[发明专利]一种预应力钢小方坯连铸中心偏析的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种预应力钢小方坯连铸中心偏析的控制方法。尤其涉及SWRH82B预应力钢。能有效降低铸坯中心偏析指数(均值≦1.06)，显著改善铸坯中心缩孔及中心疏松。

背景技术

预应力钢丝及钢绞线热轧盘条主要用于制作高强度低松弛预应力钢丝和钢绞线，为了保证线材质量，要求钢的成分稳定、钢质纯净、铸坯偏析小、线材索氏体含量高。生产预应力钢丝及钢绞线热轧盘条时，由于中心偏析较高，用户在拉拔过程中容易出现断裂的情况。因此，对w(c)高达0.82％的SWRH82B，中心偏析、中心疏松和中心缩孔是影响小方坯内部质量以及预应力钢丝及钢绞线热轧盘条的质量的主要问题。

为实现小方坯的高效连铸，铸坯断面逐渐增加，拉速也不断提高。在原有连铸工艺下铸坯的中心碳偏析指数平均值上升，标准偏差值增大。受到连铸坯凝固特性限制，在缺少轻压下、末端电磁搅拌、中间包加热等设备的条件下，采用小断面连铸机生产高碳钢SWRH82B为轧材中心碳偏析的控制带来新的挑战，需要严格连铸工艺执行及良好的设备保证。

专利(申请号：201510509858.5)公开了150mm×150mm断面铸机高碳硬线钢小方坯中心偏析的控制方法。该专利通过控制过热度、结晶器电磁搅拌电流、频率、二冷工艺实现了拉速1.5～1.7m/min拉速下高碳硬线钢小方坯中心碳偏析的控制。然而，该方法针对铸机断面较小，其拉速偏低，与目前首钢水钢设备及工艺条件存在较大差别。

专利200910075404.6公开了一种预应力钢SWRH82B大方坯连铸动态轻压下工艺，用于解决高碳钢大方坯易出现中心偏析、中心疏松、中心缩孔等内部缺陷问题。然而，小方坯断面铸机的轻压下技术尚未得到广泛引用。

因此，针对小方坯连铸机，如何调整连铸工艺参数，形成一套合理的工艺路线，控制铸坯内部质量，是影响生产过程降本增效以及预应力钢绞线品种开发的重要环节。首钢技术人员通过对铸坯热状态的系统分析以及现场实验，形成了一整套适合方坯连铸机的工艺路线，提出了预应力钢SWRH82B的中心偏析控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力钢小方坯连铸中心偏析的控制方法，解决了160mm×160mm断面小方坯连铸机在未配备中间包加热装置、末端电磁搅拌以及轻压下技术的条件下，预应力钢SWRH82B铸坯中心偏析缺陷控制的难题。为该品种的降本增效以及后续预应力钢丝或钢绞线的开发奠定了基础。

一种预应力钢小方坯连铸中心偏析的控制方法，具体步骤及参数如下：

1、优化生产组织调度，控制中间包过热度20～30℃，避免因过热度过高或过低而导致拉速波动。

2、优化结晶器电磁搅拌工艺：电磁搅拌频率为3～4Hz，电磁搅拌电流为200～350A。(①采用结晶器电磁搅拌扭矩仪测量不同结晶器电磁搅拌频率(2～8Hz)，不同结晶器电磁搅拌电流(100A、200A、250A、300A)工艺下，电磁搅拌线圈安装高度结晶器内不同位置处扭矩。②根据扭矩的峰值确定合理的结晶器电磁搅拌频率、电流。)

3、调整各二冷区内水流量分配比，增加冷却Ⅱ区及Ⅲ区冷却强度，二冷比水量控制范围为0.5～1.4L/kg。(二冷段内各区冷却强度即为本段所述二冷水量比例，比例高，则强度大。后续所述各区内二冷水量比例范围即反映了其冷却强度)。其中足辊段二冷水量比例范围为：20～30％、冷却Ⅰ区二冷水量比例范围30～40％、冷却Ⅱ区二冷水量比例范围10～25％、冷却Ⅲ区二冷水量比例范围5～20％。

该铸机二次冷却区分为4个区，分别为足辊段、冷却Ⅰ区、冷却Ⅱ区、冷却Ⅲ区，各区水量可单独控制。

4、合理匹配不同拉速下二冷比水量，拉速为1.6～2.0m/min时，二冷比水量为0.5L/kg～1.4L/kg。

该钢种连铸过程中，需保证铸机设备精度，尤其需要保证各二冷区内喷嘴有效喷淋状态，避免因对弧、回温等因素引起的铸坯裂纹缺陷。

本发明的优点在于：系统分析不同拉速下铸坯热状态，合理控制凝固终点，方法简单合理，经济高效，利用本发明有效改善SWRH82B铸坯中心偏析控制水平，提高铸坯的内部质量，增强产品的竞争力。

具体实施方式

实施例1

针对采用采用本专利控制方法，典型拉速下连铸工艺参数如下。

钢种为SWRH82B，拉速1.80m/min；钢水过热度29℃；结晶器电磁搅拌320A，频率3.5Hz；二冷比水量0.75L/kg；二冷区分配为25:35:21:19。