[发明专利]大方坯重轨钢微观偏析控制方法

说明书

本发明公开的是钢铁冶金领域的一种大方坯重轨钢微观偏析控制方法，着重在连铸阶段采用以下步骤进行控制：连铸电磁搅拌采用电磁搅拌结合二冷电磁搅拌的方式，电磁搅拌的搅拌磁场强度为40×10^‑4～50×10^‑4T，二冷电磁搅拌具体安装位置为距离结晶器钢液面5.0～6.0m区间，搅拌电流频率为6.0～8.0Hz，磁场强度为180×10^‑4～200×10^‑4T；中包浇铸钢液过热度按35～45℃执行；连铸二冷阶段需要二冷区域覆盖至距离结晶器钢液面15.0m。按照上述参数进行控制，改善了大方坯重轨钢局部凝固速率，使得铸坯凝固组织组成得到改善控制，柱状晶较为发达，晶杆细而致密，等轴晶晶粒形态改变，晶杆细而致密且清晰，二次枝晶臂间距减小，微观偏析程度得到很好控制。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种大方坯重轨钢微观偏析控制方法。

背景技术

钢轨是铁路轨道的主要组成部件，在铁路运输过程中，对机车提供有效支撑及引导，需承受来自车轮的巨大垂向压力。基于我国基础建设发展需求，铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。这无疑对钢轨质量提出了更加严苛的要求。此外，我国钢轨不断走出国门，成为国际名片的重要组成部分，我国钢轨质量的优劣影响应用的同时在一定程度上也影响到我国的国际形象。

钢轨质量的提升在一定程度上体现于钢质本身质量控制水平，如高均质性、高洁净、高成分精度。其中钢轨的均质性(偏析程度越小，钢轨均质性越高)影响钢材组织的均匀性，严重的偏析会影响钢轨母材及钢轨的焊接性能，进而影响钢轨服役及使用。在冶金行业内，大量的专家学者对铸坯偏析进行了详细研究，研究指出：钢液凝固过程中，由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀。同时，研究指出，钢液凝固过程中，从液体中先后结晶出来的固相成分不同，结果使得一个晶粒内部化学成分不均匀，这种现象称为晶内偏析。从尺度上讲，偏析分为宏观偏析及微观偏析，目前对于宏观偏析的研究的理论较为成熟，这得益于宏观偏析检测评价的准确判断。而对于微观偏析，由于检测尺度小，检测方法有限，测定结果的准确性、可靠性及代表性制约了微观偏析的评价，也进一步限制了微观偏析的控制研究。

目前关于钢铁冶金领域微观偏析的研究更多局限于数值模拟计算及预测，而实际控制则很少。但在实际应用过程中发现，微观偏析影响微区组织控制，也影响低温条件偏析聚集析出的夹杂物的控制，因此微观偏析的控制对重轨钢的均质性及洁净度控制均存在重要影响。

发明内容

为克服现有大方坯重轨钢微观偏析在控制上存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高钢质均质性水平，降低钢质微观偏析程度的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

大方坯重轨钢微观偏析控制方法，包括依次进行以下工艺，转炉冶炼、LF炉精炼、RH 真空、连铸、加热和轧制，在连铸阶段采用以下步骤进行控制：

a、连铸电磁搅拌：采用连铸结晶器电磁搅拌结合二冷电磁搅拌的方式，其中二冷电磁搅拌的安装位置为距离结晶器钢液面5.0～6.0m区间；结晶器电磁搅拌采用轻微搅拌，搅拌磁场强度为40×10^-4～50×10^-4T；二冷电磁搅拌的搅拌电流频率为6.0～8.0Hz，通过调节电流强度以控制搅拌磁场强度为180×10^-4～200×10^-4T的二冷电磁搅拌；

b、中包浇铸钢液过热度：连铸过程中包钢液采用高过热度工艺浇铸，过热度控制具体按 35～45℃执行；

c、连铸二冷：采用的二冷强度为强冷，具体冷却水量按比水量0.31～0.33L/kg_钢执行，二冷区域覆盖至距离结晶器钢液面15.0m。