[发明专利]一种抑制柱状晶生长的连铸凝固过程控制方法

说明书

本发明公开了一种抑制柱状晶生长的连铸凝固过程控制方法，属于冶金连铸技术领域。本发明在连铸坯凝固坯壳的表面施加间歇性的激振力，且激振力施力点处的铸坯横截面中金属液相率为25％～85％。本发明的激振力击打在铸坯表面坯壳时，可以打断冷却过程中凝固前沿生长的枝晶头，促使着柱状晶转化为等轴晶，同时不会额外增加外场力造成的钢液与凝固前沿枝晶间的持续相对位移，抑制了钢中溶质元素向钢液中转移，从而在抑制柱状晶生长、促进等轴晶生长的同时，可以避免或减少了铸坯负偏析的产生。

技术领域

本发明涉及冶金连铸技术领域，更具体地说，涉及一种抑制柱状晶生长的连铸凝固过程控制方法。

背景技术

在钢铁连铸生产过程中，为改善铸坯的凝固结构，提高等轴晶率，减少铸坯中心区域的疏松和成分偏析，广泛采用以电磁搅拌为典型的施加外场力搅拌技术。电磁搅拌技术利用电磁感应原理，在连铸坯内部产生感应电流，此电流与磁场相互作用产生电磁力，使金属液产生单向的旋转流动而折断树枝晶，促使破碎的晶体生成更多的等轴晶的晶核，从而达到了抑制凝固过程中的连铸坯树枝晶的生长，同时扩大等轴晶率，结果改善铸坯质量。

但是采用该类方法由于持续对液态金属施加恒定或交变电磁力，在刷断柱状晶的枝晶头成为中心等轴晶晶核的同时，还使得液态金属与凝固前沿的枝晶持续发生相对运动，也就是液态金属对凝固前沿的不断冲刷，造成溶质元素不断向液态金属内转移，引起持续外场力作用区域铸坯内部严重的宏观负偏析，例如连续铸钢中的铸坯白亮带。一般地，如果出现负偏析带，往往相应不可避免地也会出现正偏析带。

经检索，发明创造的名称为：一种连铸坯用的震动锤装置及使用方法(申请号：201310412579.8，申请日：2013.09.11)，特别涉及一种连铸坯用的震动锤装置及使用方法。所述连铸坯用的震动锤装置，包括锤头、运动杆、固定把持机构以及动力驱动系统，其中，固定把持机构固定在铸坯凝固的中后期区域，位于相对方向的锤头通过运动杆安装在固定把持机构上并与铸坯的表面间隔一定距离，运动杆与动力驱动系统相连。由于采取了锤击的方式取代接触式振动，在坯壳较厚的凝固末期，震动被传入铸坯芯部的效果更好，有利于破碎和细化中心等轴晶，有效改善铸坯中心缩孔和疏松；同时避免了凝固末端铸轧所造成的轧制裂纹的产生。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提高连铸过程中的铸坯质量，提供一种抑制柱状晶生长的连铸凝固过程控制方法，在铸坯凝固坯壳的表面施加间歇性的激振力，且激振力施力点处的铸坯横截面中金属液相率为25％～85％；击打在铸坯表面坯壳的激振力，可以规律性地打断冷却过程中凝固前沿生长的枝晶头，进而可以促进等轴晶的生长，同时可以避免或减少了铸坯负偏析的产生。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种抑制柱状晶生长的连铸凝固过程控制方法，在连铸坯的凝固坯壳的表面施加间歇性的激振力，且激振力施力点处的铸坯横截面中金属液相率为25％～85％。本发明的激振力击打在铸坯表面坯壳时，可以打断冷却过程中凝固前沿生长的枝晶头，促使着柱状晶转化为等轴晶，同时不会额外增加外场力造成的钢液与凝固前沿枝晶间的持续相对位移，抑制了钢中溶质元素向钢的液相中转移，从而达到抑制柱状晶生长和促进等轴晶生长目的。

优选地，激振力施加的时间间隔为1-30秒。

优选地，激振力施加的冲击能范围为10～800J。

优选地，激振力施加的时间间隔为T，T＝ε×b^τ×S，ε取值范围为0.4～0.8s/mm²；b为作用位置处连铸坯横向截面中的金属固相率/％；钢铁连铸过程系数τ的值为1.4～2.0，铜连铸过程中系数τ的值为1.0～1.6；S为铸坯断面面积/mm²。