改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法

摘要

本申请公开了一种改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法，中间包的过热度控制在20～35℃；结晶器电磁搅拌电流控制在300～320A，频率控制在2～4Hz；末端电磁搅拌距结晶器弯月面的距离为14～16m，电流控制在400～440A，频率控制在6～9Hz；连铸坯拉速控制在0.50～0.55m/min；连铸二冷段电磁搅拌电流控制在380～410A，频率控制在8～12Hz；连铸二冷段三个区冷却水量分别控制在50～55L/min、44～48L/min、24～28L/min，比水量为0.25～0.31L/kg等。本发明对圆坯连铸过程的中间包温度、结晶器水量、二冷区水量以及电磁搅拌参数、末端电磁搅拌位置等进行控制，明显降低了连铸坯中心偏析，减少了因偏析造成的塑性不合，提高了产品的合格率。

说明书

技术领域

本申请属于炼钢技术领域，特别是涉及一种改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法。

背景技术

弹簧钢60Si2CrVAT主要用于制造铁路货车转向架用圆柱螺旋弹簧，是铁路总公司指定用钢之一。由于铁路货车转向架用圆柱螺旋弹簧具有工作环境恶劣，疲劳寿命要求高的特点，对60Si2CrVAT钢的纯净度、强度和塑性提出了更高的要求。60Si2CrVAT的力学性能要求：抗拉强度≥1900MPa；屈服强度≥1700MPa；伸长率≥9％；断面收缩率≥30％。

采用圆坯生产60Si2CrVAT钢，提高轧制压缩变形量，从而消除铸坯中缩孔、疏松等内部缺陷，使连铸坯枝晶破碎，晶粒细化，提高钢的致密度，达到提高钢的力学性能的目的。但是，由于圆坯连铸机设备的限制，对中心偏析的控制仍然比较困难，而中心偏析可以明显降低钢的力学性能，尤其是钢的塑性。

如何控制圆坯生产60Si2CrVAT钢的中心偏析，提高60Si2CrVAT钢的力学性能，尤其是钢的塑性，是目前技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法，可以有效地改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT的中心偏析，从而提高了钢的力学性能，尤其是钢的塑性，降低了产品的判次率，克服了现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种改善钢材中心偏析的连铸方法，包括：

中间包的过热度控制在20～35℃；

结晶器电磁搅拌电流控制在300～320A，频率控制在2～4Hz；

末端电磁搅拌距结晶器弯月面的距离为14～16m，电流控制在400～440A，频率控制在6～9Hz；

连铸坯拉速控制在0.50～0.55m/min；

连铸二冷段电磁搅拌电流控制在380～410A，频率控制在8～12Hz。

优选的，在上述的改善钢材中心偏析的连铸方法中，连铸二冷段分为三个区对坯料进行水冷却，三个区冷却水量分别控制在50～55L/min、44～48L/min、24～28L/min，比水量为0.25～0.31L/kg。

优选的，在上述的改善钢材中心偏析的连铸方法中，水口采用氩封。

优选的，在上述的改善钢材中心偏析的连铸方法中，水口的氩气压力控制在0.3～0.5MPa。

优选的，在上述的改善钢材中心偏析的连铸方法中，结晶器进水量控制在3000～3200L/min。

优选的，在上述的改善钢材中心偏析的连铸方法中，结晶器钢液面波动控制精度为±2mm。

本申请还公开了一种改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法，包括：

中间包的过热度控制在20～35℃；

结晶器电磁搅拌电流控制在300～320A，频率控制在2～4Hz；

末端电磁搅拌距结晶器弯月面的距离为14～16m，电流控制在400～440A，频率控制在6～9Hz；

连铸坯拉速控制在0.50～0.55m/min；

连铸二冷段电磁搅拌电流控制在380～410A，频率控制在8～12Hz。

优选的，在上述的改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法中，连铸二冷段分为三个区对坯料进行水冷却，三个区冷却水量分别控制在50～55L/min、44～48L/min、24～28L/min，比水量为0.25～0.31L/kg。

优选的，在上述的改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法中，水口采用氩封，水口氩气压力控制在0.3～0.5MPa。

优选的，在上述的改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法中，结晶器进水量控制在3000～3200L/min；结晶器钢液面波动控制精度为±2mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明设计的改善圆坯弹簧钢60Si2CrVAT中心偏析的连铸方法，可以有效地减少采用圆坯生产弹簧钢60Si2CrVAT时连铸坯的中心偏析。

具体实施方式

通常采用圆坯生产高碳钢时，偏析较难控制，本发明对圆坯连铸过程的中间包温度、水口氩封压力、结晶器水量、拉速、二冷区水量以及电磁搅拌参数、位置等进行控制，大大降低了连铸坯中心偏析，减少了因中心偏析造成的力学性能不合，提高了产品的合格率。

