一種低碳高錳鋼大矩坯的連鑄方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬冶金煉鋼技術領域，尤其是一種低碳高錳鋼大矩坯的連鑄方法。
【背景技術】
[0002] 低碳高錳鋼的碳含量在0. 09 %~0. 20 %之間，錳含量在1. 2%以上，碳含量處在 包晶范圍，凝固時發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，該相變由體心立方結(jié)構(gòu)的S相轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)的Y 相，伴隨該相變會產(chǎn)生體積收縮；由于錳含量高，鋼的線收縮大，線收縮使得坯殼與結(jié)晶器 壁間形成氣隙，熱流密度減小，坯殼形成薄，同時凝固收縮和鋼水靜壓力不均衡作用使較薄 的初始坯殼厚度變的不均勻，坯殼薄處應力集中易產(chǎn)生裂紋，鑄坯出結(jié)晶器后受二冷噴水 的急冷，裂紋在二冷區(qū)可能繼續(xù)擴展；鋼水的二次氧化造成鑄坯在空冷區(qū)氮化物析出易形 成矯直區(qū)域裂紋。由于以上三方面特點，易造成低碳高錳高強鋼連鑄生產(chǎn)過程中的鑄坯表 面裂紋，輕者要進行鑄坯清理，重者使鑄坯報廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種低碳高錳鋼大矩坯的連鑄方法，以顯著降低 大矩坯的表面裂紋。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：所述連鑄過程中，拉速為 0? 6 ~0? 63m/min ;二冷區(qū)各段水分配（27 ~29) : (43 ~45) : (27 ~29)。
[0005] 本發(fā)明采用的保護渣的堿度R=l. 10~1. 20,1300°C粘度為0? 45±0. 10pa. s。采 用下述重量百分比主要成分的保護渣：所述Si02 24. 5%~28. 5%，MgO 2. 0%~6. 0%，CaO 27. 0% ~31. 0%，F(xiàn)e203彡 3. 0%，A1 203 6. 0% ~10. 0%，R20 5. 5% ~9. 5%，r 1. 0% ~5. 0%，C 7. 5% ~12. 5%〇
[0006] 本發(fā)明所述連鑄過程中，澆注斷面的尺寸為280~300mm*320~360mm。
[0007] 采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明可顯著降低大矩坯表面裂紋， 進而杜絕大規(guī)格鋼材表面裂紋廢品；改善了鑄坯及鋼材表面質(zhì)量；生產(chǎn)鑄坯樣品表面經(jīng)過 酸洗觀察，平整無凹陷，基本無表面縱向裂紋或星形微裂紋，乳材表面質(zhì)量良好，乳制的大 規(guī)格鋼材無修磨廢品。
【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0009] 圖1是實施例1所得鑄坯的南弧微裂紋照片； 圖2是實施例1所得鑄坯的內(nèi)弧微裂紋照片； 圖3是實施例1所得鑄坯的南弧微裂紋照片； 圖4是實施例1所得鑄坯的無裂紋鑄坯表面照片； 圖5是實施例2所得鑄坯北弧微裂紋照片； 圖6是實施例2所得鑄坯的無裂紋鑄坯表面照片； 圖7是實施例3所得S335J2鑄坯北弧縱裂紋照片； 圖8是實施例3所得Q34?鑄坯內(nèi)弧星形裂紋照片。
【具體實施方式】
[0010] 要減少鑄坯上述裂紋的產(chǎn)生，必須從鑄坯的高溫力學性能以及鑄坯在各溫度下析 出物的析出機制入手，減少鋼水的二次氧化，同時控制在結(jié)晶器中傳熱，提高矯直區(qū)域的溫 度避開氮化物析出的敏感溫度區(qū)間，減小鑄坯表面表面裂紋，提高鋼材成品率；因此，本低 碳高錳鋼大矩坯的連鑄方法采用下述工藝： (1) 拉速0. 6~0. 63m/min，最好為0. 63m/min ;通過提升拉速，使鑄還角部在矯直區(qū)域 溫度維持在850°C以上，避開了第三脆性區(qū)，表面質(zhì)量大大提高。
