晰，二次枝晶臂间距减小，钢轨凝固组织过渡平缓，凝固组织及成分均匀性改善显著。

具体实施方式