爱华网随着我国钢铁工业的发展强大 ,市场竞争逐渐加剧 ,对钢材的品种结构和质量实物水平提出了新的要求。目前 ,我国许多炼钢厂致力于用小方坯连铸机生产优质中高碳钢 ,我二炼钢车间同样也开始生产优质中高碳钢 ,并对各种工艺参数对方坯中心缺陷的影响进行了一系列研究。 1.中碳钢生产的工艺流程与铸机参数 工艺流程。60t 顶底复吹转炉 →65T钢包精炼炉→四机四流方坯连铸机 →高线。 主要工艺参数。转炉、LF炉、方坯连铸机的主要工艺参数见表1、表2、表3：
2.实验方法 实验材料选取。实验选取40Cr在大生产条件下进行不同过热度不同配水量、不同配水比例、不同拉速、 结晶器电磁搅拌是否使用等条件下实验 ,从而确定最佳参数。实验钢种化学成分见表4: 表4 试验钢种化学成分 试样加工方法。考虑到试样所取的代表性与准确性 ,防止因加工带来的偶然性 ,为此 ,针对不同工艺条件在 250mm长的铸坯上连续截取横向试样 ,并另外取 400mm铸坯做纵剖试样。 检验内容。纵横样低倍组织检验。横向评级参阅 YB/T 1999《优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图》,纵向低倍评级根据实际缩孔大小进行评级。中心偏析的测定。用 5mm 的钻头在连续的横向试样上钻取试样 ,分析碳的含量 ,用偏析指数代表横向样的宏观偏析程度。偏析指数 C SI 表示为: C SI = （∑C i/ C0）/n式中:C i———铸坯中心浓度，C0———铸坯非偏析区浓度， n ———取样次数。 3.实验结果及分析 二冷强度对低倍组织的影响。通过对不同冷却强度下40Cr钢纵向低倍组织分析发现,经过酸浸检验得到的铸坯纵向和横向低倍情况知 ,在电磁搅拌使用时 ,随着冷却强度的增大 ,铸坯中心偏析得到了改善 ,中心缩孔减小 ,并且较均匀。但是一旦冷却强度增大到一定程度 ,反而内部缩孔严重 ,且中间裂纹严重。这可能由于冷却强度太大 ,柱状晶充分发展 ,形成的缩孔得不到钢液的补充所致。中间裂纹严重是由于冷却段较短 ,过大的冷却强度使铸坯出二冷段后回温严重所致 ,比水量较大的铸坯中心偏析及中心缩孔轻微。 拉速的影响。对于同一炉钢、不同流次所做的低倍检验发现拉速提高后中心缩孔较严重 ,并且缩孔是大小不均 ,形成了局部的穿孔。随着拉速的降低 ,缩孔逐渐均匀减小 ,中心偏析也减轻。这可能与拉速较高 ,柱状晶较发达 ,液相穴较长 ,中心得不到充分补缩有关。根据实验 ,在过热度 25℃,拉速稳定在 1.65m/min 较合适。中心偏析和中心缩孔有一定的对应关系 ,缩孔严重的铸坯偏析一般也较严重 ,因此拉速对中心偏析影响也较大。 由表6可知 ,随着过热度的降低 ,数据较为离散 ,总趋势是过热度较高 ,中心偏析较轻。这可能是因为过热度提高 ,但是拉速也相应降低了 ,由此可见拉速对中心偏析的影响要比过热度的影响大。 结晶器电磁搅拌的影响。同样工艺条件下 ,没有使用电磁搅拌的铸坯低倍较差（电磁搅拌设备故障） ,严重时形成局部缩孔 ,缩孔直径可达 6mm～8mm。在没有电磁搅拌的情况下 ,随着比水量的增大 ,拉速的提高 ,铸坯低倍恶化会更严重。 用M- EMS与不用M- EMS铸坯低倍组织情况见表7: 由表7 可知 ,无 M - EMS的铸坯低倍基本上无中心等轴晶;有M- EMS的则有约 20 %的中心等轴晶。因此有M- EMS的低倍结果较好 ,中心疏松和中心缩孔较轻 ,这说明电磁搅拌避免了大树枝晶 ,避免了枝晶在最后凝固区域形成的“搭桥”现象 ,减轻了中心偏析。 4.结论及措施 随拉速降低 ,铸坯中心偏析和中心疏松得到改善。结合现场生产需要及铸坯中心缺陷 ,在目前工况条件下,拉速控制在 1.65m/min ,且尽量保持稳定;针对目前工况 ,结晶器水量采用1800~1900L/min,二冷水采用5#曲线（比水量0.45L/kg）,有利于改善中心疏松与偏析;M- EMS对中心偏析、中心疏松和中心缩孔影响大。在电磁搅拌出现故障时尽量不生产中碳钢系列 ,如果在生产过程中遇到结晶器电磁搅拌出现故障 ,要采用低速浇注 ≤1.55 m/min ,采用较小的比水量(0.4 L/kg),以减少没有电磁搅拌的影响。 为进一步改善铸坯质量，还可采取进一步措施：进一步延长二冷段长度 ,使铸坯冷却均匀 ,控制合适的降温速度 ,防止中间裂纹出现 ,利用凝固收缩 ,减少中心疏松。重新确定末端电磁搅拌的最佳位置 ,进一步改善中心质量。优化生产组织 ,保证成品成分稳定性 ,降低中包钢水过热度 ,进行恒速浇注 ,避免液相穴的频繁变化 ,以改善和稳定中心偏析 ,从而保证铸坯质量。
