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降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法与流程
来源:bob体育链接    发布时间:2025-03-28 21:42:45

  :连铸是现代冶金生产流程中的一个重要工序,连铸坯在凝固过程中常常出现中心凝固偏析现象,造成连铸坯在轧制时中心部位形成马氏体或贝氏体等脆性组织,使钢的力学性能恶化。并且中心偏析往往伴随着中心疏松和中心裂纹的产生,逐步降低了连铸坯的内部致密度和钢的力学性能。低合金高强度钢是钢铁材料中使用量最大的工程结构钢。在生产低合金高强度钢时,连铸坯的中心偏析现象尤为严重,使得连铸坯质量合格率相比普通碳素钢明显降低。技术实现要素:本发明旨在提供一种在不改变连铸机原轻压下与二冷参数的前提下解决低合金钢连铸坯中心偏析问题的生产操控方法,该方法能够有效改善低合金钢连铸坯的中心偏析,明显提高低合金钢连铸坯的内部偏析质量。根据本发明实施例的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法,包括以下步骤:对所述钢种连铸坯的中心偏析检验测试的数据、成分数据、浇注温度与拉速数据来进行采集,所述中心偏析检测结果合格的所述低合金钢种连铸坯为目标钢种连铸坯;根据所述目标钢种连铸坯的碳当量,得到适合目标连铸机生产目标碳当量范围;根据所述目标钢种碳当量范围,得到生产目标钢水的成分含量范围与目标钢种浇注温度范围和目标拉速范围;和根据所述目标钢种钢水的成分含量范围和所述目标钢种浇注温度范围准备钢水,再根据所述目标钢种拉速范围进行浇注。根据本发明的实施例提供的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法针对低合金高强度钢铸坯内部偏析合格率低的问题,以提高低合金钢连铸坯内部偏析质量为目的。首先根据连铸坯生产数据,分析得出偏析合格的目标钢种连铸坯的碳当量范围,对目标钢种连铸坯的成分含量进行反算,优化出生产中目标钢种钢水的最佳成分含量范围(目标钢种钢水的成分含量范围)与目标钢种钢水的最佳浇注参数范围(目标浇注温度范围、目标拉速范围)。从而根据上述最佳成分含量范围和最佳浇注参数范围能够生产出中心偏析合格的低合金钢连铸坯。由于碳当量是指将钢铁中各种合金元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳的增减,因此跟多种元素的质量含量有关,与单一元素相比,更能够反映目标连铸坯的性质,更具有统计意义,因此,根据钢种的碳当量范围与对应的连铸坯成分、浇注参数对钢水成分及浇注参数来优化,能够更准确地找出制备合格连铸坯的生产条件。由此,本发明的实施例提供的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法能够有效改善低合金钢连铸坯的中心偏析,提高低合金钢连铸坯的质量。另外,根据本发明的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法还具有如下附加技术特征:在一些实施例中,根据所述目标钢种连铸坯的钢水成分,并基于以下公式得到所述目标连铸坯的碳当量,ceq=c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(cu+ni)/15,其中ceq为碳当量,c、mn、cr、mo、v、ni、cu为所述目标连铸坯中该元素的质量含量。在一些实施例中,所述目标钢种碳当量范围小于所述目标钢种连铸坯的原生产计划碳当量所在范围。在一些实施例中,根据所述目标钢种碳当量范围,并基于以下公式反算得到所述目标钢种钢水的成分的范围,ceq’=c’+mn’/6+(cr’+mo’+v’)/5+(cu’+ni’)/15,其中ceq’为碳当量范围,c’、mn’、cr’、mo’、v’、ni’、cu’为所述目标钢种钢水中该元素的质量含量范围。在一些实施例中,所述目标钢种连铸坯的数量不小于20。在一些实施例中,所述目标钢种连铸坯的数量为50-100。在一些实施例中,降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法还包括以下步骤:对连铸数据来进行采集,所述连铸数据包括所述钢种连铸坯的所述钢水成分、所述浇注温度、所述连铸机拉速以及所述钢种连铸坯的中心偏析检测结果。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。附图说明图1是根据本发明的实施例的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法流程图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。下面参考图1来描述根据本发明实施例的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法。