[发明专利]一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法

说明书

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法。生产方法主要包括“铁水预脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH真空精炼→连铸”等工序。本领域通常认为高拉速和高过热度不利于铸坯偏析的控制，而本发明却采用高拉速(0.7‑0.8m/min)和高过热度(35‑50℃)浇铸以及二冷区强冷工艺，促进柱状晶生长，在保证柱状晶高致密度的同时，保持中心液芯具备较好的流动性；根据不同固相分数时液芯的偏析、疏松及变形能力特性，在不同的固相分数区间采用不同的压下速率，既促进中心浓化钢水的逆向流动，减小铸坯中心偏析，又提高内部致密度，同时不产生裂纹。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法。

背景技术

随着我国经济的腾飞，重型机械、交通运输、石油化工、船舶制造、海洋工程等领域飞速发展，同时也对钢铁材料的质量和尺寸提出了更高的要求，极大的推动了厚钢板生产工艺与装备技术的快速发展。连铸金属收得率达到98％，远高于传统模铸过程，连铸过程冷却速度快，元素偏析轻，同时省去开坯工艺，缩短生产流程，易于实现机械自动化，从而成为最佳的厚板坯生产工艺。

但是，随着连铸坯断面尺寸的增加，其内部冷却条件明显恶化，凝固组织中柱状晶发达，容易造成枝晶“搭桥”，阻止钢水向下流动补缩，加剧铸坯中心疏松和偏析等缺陷，从而影响轧材的力学性能及成品的使用性能，成为高品质钢连铸生产的共性技术难题。

为了解决上述问题，专利CN111570741A公开了一种连铸工艺与轻压下技术相结合的铸坯质量控制方法，具体包含以下步骤：(1)轻压下收缩补偿区域和轻压下液芯反流区域的定量控制；(2)铸坯收缩量的定量计算；(3)轻压下区域强冷工艺；(4)合适过热度浇铸工艺；(5)轻压下量的定量分配。该方法有利于控制铸坯芯部偏析和疏松缺陷，压下效率提高30％以上，但是，其在中心固相率为0.3-0.7位置压下，中心固相率低，压下位置靠前，存在铸坯内部裂纹风险。另外，该专利并未涉及压下速率和铸坯厚度等相关说明。

专利CN107081413B公开了一种提高高层建筑用钢连铸坯中心致密度的方法，通过稳定铸机拉速、降低中间包过热度、二冷动态控制、凝固末端重压下等技术的综合运用，降低高建钢铸坯的中心疏松，进而提高铸坯中心致密度。该方法在固相率为0.9位置开始重压下，最大压下量为20mm，尽管能压合铸坯中心，提高中心致密度，但中心固相率较高，压下位置靠后，且低过热度下固相率为0.9位置中心等轴晶框架已形成，未考虑是否可以有效改善铸坯中心偏析问题，同时压下速率较大，未考虑是否会引起铸坯裂纹问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于不需要对连铸机进行重压下设备改造，克服现有技术中生产芯部高致密度连铸厚板坯存在的铸坯中心偏析和裂纹等缺陷，提供一种芯部高致密度连铸厚板坯及其生产方法。

为此，本发明提供如下技术方案:

本发明提供一种芯部高致密度连铸厚板坯，板坯厚度为300-320mm，芯部致密度≥0.995，内部裂纹控制在0.02％以下；

其中，芯部致密度为板坯中心密度与板坯下表面密度的比值。

可选的，以质量百分含量计，其化学组成为：C≤0.20％、N≤0.003％、H≤0.0002％、P≤0.007％、S≤0.003％、Al 0.02～0.05％、Ti 0.01～0.03％、碳当量CE≤0.60、冷裂纹敏感指数Pcm≤0.29。

可选的，所述板坯中心密度为板坯中心取边长为10mm正方体样本的密度；

所述板坯下表面密度为距板坯下表面5mm取边长为10mm正方体样本的密度。

本发明还提供一种上述芯部高致密度连铸厚板坯的生产方法，包括铁水预脱硫，转炉冶炼，LF精炼，RH真空精炼，连铸工序，