提高铸坯中心致密度的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及连铸工艺技术领域，具体涉及一种提高铸坯中心致密度的方法。
【背景技术】
[0002] 车轴是铁道车辆走行的重要部件，其质量状态直接关系到车辆的承载能力和运输 安全。由于车轴钢是中碳钢，在铸坯凝固的过程中，树枝晶较发达，铸坯芯部容易形成枝晶 "搭桥"，当桥下面包围的液体凝固时，阻止了液相穴内桥上部钢水的补充，这样桥下面钢水 凝固过程就像一个小钢锭凝固过程一样，产生疏松缩孔。因此如何提高车轴钢铸坯中心致 密度是连铸生产该类钢种的关键技术之一。
[0003] 专利申请号201210503475.3，名称为"一种改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的 大压下技术"公开了一种改善特厚板坯中心偏析和中心疏松的大压下技术，具体公开:连铸 板坯凝固末端3个扇形段液压缸的油缸压力为1800-2500KN;根据钢种凝固特性，控制钢水 过热度在l〇_35°C，铸机拉速在0.6m/min-1.0m/min之间，控制二冷区比水量为0.4-0.6L/ kg，在其中一个扇形段实施大压下，压下量为5.0-12.0mm，其它两个扇形段实施轻压下，压 下量2-3mm。此专利发明主要针对特厚板坯，对特厚板坯质量的改善有一定好处，未针对方 坯或车轴钢方坯的中心致密度提出技术措施。
[0004] 专利申请号200810171563.1，名称为"一种车轴钢及其制备方法"公开了一种车轴 钢，其中，该车轴钢的化学成分为：以该车轴钢总重量为基准，以单质计，CO. 47-0.54重 量％、5丨0.2-0.4 重量％、Μη0·7-0·9 重量％、Ρ<0·02 重量％、S<0.02 重量％、Α10·02-0·04 重量％、￥0.02-0.06重量％、〇0.15-0.3重量％、附<0.2重量％、(：11<0.2重量％、!1< 0.00025重量％，0< 0.002重量％，Ν< 0.007重量％，余量为铁和杂质。本发明提供了一种车 轴钢的制备方法。此专利发明侧重在于车轴钢成分控制及冶炼方法，为针对车轴钢连铸及 提高铸坯质量提出技术措施。
[0005] 专利申请号200810176429.0，名称为"车轴钢连铸方法"，该方法包括将钢水从中 间包浇注至结晶器，形成未完全凝固的车轴钢铸坯，然后将该未完全凝固的车轴钢铸坯以 拉速V从结晶器中拉出并依次经过二冷区和空冷区，得到完全凝固的车轴钢铸坯，其中，该 方法还包括使用依次设置在空冷区的多个轻压下机架中的至少一个对所述未完全凝固的 车轴钢铸坯实施轻压下的轻压下过程，所述未完全凝固的车轴钢铸坯在所述轻压下过程中 的中心固相率f s保持在0.2-0.95。对中心固相率为0.2-0.95的未完全凝固的车轴钢铸坯进 行轻压下，可以消除或减少因铸坯收缩形成的内部空隙来防止晶间富集溶质的钢液向铸坯 中心横向流动，并促使液相中心富集溶质的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液 中重新分配，改善中心偏析。此发明专利应用了动态轻压下技术来减轻铸坯中心疏松和缩 孔，但对于断面较大的铸坯，轻压下压下量不够以致于挤压排出溶质偏析钢液较少，不能完 全焊合中心缩孔，铸坯致密度提高有限。
【发明内容】
[0006] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种提高铸坯中心致密度的方法。通过该控 制方法能有效地提高大方坯生产的车轴钢铸坯中心致密度，从而改善乳材内部质量。
[0007] 为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0008] 一种提高铸坯中心致密度的方法，所述的方法包括以下步骤：
[0009] 步骤一、从钢水浇注时起，钢包至中间包至结晶器全程采用保护浇注;控制铸机拉 速在0.45m/min至0.65m/min 之间；
[0010] 步骤二、连铸过程中间包钢水过热度控制在20°C~30°C之间；
[0011] 步骤三、采用凝固末端大压下控制，通过增加连铸坯凝固末端压下量，以挤压排出 溶质偏析钢液，同时焊合中心缩孔，用于提高铸坯中心致密度；
