[发明专利]一种促进连铸坯均质化处理的控制方法

说明书

本发明涉及钢铁生产领域，提供了一种促进连铸坯均质化处理的控制方法，采用纯铁导线与连铸坯芯部焊接，通过大功率电脉冲装置产生瞬时脉冲电流，利用高能电子风加快溶质迁移速率，促进连铸坯热处理过程均质化处理。电脉冲处理的动态控制是通过在线模拟计算连铸坯实时温度分布，访问最佳电脉冲参数数据库，计算当前电脉冲参数与最佳值之间的差值，通过调整脉冲装置的预设值动态调节电脉冲参数，以达到促进连铸坯均质化和降低轧材带状缺陷的目的。本发明根据钢种成分、连铸坯尺寸、温度，实时调整电脉冲参数，提高溶质原子扩散迁移速率，有效降低晶间溶质偏析，改善轧材带状组织缺陷，提高钢材机械性能和稳定性。

技术领域

本发明涉及钢铁生产领域，特别涉及一种促进连铸坯均质化处理的控制方法。

背景技术

连铸凝固过程中，高温钢液在结晶器铜板和二冷区喷水作用下，表面温度不断降低，枝晶以柱状晶方式向连铸坯芯部生长。随着连铸坯凝固进行，芯部温度不断降低，钢液过冷形核，以等轴枝晶的方式生长。在柱状或等轴枝晶的生长过程中，由于溶质原子在固相与液相中溶解度的差异(碳、磷、硫等)，不断从固相中排出富集于枝晶间的液相，从而形成微观偏析。由于连铸坯芯部冷却速率较低，晶间溶质浓度高，偏析尤其严重。对于碳等间隙型原子，由于溶质原子扩散速率较高，在连铸坯后续热处理过程中溶质原子逐渐均匀，对钢材性能的影响相对较小。而对于钢中铬、锰、镍等置换型原子，溶质原子扩散速率很低(比碳低10³～10⁴)，在热处理过程中无法均匀扩散。特别是对于特殊用途的高合金钢，溶质原子含量很高，在凝固时极易产生严重晶间微观偏析，热处理无法均匀扩散，造成轧材形成严重带状组织缺陷，恶化钢材机械性能，影响产品质量的稳定性。

针对晶间原子偏析导致的带状组织问题，目前主要采用控轧控冷和高温扩散退火工艺。通过控制连铸坯的轧制温度，控制冷却速率，能够达到控制组织转变的目的。然而，在轧材中溶质原子偏析现象依然存在，对后续钢材焊接仍有较严重影响。此外，控轧控冷技术主要局限于薄规格钢材生产，而对于大尺寸、大断面连铸坯由于导热速率较慢，仍然无法完全控制组织均匀性。采用高温扩散退火工艺，将连铸坯加热至较高的温度条件下，提高溶质原子扩散速率，实现均质化处理。然而连铸坯的液析碳化物尺寸普遍较大，需要长时间保温处理。因此高温扩散退火普遍存在工艺周期长、能耗高、生产率较低的缺点，严重影响连铸坯的均质化处理。

为了解决连铸坯的枝晶间的原子偏析问题，进一步提高轧材性能，本发明提出一种促进连铸坯均质化及其动态控制技术，在固态连铸坯高温扩散退火处理过程中采用电脉冲技术，通过脉冲电流降低溶质扩散激活能，增大前置因子，提高扩散迁移速率。在较短时间内，达到降低连铸坯晶间溶质偏析，提高组织均匀性的目的。

发明内容

本发明的目的在于降低连铸坯晶间溶质偏析，改善轧材带状缺陷，提高组织均匀性。通过采用大功率电脉冲装置产生脉冲电流，通过瞬态高能电子风，降低溶质扩散激活能，提高扩散前置因子，促进溶质原子扩散迁移，达到降低晶间微观溶质偏析的目的。其中电脉冲参数是根据连铸坯钢种成分、断面尺寸、温度，实时动态调整脉冲脉冲电流强度、脉冲频率、脉冲宽度、脉冲时间，以提高溶质扩散速率。

本发明采用如下技术方案：

一种促进连铸坯均质化处理的控制方法，采用电脉冲装置对连铸坯两端施加瞬时脉冲电流，控制电脉冲参数，通过瞬时高能电子风促进连铸坯偏析溶质原子扩散迁移速率，实现均质化处理。

进一步的，所述控制方法具体包括如下步骤：

S1、电脉冲装置通过耐高温导线分别与连铸坯长度方向的2个端头连接，电脉冲装置产生的脉冲电流通过所述耐高温导线输入连铸坯芯部；

S2、电脉冲装置通过斩波方式产生脉冲电流，控制电脉冲参数，利用瞬时高能电子风促进固态钢中溶质原子扩散迁移。

进一步的，步骤S1中，所述耐高温导线为直径6～10mm的工业纯铁质导线。