[发明专利]一种高碳高锰钢的大方坯连铸方法

说明书

本发明公开了一种高碳高锰钢的大方坯连铸方法，包括以下步骤：液态钢水进入结晶器，形成凝固坯壳，在拉矫机的作用下以一定速度离开结晶器，在二冷区内通过喷水冷却，液态钢水逐渐凝固成方坯；其中断面为300～450mm×400～500mm；拉矫机拉速为0.30～0.45m/min；结晶器水流量为2500～3500L/min，振动频率为100～130次/min，振幅为3～4mm；二冷区总水流量为150～300L/min L/min；二冷区电磁搅拌400～700A*8Hz；凝固末端轻压下总量为8～15mm；末端电磁搅拌800～1100A×6Hz；该方法实现了高碳高锰钢的大方坯生产，铸坯内部质量碳偏析≤1.0级，中心疏松≤1.5级，中心缩孔≤1.0级，框型偏析≤1.5级。

技术领域

本发明涉及一种钢的连铸方法，特别涉及一种高碳高锰钢的大方坯连铸方法。

背景技术

高碳高锰钢抵抗强冲击力、高应力作用下的磨料磨损或凿削磨损方面具有不可比拟的优势，广泛用于抛丸机、球磨机、粉碎机、保险柜、防弹车等易被强冲击磨损的部位，已在造船、汽车、机械、发电、水泥、矿山、煤炭等外资、合资企业中高端用户中得到普遍应用，该钢具有以下特点：在高温状态下的机械强度是低合金钢或普碳钢的2～3倍，高温状态下塑性差且具有较好塑性的温度范围窄，在连铸坯矫直后易产生表面横裂纹；钢水在凝固过程中无相变，晶粒相互吞并长大，属本质粗晶粒钢，且传热系数低，在以冷却速度较快的连铸模式生产时晶界易开裂并发展成严重的内部裂纹；体积收缩系数大，在结晶器内易过早形成较大气隙，从而造成漏钢和产生裂纹。碳含量高，凝固过程中会产生大量的碳化物析出，连铸生产大断面方坯容易产生中心偏析、中心疏松、中心缩孔及框型偏析。

由于高碳高锰钢凝固过程的这些特点给连铸生产带来了困难，尤其是大方坯连铸生产。与板坯和小方坯连铸生产，大方坯连铸生产在铸坯的表面质量和内部质量控制更加困难。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种提高铸坯内部质量的高碳高锰钢的大方坯连铸方法。

技术方案：本发明所述的高碳高锰钢的大方坯连铸方法包括以下步骤：液态钢水进入结晶器，形成凝固坯壳，在拉矫机的作用下以一定速度离开结晶器，在二冷室内通过喷水冷却，液态钢水逐渐凝固成方坯；其中断面为300～450mm×400～500mm；拉矫机拉速为0.30～0.45m/min；结晶器水流量为2500～3500L/min，振动频率为100～130次/min，振幅为3～4mm；二冷区总水流量为150～300L/min L/min；二冷区电磁搅拌400～700A*8Hz；凝固末端轻压下总量为8～15mm；末端电磁搅拌800～1100A×6Hz。

通过拉速和结晶器水量控制结晶器内坯壳厚度，同时通过二冷电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌及轻压下区间的固相率控制凝固铸坯；通过结晶器振动控制铸坯的表面振痕，从而控制铸坯的表面质量；通过二冷区冷却区长度和各区水量分配控制铸坯的凝固过程；合理使用结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌末端电磁搅拌和凝固末端轻压下参数改善铸坯内部质量。

优选的，所述高碳高锰钢的化学成分以质量百分比计含有：C：0.9～1.2％、Si：0.25～0.55％、Mn：12～15％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，所述结晶器电磁搅拌300～550A×2Hz。

优选的，所述凝固末端轻压下总量为10～15mm。

优选的，所述二冷区分为4个冷却区，各区水流量为：一区70～140L/min，二区40～80L/min，三区25～50L/min，四区15～30L/min。

优选的，所述二冷区分为5个冷却区，各区水流量为60～120L/min，45～90L/min，25～50L/min，10～20L/min，10～20L/min。