[发明专利]提高铸坯中心致密度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸工艺技术领域，具体涉及一种提高铸坯中心致密度的方法。

背景技术

车轴是铁道车辆走行的重要部件，其质量状态直接关系到车辆的承载能力和运输安全。由于车轴钢是中碳钢，在铸坯凝固的过程中，树枝晶较发达，铸坯芯部容易形成枝晶“搭桥”，当桥下面包围的液体凝固时，阻止了液相穴内桥上部钢水的补充，这样桥下面钢水凝固过程就像一个小钢锭凝固过程一样，产生疏松缩孔。因此如何提高车轴钢铸坯中心致密度是连铸生产该类钢种的关键技术之一。

专利申请号201210503475.3，名称为“一种改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大压下技术”公开了一种改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大压下技术，具体公开：连铸板坯凝固末端3个扇形段液压缸的油缸压力为1800-2500KN；根据钢种凝固特性，控制钢水过热度在10-35℃,铸机拉速在0.6m/min-1.0m/min之间，控制二冷区比水量为0.4-0.6L/kg，在其中一个扇形段实施大压下，压下量为5.0-12.0mm，其它两个扇形段实施轻压下，压下量2-3mm。此专利发明主要针对特厚板坯，对特厚板坯质量的改善有一定好处，未针对方坯或车轴钢方坯的中心致密度提出技术措施。

专利申请号200810171563.1，名称为“一种车轴钢及其制备方法”公开了一种车轴钢，其中，该车轴钢的化学成分为：以该车轴钢总重量为基准，以单质计，C0.47-0.54重量％、Si0.2-0.4重量％、Mn0.7-0.9重量％、P≤0.02重量％、S≤0.02重量％、Al0.02-0.04重量％、V0.02-0.06重量％、Cr0.15-0.3重量％、Ni≤0.2重量％、Cu≤0.2重量％、H≤0.00025重量％，O≤0.002重量％，N≤0.007重量％，余量为铁和杂质。本发明提供了一种车轴钢的制备方法。此专利发明侧重在于车轴钢成分控制及冶炼方法，为针对车轴钢连铸及提高铸坯质量提出技术措施。

专利申请号200810176429.0，名称为“车轴钢连铸方法”，该方法包括将钢水从中间包浇注至结晶器，形成未完全凝固的车轴钢铸坯，然后将该未完全凝固的车轴钢铸坯以拉速V从结晶器中拉出并依次经过二冷区和空冷区，得到完全凝固的车轴钢铸坯，其中，该方法还包括使用依次设置在空冷区的多个轻压下机架中的至少一个对所述未完全凝固的车轴钢铸坯实施轻压下的轻压下过程，所述未完全凝固的车轴钢铸坯在所述轻压下过程中的中心固相率fs保持在0.2-0.95。对中心固相率为0.2-0.95的未完全凝固的车轴钢铸坯进行轻压下，可以消除或减少因铸坯收缩形成的内部空隙来防止晶间富集溶质的钢液向铸坯中心横向流动，并促使液相中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，改善中心偏析。此发明专利应用了动态轻压下技术来减轻铸坯中心疏松和缩孔，但对于断面较大的铸坯，轻压下压下量不够以致于挤压排出溶质偏析钢液较少，不能完全焊合中心缩孔，铸坯致密度提高有限。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种提高铸坯中心致密度的方法。通过该控制方法能有效地提高大方坯生产的车轴钢铸坯中心致密度，从而改善轧材内部质量。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种提高铸坯中心致密度的方法，所述的方法包括以下步骤：

步骤一、从钢水浇注时起，钢包至中间包至结晶器全程采用保护浇注；控制铸机拉速在0.45m/min至0.65m/min之间；

步骤二、连铸过程中间包钢水过热度控制在20℃～30℃之间；

步骤三、采用凝固末端大压下控制，通过增加连铸坯凝固末端压下量，以挤压排出溶质偏析钢液，同时焊合中心缩孔，用于提高铸坯中心致密度；

步骤四、采用动态二冷控制方式，将基本水量和铸坯的平均拉速相关联；

步骤五、采用后区强冷的二冷制度，同时提高冷却强度，比水量为0.40kg/t_钢至0.50kg/t_钢。

更进一步的技术方案是步骤一中保护浇注是通过加保护套管进行保护浇注。

更进一步的技术方案是步骤一还包括结晶器采用500A、2.4Hz的电磁搅拌方式。

更进一步的技术方案是步骤一还包括凝固末端采用350A、7Hz的电磁搅拌方式。

更进一步的技术方案是步骤三中压下量由以下公式得出：