[发明专利]一种解决特殊钢大圆坯偏析的方法

说明书

本发明提供了一种解决特殊钢大圆坯偏析的方法，包括以下步骤：在中间包浸入式水口外部安装马蹄形电磁搅拌装置，并结合结晶器电磁搅拌使水口内钢液旋转流动；所述浸水式水口为出口形状为喇叭状的渐开式水口。本申请采用马蹄形电磁旋流渐开式水口，对大圆坯连铸结晶器内的钢液流场和温度分布进行优化，细化铸坯凝固组织，减轻宏观偏析缺陷，使碳元素极差降低至0.04％以下，实现了大圆坯内部质量的显著提高。

技术领域

本发明涉及连铸生产技术领域，尤其涉及一种解决特殊钢大圆坯偏析的方法。

背景技术

特殊钢大圆坯因断面大、凝固慢等特点，使得制备的铸坯的横断面存在较为严重的宏观偏析，无法满足高端用户的质量需求。以中碳钢42CrMoA为例，其主要用于生产风电轴承和轴类件，用户对其碳偏析的要求较高，横截面碳极差不能超过0.05％，实际生产过程中，Φ650mm 42CrMo碳极差高达0.08％，通过传统工艺的优化改进，最好的水平也在0.06％以上，Φ800mm断面偏析更加严重。因此，因碳元素分布不均匀，导致用户加工后性能不稳，改善大圆坯碳偏析问题意义重大。

国内、外的学者提出改变浸入式水口和中间包的结构使浸入式水口和结晶器内的钢液发生旋转流动，进而优化结晶器流场和提高铸坯表面和内部质量。但是这些方法易对钢水造成二次污染，水口出口容易出现结瘤问题，并且旋流状态无法随工艺条件进行调节和控制，尚未在国内进一步推广应用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种解决特殊钢大圆坯偏析的方法，该方法能够提高特殊钢碳极差。

有鉴于此，本申请提供了一种解决特殊钢大圆坯偏析的方法，包括以下步骤：

在中间包浸入式水口外部安装马蹄形电磁搅拌装置，并结合结晶器电磁搅拌使水口内钢液旋转流动；

所述浸水式水口为出口形状为喇叭状的渐开式水口。

优选的，所述特殊钢为的42CrMo圆坯，所述结晶器电磁搅拌的电流为250A，频率为1.5Hz。

优选的，所述特殊钢为的42CrMo圆坯，所述结晶器电磁搅拌的电流为300A，频率为1.2Hz。

优选的，所述特殊钢为的42CrMo圆坯，所述马蹄形电磁搅拌装置的电流强度为450A。

优选的，所述马蹄形电磁搅拌装置的电磁旋流水口搅拌方向与结晶器电磁搅拌反向。

优选的，所述浸入式水口的开口角度为50～60°。

优选的，所述中间包钢水过热度为25～30℃。

本发明提供了一种解决特殊钢大圆坯偏析的方法，其通过在中间包浸入式水口外部安装马蹄形电磁旋流装置并与结晶器电磁搅拌相结合，可以解决Φ500mm以上大圆坯横断面宏观偏析问题，同时，电磁旋流水口技术可大幅增加中心等轴晶区和CET区，减少柱状晶区，且电磁旋流水口技术有助于稳定结晶器液面波动，最终能够实现中碳钢横截面碳极差小于0.04％。

附图说明

图1为本发明电磁旋流水口连铸工艺的示意图；

图2为本发明渐开式水口的结构示意图；

图3为本发明渐开式水口结晶器流场纵截面示意图；

图4为本发明实施例中钻孔点位置及不同电流强度碳偏析系数；

图5为本发明实施例3中钻孔点位置示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。