一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法，以解决现有技术中铸坯表面易出现凹陷、裂纹的质量缺陷。根据本发明的控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法包括：将大方坯亚包晶钢连铸坯中的合金元素硅和锰含量分别控制在0.16wt%～0.29wt%和0.71wt%～0.79wt%，从而控制亚包晶钢包晶点的碳含量CJ，以将亚包晶钢的实际碳含量的质量百分比控制为0.10wt%～0.16wt%；在连铸过程中，将连铸钢水过热度控制在20℃～30℃，铸坯二次冷却区采用动态喷水气雾冷却，连铸拉坯速度为0.60～0.65m/min，其中，结晶器保护渣性能参数为：碱度（CaO/SiO2）为1.00～1.05，熔点为1130℃～1170℃，粘度为0.55Pa·S～0.75Pa·S。根据本发明的方法制造的大方坯亚包晶钢连铸坯，其表面凹陷及裂纹得到全面控制。
【专利说明】一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金【技术领域】，具体涉及一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法。
【背景技术】
[0002]亚包晶钢Q23?作为其中具有D级质量等级要求的碳素结构钢，广泛应用与铁路铁轨固件、车辆装备和零部件，其生产工艺、质量要求十分严格。亚包晶钢Q23?的碳含量的质量百分比通常控制在0.10wt%?0.17wt%，属相变收缩比例较大的包晶反应区，通常被浇注成断面为260mmX300mm的连铸坯。由于包晶反应的线收缩系数较大，容易形成气隙，导致表面易出现凹陷、裂纹等质量缺陷。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法，使用该方法能够改善大方坯亚包晶钢连铸坯中表面容易出现凹陷、裂纹的质量缺陷。
[0004]为此，根据本发明，一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法包括以下步骤:将大方坯亚包晶钢连铸坯中的合金元素硅和锰含量分别控制在0.16wt%?0.29?丨％和0.71wt%?0.79wt%，从而控制亚包晶钢连铸坯的包晶点的碳含量Cp以将亚包晶钢的实际碳含量的质量百分比控制为0.10wt%?0.16wt% ;在连铸过程中，将连铸钢水的过热度控制在20°C?30°C，铸坯二次冷却区采用动态喷水气雾冷却，控制连铸拉坯速度为0.60?0.65m/min，其中，结晶器保护渣的性能参数为:碱度为1.00?1.05，熔点为1130°C?1170°C，粘度为 0.55Pa.S ?0.75Pa.S。
[0005]根据本发明的一方面，控制大方还亚包晶钢连铸还中的合金兀素娃和猛的含量的平均值分别为0.18wt%?0.22wt°/cP 0.72wt%?0.76wt%，从而将亚包晶钢的实际碳含量的平均值控制为0.14wt%?0.16wt%0
[0006]根据本发明的一方面，控制包晶点的碳含量与钢中实际碳含量的差值AC在0.020wt% 以内。
[0007]因此，根据本发明的控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法，通过对硅、锰合金元素进行窄成分控制，使钢中实际碳含量接近包晶点的碳含量C1，降低了亚包晶钢凝固相变收缩程度，并且通过稳定连铸钢水过热度，提高铸坯凝固过程中的冷却均匀性，控制浇注速度，恒定连铸拉坯速度，优化结晶器保护渣的性能，显著减少抑或消除铸坯表面凹陷及裂纹的质量缺陷。
【具体实施方式】
[0008]本发明提供了一种对大方坯亚包晶钢连铸坯的质量控制方法。根据本发明，对大方坯亚包晶钢连铸坯的质量控制的方法包括对大方坯亚包晶钢连铸坯的成分进行控制以及对大方坯亚包晶钢的连铸工艺进行控制。
[0009]具体地讲，根据本发明，对大方坯亚包晶钢连铸坯的成分进行控制。目前，亚包晶钢Q23?化学成分(按质量百分比计)的控制要求为碳含量0.10wt%-0.17wt%，硅含量
0.15wt%-0.30wt%,锰含量0.70wt%-0.80wt%。包晶点的碳含量Cj与钢中实际碳含量的差值AC值(AC= I Cj-C I )越大，铸坯越容易产生裂纹、凹陷等质量缺陷。本申请的发明人经研究发现，通过控制合金元素硅、锰的含量，能够使包晶点的碳含量C1与钢中实际碳含量的差值△(:变小，从而减少铸坯裂纹、凹陷的质量缺陷，提高铸坯质量。
[0010]详细地讲,对于大方还亚包晶钢，当钢中的娃、猛含量确定后,其包晶点的Cj含量也就随之基本确定。一般碳钢的包晶点C1含量为0.163%-0.191%。发生δ — y相变时，对于过包晶钢，当实际碳含量远离包晶点C1含量时，根据杠杆定律可知，δ和L的质量分数之比Ws/\随包晶点的碳含量C1与钢中实际碳含量的差值AC的增大而减小，因此会发生的相变收缩比例就越小，越不容易产生凹陷与裂纹等缺陷；对于亚包晶钢，当实际碳含量远离包晶点C1含量时，同样可知，δ和L的质量分数之比-/\随Λ C的减小而减小，因此会发生的相变收缩比例就越小，凹陷与裂纹倾向也相应减小。因此，对于本申请的亚包晶钢(例如，Q23?钢)而言，其实际碳含量远离包晶点Cj含量，随着AC的增大，铸坯越易产生裂纹、凹陷等质量缺陷；而随着AC变小，连铸坯也将不易产生裂纹、凹陷等质量缺陷。因此，在本发明中，通过将大方坯亚包晶钢连铸坯中的合金元素硅和锰含量控制在合理的范围内，在满足其他综合性能的前提下能够控制合理的碳含量。
[0011]进一步讲,考虑Si对包晶反应的影响,包晶点的碳含量用q来表示。实验表明，当Mn含量为零时，碳钢在包晶点的碳含量C1值可参考下面的公式(I)计算得出。
[0012]Cj (fc=0)=0.16+0.13[Si]-0.045[Si]2 (I)
[0013]根据公式(I)计算出的一系列不同Si含量时包晶点的碳含量C1示出在下面表I中。
[0014]表I包晶点的碳含量C1与Si含量的对应关系(Mn=0wt%)
[0015]
【权利要求】
1.一种控制大方坯亚包晶钢连铸坯的质量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:将大方坯亚包晶钢连铸坯中的合金元素硅和锰含量分别控制在0.16wt%?0.29?丨％和0.71wt%?0.79wt%，从而控制亚包晶钢连铸坯的包晶点的碳含量Cp以将亚包晶钢的实际碳含量的质量百分比控制为0.10wt%?0.16wt% ；在连铸过程中，将连铸钢水的过热度控制在20°C?30°C，铸坯二次冷却区采用动态喷水气雾冷却，控制连铸拉还速度为0.60?0.65m/min ；其中，结晶器保护渣的性能参数为:碱度为1.00?1.05，熔点为1130°C?1170°C，粘度为 0.55Pa.S ?0.75Pa.S。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制大方坯亚包晶钢连铸坯中的合金元素硅和锰的含量的平均值分别为0.18wt%?0.22￥丨％和0.72wt%?0.76wt%，从而将亚包晶钢的实际碳含量的平均值控制为0.14wt%?0.16wt%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制包晶点的碳含量与钢中实际碳含量的差值Λ C在0.0·20wt%以内。
【文档编号】B22D11/16GK103433438SQ201310359460
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】何庆文, 马传庆, 邵明海, 刁峰, 梁建国 申请人:莱芜钢铁集团有限公司