[发明专利]减轻轴承钢大方坯内部质量缺陷的连铸工艺

说明书

本发明公开了一种减轻轴承钢大方坯内部质量缺陷的连铸工艺，其采用大倒角结晶器，所得大倒角连铸坯的倒角角度为50°～75°，倒角的斜面长度为60～90mm；采用下述压下工艺：压下的起点位置处于中心固相率fs=0.55～0.65，压下量为1.0～2.0mm；第二个压下辊处中心固相率fs=0.65～0.75，压下量为3.0～5.0mm；第三个压下辊处中心固相率fs=0.75～0.85，压下量为2.0～4.0mm；第四个压下辊处中心固相率fs=0.85～0.95，压下量为2.0～3.0mm；第五个压下辊处中心固相率fs=0.95～1.0，压下量为0～2.0mm。本方法降低了铸坯压下过程中的铸轧压下力，提高了压下效率，从而达到稳定控制轴承钢大方坯的中心偏析、V形偏析、中心疏松、缩孔等质量缺陷的效果。

技术领域

本发明涉及一种连铸工艺，尤其是一种减轻轴承钢大方坯内部质量缺陷的连铸工艺。

背景技术

CGr15轴承钢为高碳轴承钢，碳含量和合金含量较高，其凝固过程两相区较宽，连铸坯易产生中心偏析、疏松、缩孔等缺陷；且随着连铸坯断面的增大，铸坯凝固时间延长，铸坯产生中心偏析、V形偏析、中心疏松、中心缩孔等内部质量缺陷的倾向性更大。轴承钢铸坯的中心偏析、疏松、缩孔等质量缺陷，在后期的加热、轧制过程中难以被有效消除，在热轧变形时延伸形成碳化物富集带，碳化物带状位于滚道或滚动体中，严重影响轴承的接触疲劳寿命。

对于减轻轴承钢大方坯中心偏析、中心疏松、缩孔等铸坯内部质量缺陷的方法，业内人士做了大量的研究，如M+F-EMS电磁搅拌工艺、中间包加热技术、凝固末端轻压下技术等等。其中凝固末端动态轻压下技术是目前改善铸坯中心偏析、疏松、缩孔等缺陷应用最为广泛有效的手段。大方坯凝固末端轻压下主要依靠空冷区多台拉矫机来完成，拉矫机一般不少于5台，系统最大压力多为20MPa，单辊压下量一般不超过5mm。然而，大断面连铸坯生产过程中，凝固坯壳对压下量的耗散作用随其厚度的增加而倍增，常规的轻压下量已不能渗透至铸坯心部，无法稳定控制轴承钢大方坯的中心偏析、疏松、缩孔等质量缺陷，导致该工艺下生产的连铸坯不能满足高端领域轴承用钢的质量需求。

增大铸轧量，能够有效消除轴承钢大方坯中心偏析、V形偏析、中心疏松、缩孔等内部质量缺陷的发生。在现有工装设备下，增大铸坯压下量，受到了拉矫机最大承受压力的限制。凸辊能够有效避开边部已凝固坯壳的变形抗力，将压力集中在铸坯中心区域，使得铸坯中心区域液芯得到有效挤压，达到较高的压下效率，实现在较小压力下获得较好的压下效果。根据这一理念，国际上已有少数钢铁企业对大方坯连铸机进行了改造升级，实施了凝固末端凸辊压下工艺。凸辊压下工艺能有效消除或减轻大方坯中心偏析、V形偏析、中心疏松、中心缩孔等铸坯内部质量缺陷。然而，凸辊压下工艺存在如下缺点：（1）凸辊压下连铸坯跑偏的问题难以彻底解决，导致铸坯甩废量较大；（2）凸辊压下工艺连铸坯极易产生皮下裂纹；（3）凸辊磨损快，且铸坯表面易产生台阶状、直角状等表面质量缺陷，给后续修磨工序带来较大压力，造成成本大幅增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减轻轴承钢大方坯内部质量缺陷的连铸工艺，以有效的提升大方坯的质量。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其采用大倒角结晶器，所得大倒角连铸坯的倒角角度为50°～75°，倒角的斜面长度为60～90mm；

采用下述压下工艺：压下的起点位置处于中心固相率fs=0.55～0.65，压下量为1.0～2.0mm；第二个压下辊处中心固相率fs=0.65～0.75，压下量为3.0～5.0mm；第三个压下辊处中心固相率fs=0.75～0.85，压下量为2.0～4.0mm；第四个压下辊处中心固相率fs=0.85～0.95，压下量为2.0～3.0mm；第五个压下辊处中心固相率fs=0.95～1.0，压下量为0～2.0mm。

本发明所述压下工艺的总压下量为8～14mm。

本发明所述连铸拉速0.65～0.80m/min，中间包钢水过热度10～25℃。