一种低碳高锰钢大矩坯的连铸方法
【技术领域】
[0001] 本发明属冶金炼钢技术领域，尤其是一种低碳高锰钢大矩坯的连铸方法。
【背景技术】
[0002] 低碳高锰钢的碳含量在0. 09 %~0. 20 %之间，锰含量在1. 2%以上，碳含量处在 包晶范围，凝固时发生包晶转变，该相变由体心立方结构的S相转变为面心立方结构的Y 相，伴随该相变会产生体积收缩；由于锰含量高，钢的线收缩大，线收缩使得坯壳与结晶器 壁间形成气隙，热流密度减小，坯壳形成薄，同时凝固收缩和钢水静压力不均衡作用使较薄 的初始坯壳厚度变的不均匀，坯壳薄处应力集中易产生裂纹，铸坯出结晶器后受二冷喷水 的急冷，裂纹在二冷区可能继续扩展；钢水的二次氧化造成铸坯在空冷区氮化物析出易形 成矫直区域裂纹。由于以上三方面特点，易造成低碳高锰高强钢连铸生产过程中的铸坯表 面裂纹，轻者要进行铸坯清理，重者使铸坯报废。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种低碳高锰钢大矩坯的连铸方法，以显著降低 大矩坯的表面裂纹。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述连铸过程中，拉速为 0? 6 ~0? 63m/min ;二冷区各段水分配（27 ~29) : (43 ~45) : (27 ~29)。
[0005] 本发明采用的保护渣的碱度R=l. 10~1. 20,1300°C粘度为0? 45±0. 10pa. s。采 用下述重量百分比主要成分的保护渣：所述Si02 24. 5%~28. 5%，MgO 2. 0%~6. 0%，CaO 27. 0% ~31. 0%，Fe203彡 3. 0%，A1 203 6. 0% ~10. 0%，R20 5. 5% ~9. 5%，r 1. 0% ~5. 0%，C 7. 5% ~12. 5%〇
[0006] 本发明所述连铸过程中，浇注断面的尺寸为280~300mm*320~360mm。
[0007] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明可显著降低大矩坯表面裂纹， 进而杜绝大规格钢材表面裂纹废品；改善了铸坯及钢材表面质量；生产铸坯样品表面经过 酸洗观察，平整无凹陷，基本无表面纵向裂纹或星形微裂纹，乳材表面质量良好，乳制的大 规格钢材无修磨废品。
【附图说明】
[0008] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0009] 图1是实施例1所得铸坯的南弧微裂纹照片； 图2是实施例1所得铸坯的内弧微裂纹照片； 图3是实施例1所得铸坯的南弧微裂纹照片； 图4是实施例1所得铸坯的无裂纹铸坯表面照片； 图5是实施例2所得铸坯北弧微裂纹照片； 图6是实施例2所得铸坯的无裂纹铸坯表面照片； 图7是实施例3所得S335J2铸坯北弧纵裂纹照片； 图8是实施例3所得Q34?铸坯内弧星形裂纹照片。
【具体实施方式】
[0010] 要减少铸坯上述裂纹的产生，必须从铸坯的高温力学性能以及铸坯在各温度下析 出物的析出机制入手，减少钢水的二次氧化，同时控制在结晶器中传热，提高矫直区域的温 度避开氮化物析出的敏感温度区间，减小铸坯表面表面裂纹，提高钢材成品率；因此，本低 碳高锰钢大矩坯的连铸方法采用下述工艺： (1) 拉速0. 6~0. 63m/min，最好为0. 63m/min ;通过提升拉速，使铸还角部在矫直区域 温度维持在850°C以上，避开了第三脆性区，表面质量大大提高。
[0011] (2)优化冷却制度，二冷区各段水分配比为（27~29) : (43~45) : (27~29)，最 好为28:44:28,弱化足辊区冷却，降低连铸坯出结晶器热应力，避免铸坯在结晶器内产生应 力集中在二冷区前段继续扩展。
[0012] (3)本方法所述低碳高锰钢中碳含量在0. 09%~0. 20%范围，碳含量处在包晶范 围，凝固时发生包晶转变。该相变由体心立方结构的S相转变为面心立方结构的y相，伴 随该相变会产生体积收缩。钢水易在弯月面区域剧烈收缩与结晶器壁产生空隙，采用合适 的粘度以及采用较高的碱度增加了液渣凝固时的析晶比例，达到控制传热目的；粘度不能 太高，否则会使保护渣渣耗降低，熔渣流入量减少，渣膜变薄且不均匀，引起摩擦力增大，结 果会使坯壳受力，造成纵裂。因此，本方法中保护渣二元碱度由1.05调整到R=l. 10~1.20， 最好为1. 15 ;粘度由0. 52pa*s调整到0. 45±0. 10 pa*s，最好为0. 45pa*s ;增加了液澄凝 固时的析晶比例，达到控制传热目的。
[0013] 另外采用合适的保护渣配碳量7. 5%~12. 5%，最好为10. 0%;提高了保护渣的熔化 速度，液渣层厚度稳定维持在7~10_ (研宄之前6~7. 5_)，提高了渣保温效果。
[0014] 本方法保护渣的主要化学成分重量百分比如下：Si02 24. 5%~28. 5%，MgO 2. 0%~6. 0%，CaO 27. 0%~31. 0%，Fe203彡3. 0%，A1 203 6. 0%~10. 0%，R20 5. 5%~9. 5%， r1.0%~5. 0%，C 7. 5%~12. 5% ;所述保护渣理化性能如下：碱度R=l. 15±0. 05,熔融 点1180±35°C，1350°C熔速45±10S，1300°C粘度 0?45±0. 10 pa*s，粒度（0?5 ~1mm) 彡90%，容重0? 70±0. lg/cm3,物理H20彡0? 5%。
[0015] 实施例1:本低碳高锰钢大矩坯的连铸方法的具体工艺步骤如下所述。
[0016] (1)矩坯连铸机断面300mm*360mm，生产钢种Q345D，其主要化学(熔炼）成分见表 1，其中余量为Fe和不可避免的杂质。
[0017] 表1:钢种成分配比（wt)
(2) 连铸工艺参数： 拉速0. 63m/min、比水量0. 23kg/l，结晶器电搅230A/2. 2HZ，末段电搅130A/8HZ ;二冷 区各段水分配比28:44:28，保护渣消耗：0.601^八。
[0018]保护渣主要成分（wt) :Si02 26%，MgO 3. 5%，CaO 31. 0%，Fe203 2. 6%，A1203 8. 4%， R20 5. 5%，F 4. 0%，C 10%。保护渣的碱度 R=l. 14,1300°C粘度为 0? 42pa*s。
[0019] (3)产品性能： A、本实施例所得大矩坯(铸坯）的矫直区域温度如表2所示。
[0020] 表2 :大矩坯的矫直区域温度
由表2可知，铸坯矫直区域温度得到有效提升，特别是铸坯角部出矫直辊前温度能维 持在850°C以上。
[0021] B、铸还酸洗表面情况：共取9块铸还表面样品进行酸洗，存在微裂纹3块，3600155 南弧、3600155内弧、3700730南弧3块裂纹纹缕非常短促、细小，见附图1、2、3,图4为无裂 纹铸坯表面照片。
[0022] C、轧制情况：根据铸坯表面酸洗质量情况，铸坯可不修磨直接轧制，具体轧制结果 见表3。
[0023] 表3:大矩坯的轧制结果
表3中，轧制规格：<M00、<M30、<M40、<M50、<M