[0011] (2)優(yōu)化冷卻制度，二冷區(qū)各段水分配比為（27~29) : (43~45) : (27~29)，最 好為28:44:28,弱化足輥區(qū)冷卻，降低連鑄坯出結(jié)晶器熱應力，避免鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生應 力集中在二冷區(qū)前段繼續(xù)擴展。
[0012] (3)本方法所述低碳高錳鋼中碳含量在0. 09%~0. 20%范圍，碳含量處在包晶范 圍，凝固時發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變。該相變由體心立方結(jié)構(gòu)的S相轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)的y相，伴 隨該相變會產(chǎn)生體積收縮。鋼水易在彎月面區(qū)域劇烈收縮與結(jié)晶器壁產(chǎn)生空隙，采用合適 的粘度以及采用較高的堿度增加了液渣凝固時的析晶比例，達到控制傳熱目的；粘度不能 太高，否則會使保護渣渣耗降低，熔渣流入量減少，渣膜變薄且不均勻，引起摩擦力增大，結(jié) 果會使坯殼受力，造成縱裂。因此，本方法中保護渣二元堿度由1.05調(diào)整到R=l. 10~1.20， 最好為1. 15 ;粘度由0. 52pa*s調(diào)整到0. 45±0. 10 pa*s，最好為0. 45pa*s ;增加了液澄凝 固時的析晶比例，達到控制傳熱目的。
[0013] 另外采用合適的保護渣配碳量7. 5%~12. 5%，最好為10. 0%;提高了保護渣的熔化 速度，液渣層厚度穩(wěn)定維持在7~10_ (研宄之前6~7. 5_)，提高了渣保溫效果。
[0014] 本方法保護渣的主要化學成分重量百分比如下：Si02 24. 5%~28. 5%，MgO 2. 0%~6. 0%，CaO 27. 0%~31. 0%，F(xiàn)e203彡3. 0%，A1 203 6. 0%~10. 0%，R20 5. 5%~9. 5%， r1.0%~5. 0%，C 7. 5%~12. 5% ;所述保護渣理化性能如下：堿度R=l. 15±0. 05,熔融 點1180±35°C，1350°C熔速45±10S，1300°C粘度 0?45±0. 10 pa*s，粒度（0?5 ~1mm) 彡90%，容重0? 70±0. lg/cm3,物理H20彡0? 5%。
[0015] 實施例1:本低碳高錳鋼大矩坯的連鑄方法的具體工藝步驟如下所述。
[0016] (1)矩坯連鑄機斷面300mm*360mm，生產(chǎn)鋼種Q345D，其主要化學(熔煉）成分見表 1，其中余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0017] 表1:鋼種成分配比（wt)
(2) 連鑄工藝參數(shù)： 拉速0. 63m/min、比水量0. 23kg/l，結(jié)晶器電攪230A/2. 2HZ，末段電攪130A/8HZ ;二冷 區(qū)各段水分配比28:44:28，保護渣消耗：0.601^八。
[0018]保護渣主要成分（wt) :Si02 26%，MgO 3. 5%，CaO 31. 0%，F(xiàn)e203 2. 6%，A1203 8. 4%， R20 5. 5%，F(xiàn) 4. 0%，C 10%。保護渣的堿度 R=l. 14,1300°C粘度為 0? 42pa*s。
[0019] (3)產(chǎn)品性能： A、本實施例所得大矩坯(鑄坯）的矯直區(qū)域溫度如表2所示。
[0020] 表2 :大矩坯的矯直區(qū)域溫度
由表2可知，鑄坯矯直區(qū)域溫度得到有效提升，特別是鑄坯角部出矯直輥前溫度能維 持在850°C以上。
[0021] B、鑄還酸洗表面情況：共取9塊鑄還表面樣品進行酸洗，存在微裂紋3塊，3600155 南弧、3600155內(nèi)弧、3700730南弧3塊裂紋紋縷非常短促、細小，見附圖1、2、3,圖4為無裂 紋鑄坯表面照片。
[0022] C、軋制情況：根據(jù)鑄坯表面酸洗質(zhì)量情況，鑄坯可不修磨直接軋制，具體軋制結(jié)果 見表3。
[0023] 表3:大矩坯的軋制結(jié)果
表3中，軋制規(guī)格：<M00、<M30、<M40、<M50、<M