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

采用铁水预处理→100t转炉→LF精炼→RH→圆坯连铸(Φ380mm)→开坯(150mm*150mm)的工艺流程生产60Si2CrVAT，连铸设备为六机六流圆坯连铸机，液相线温度为1467℃，中间包过热度为31℃，连铸机水口采用氩封，使钢液隔绝空气，防止钢水二次氧化，氩气压力控制在0.4MPa；结晶器进水量为3100L/min，进出水温差≤10℃，拉速控制在0.52m/min；连铸二冷段分为足辊段、活动段和固定段三个区对圆坯进行水冷却，足辊段、活动段和固定段的冷却水量分别控制在52L/min、46L/min、25L/min，比水量为0.28L/kg；结晶器电磁搅拌电流控制在310A，频率控制在2.5Hz，二冷段电磁搅拌电流控制在400A，频率控制在9Hz；末端电磁搅拌位置距结晶器弯月面的距离为15m，电流控制在420A，频率控制在7Hz；结晶器液面波动控制精度为±2mm。

实施例2

采用铁水预处理→100t转炉→LF精炼→RH→圆坯连铸(Φ380mm)→开坯(150mm*150mm)的工艺流程生产60Si2CrVAT，连铸设备为六机六流圆坯连铸机，液相线温度为1467℃，中间包过热度为25℃，连铸机水口采用氩封，氩气压力控制在0.5MPa；结晶器进水量为3000L/min，进出水温差≤10℃，拉速控制在0.55m/min；连铸二冷段分为足辊段、活动段和固定段三个区对圆坯进行水冷却，足辊段、活动段和固定段的冷却水量分别控制在50L/min、48L/min、28L/min，比水量为0.27L/kg；结晶器电磁搅拌电流控制在300A，频率控制在4Hz，二冷段电磁搅拌电流控制在380A，频率控制在11Hz；末端电磁搅拌位置距结晶器弯月面的距离为14.5m，电流控制在440A，频率控制在6Hz；结晶器液面波动控制精度为±2mm。

实施例3

采用铁水预处理→100t转炉→LF精炼→RH→圆坯连铸(Φ380mm)→开坯(150mm*150mm)的工艺流程生产60Si2CrVAT，连铸设备为六机六流圆坯连铸机，液相线温度为1467℃，中间包过热度为35℃，连铸机水口采用氩封，氩气压力控制在0.3MPa；结晶器进水量为3200L/min，进出水温差≤10℃，拉速控制在0.50m/min；连铸二冷段分为足辊段、活动段和固定段三个区对圆坯进行水冷却，足辊段、活动段和固定段的冷却水量分别控制在54L/min、45L/min、28L/min，比水量为0.30L/kg；结晶器电磁搅拌电流控制在320A，频率控制在2Hz，二冷段电磁搅拌电流控制在410A，频率控制在8Hz；末端电磁搅拌位置距结晶器弯月面的距离为15.5m，电流控制在400A，频率控制在9Hz；结晶器液面波动控制精度为±2mm。

对比例

选择连铸工艺改善前某次生产作为对比例。其工艺如下：采用铁水预处理→100t转炉→LF精炼→RH→圆坯连铸(Φ380mm)→开坯(150mm*150mm)的工艺流程生产60Si2CrVAT，连铸设备为六机六流圆坯连铸机，液相线温度为1467℃，中间包过热度为40℃，连铸机水口采用氩封，氩气压力控制在0.2MPa；结晶器进水量为3300L/min，拉速控制在0.48m/min；连铸二冷段分为足辊段、活动段和固定段三个区对圆坯进行水冷却，足辊段、活动段和固定段的冷却水量分别控制在58L/min、52L/min、32L/min，比水量为0.35L/kg；结晶器电磁搅拌电流控制在350A，频率控制在2Hz，二冷段电磁搅拌电流控制在420A，频率控制在6Hz；末端电磁搅拌位置距结晶器弯月面的距离为17m，电流控制在450A，频率控制在10Hz；结晶器液面波动控制精度为±2mm。

对连铸的六流的连铸坯分别取低倍样，采用钻屑的方法，利用碳硫仪对碳含量进行分析，计算偏析比，偏析比结果如下表1所示。与工艺改善前(对比例)相比，采用本发明方案之后60Si2CrVAT偏析比控制较好，偏析比由原来的1.20～1.30降低到1.15以下，产品合格率由改善前的30％提高到100％。

表1偏析比结果

1流2流3流4流5流6流产品合格率实施例11.131.081.051.031.101.08100％实施例21.031.051.061.101.021.09100％实施例31.151.051.081.121.101.05100％对比例1.281.301.201.241.231.2530％

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。