[0012] 步骤四、采用动态二冷控制方式，将基本水量和铸坯的平均拉速相关联；
[0013]步骤五、采用后区强冷的二冷制度，同时提高冷却强度，比水量为〇.40kg/t钢至 0·50kg/t钢。
[0014] 更进一步的技术方案是步骤一中保护浇注是通过加保护套管进行保护浇注。
[0015] 更进一步的技术方案是步骤一还包括结晶器采用500A、2.4Hz的电磁搅拌方式。
[0016] 更进一步的技术方案是步骤一还包括凝固古控丞田％加的由磁；路姓卡·才 _] 中肝鈾以下么纖 其中R1是第i个拉矫机的表面压下量;A1是第i个与第i-Ι个压下位置间铸坯凝固收缩横截面 积;X1是第i个拉矫机下的铸坯宽度;Pi是钢液密度;是第i个拉矫机下的压下效率。
[0018] 更进一步的技术方案是压下速率为0.8至2.4mm/min，压下时拉速为0.45m/min至 0.65m/min，压下区间长度为4. Om至8. Om，压下辑子数量为4至6个，单辑最大压下量为5. Omm 至6·5mm〇
[0019] 更进一步的技术方案是步骤五包括:一区水量占13~15%，冷却强度145~150L/ min · m2;二区水量占23~25%，冷却强度32~37L/min · m2;三区水量占18~20%，冷却强度 22~27L/min · m2;四区水量占40~45%，冷却强度15~17L/min · m2。
[0020] 更进一步的技术方案是步骤五包括:控制铸坯在矫直区域表面温度在800 °C~900 cC。
[0021 ] 本发明采用连铸机进行铸造，铸还拉速控制在0.45m/min~0.65m/min之间；中间 包钢水过热度控制在20 °C~30 °C之间；采用凝固末端大压下技术:利用拉矫机的拉矫辊对 铸还的凝固末端施压，压下速率为0.8~2.4mm/min，压下区间长度为4. Om~8.0m，单辑最大 压下量小于或等于6.5mm;二冷区的冷却水供应量保持稳定。采用本发明生产的铸坯，中心 致密度较高，整体质量好，能够很好地满足车轴的使用要求。
[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有操作简单、使用效果好等优 点，可显著提高铸坯致密度与均质度，铸坯内部中心疏松、中心偏析、中心缩孔低倍评级均 < 1.0级的比例2 97.5%，>1.5级比例< 1.0%。
【具体实施方式】
[0023] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0024] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可 被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列 等效或类似特征中的一个例子而已。
[0025] 下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】进行详细描述。
[0026] 对比实例：
[0027]该实施例是采用普通连铸方法，压下方式采用轻压下。连铸生产横断面尺寸为 360mm X 450mm的LZ50大方坯，铸机拉速为0.50m/min，并保持拉速稳定不变，中间包钢水过 热度为28°C，浇注过程采用了二冷动态控制，二冷比水量为0.45kg/t钢;采用了凝固末端大 压下控制，压下速率为压下区间长度为7.7m，压下辊数为6个，总压下量7.91mm，2#辊压下量 1.05mm，3#辊压下量1.58mm，4#辊压下量1.77mm，5#辊压下量1.56mm，6#辊压下量1.21mm，7# 车昆压下量0.76mm。
[0028]浇注完毕后，对大方坯铸坯内部质量进行低倍检验，检查结果表明，铸坯横向低倍 无中心缩孔比例仅69%，中心疏松缺陷评级为< 1.0级比例为58%，中心偏析< 0.5级的比 例为64%，因铸坯中心疏松、中心偏析严重造成车轴钢改钢率达到67%。
[0029] 实施例1
[0030]根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种提高铸坯中心致密度的方法，通过 该控制方法