步骤a:对所述连铸坯的中心偏析检测结果、成分数据、浇注温度与拉速数据来进行采集,所述中心偏析检测结果合格的所述连铸坯为目标钢种连铸坯;步骤b:根据所述目标钢种连铸坯的碳当量,得到目标钢种碳当量范围;步骤c:根据所述目标钢种碳当量范围,得到对应目标钢水的成分含量范围与目标钢种浇注温度范围和目标钢种拉速范围;和步骤d:根据所述目标钢水的成分含量范围和所述目标钢种浇注温度范围准备钢水,再根据所述目标钢种拉速范围进行浇注。如上所述,首先根据连铸坯的中心偏析检测结果找出目标钢种连铸坯,这些目标连铸坯的中心偏析检测结果合格。再根据找出的各个目标连铸坯的成分计算碳当量,然后得到目标连铸坯的碳当量所在的范围,最终得到目标钢种碳当量范围,同时统计出目标连铸坯的浇注温度与拉速数据。可以认为,当生产连铸坯时,所准备钢水的碳当量在该目标碳当量范围内时,在一定条件下该钢水浇注出的连铸坯的中心偏析检测结果合格。随后,步骤c中根据该目标碳当量范围,计算得到目标钢水的成分的含量范围。当钢水的成分含量范围在该目标钢水的成分含量范围内时,该钢水即为目标钢水。或者说,当在铸造初期准备钢水的时候,要使钢水的成分含量范围满足以上描述的目标钢水的成分的含量范围。从而使得该钢水浇注出的连铸坯的碳当量在该目标碳当量范围内,进而时在一定条件下生产出的连铸坯的中心偏析检测结果合格。步骤c中,浇注温度和拉速为低合金钢连铸坯生产的全部过程中必不可少的工艺条件。根据目标连铸坯的目标碳当量范围对应的浇注温度得到目标连铸坯的浇注温度所在的范围,即目标浇注温度范围,根据目标连铸坯的目标碳当量范围对应的拉速得到目标连铸坯的拉速所在的范围,即目标拉速范围。因此,步骤d中根据所述目标钢水的成分含量范围和所述目标浇注温度范围准备钢水,再根据所述目标拉速范围进行浇注后,得到的连铸坯的中心偏析检测结果合格。发明人发现,根据上述降低低合金钢连铸坯中心偏析的办法来进行实际生产操作,在连铸机轻压下参数、连铸机二冷参数不变的情况下,生产出的低合金钢连铸坯的中心偏析合格率能够达到100%。能够理解的是,目标碳当量范围、目标浇注温度范围和目标拉速范围均与所述目标连铸坯对应。目标浇注温度范围、目标拉速范围与目标碳当量范围相对应。根据本发明的实施例提供的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法针对低合金高强度钢铸坯内部偏析合格率低问题,以提高低合金钢连铸坯内部偏析质量为目的。首先根据连铸坯生产数据,分析得出偏析合格的目标连铸坯的碳当量范围,对目标连铸坯的成分含量进行反算,优化出生产中目标钢水的最佳成分含量范围(目标钢水的成分含量范围),而后根据目标连铸坯的目标碳当量范围对应的浇注参数(浇注温度、拉速)优化出目标钢水的最佳浇注参数范围(目标浇注温度范围、目标拉速范围)。从而根据上述最佳成分含量范围和最佳浇注参数范围能够生产出中心偏析合格的低合金钢连铸坯。由于碳当量是指将钢铁中各种合金元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳的增减,因此跟多种元素的质量含量有关,与单一元素相比,更能够反映目标连铸坯的性质,更具有统计意义,因此,根据碳当量范围对钢水成分及浇注参数来优化,能够更准确地找出制备合格连铸坯的生产条件。由此,本发明的实施例提供的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法能够有效改善低合金钢连铸坯的中心偏析,提高低合金钢连铸坯的内部质量。需要说明的是,目标碳当量范围可以包括一个范围,也可以包括多个范围。例如,对目标连铸坯的碳当量进行统计分析得出,一部分目标连铸坯的碳当量在第一范围内,另一部分目标连铸坯的碳当量在第二范围内,第一范围和第二范围共同组成了目标碳当量范围。在降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法中,包括对连铸数据来进行采集的步骤,其中,所述连铸数据包括所述连铸坯的所述钢水成分、所述浇注温度、所述拉速以及所述中心偏析检测结果。在一些实施例中,步骤b中,根据所述目标连铸坯的钢水成分,并基于以下公式得到所述目标连铸坯的碳当量,ceq=c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(cu+ni)/15(1)其中ceq为碳当量,c、mn、cr、mo、v、ni、cu为所述目标连铸坯的钢水中该元素的质量含量。例如,c为生产该目标连铸坯的钢水中碳元素的质量含量。也就是说,在计算目标连铸坯的碳当量时,已知目标连铸坯中各元素的含量,即已知生产目标连铸坯的钢水成分的含量,根据该各元素的含量,根据公式(1)可计算出目标连铸坯的碳当量。在一些实施例中,所述目标连铸坯的数量不小于20,以便使得目标连铸坯的统计结果更加可靠。优选地,所述目标连铸坯的数量为50-100,即目标连铸坯的数量在50-100的范围之间取值,以便使得目标连铸坯的统计结果可靠性最佳。步骤b中根据所述目标连铸坯的碳当量统计分析得到的目标碳当量范围小于等于所述目标连铸坯原生产计划的碳当量所在的范围。在一些实施例中,目标碳当量范围小于所述目标连铸坯原生产计划的碳当量所在范围,以排除原生产计划范围中的特殊值,使得目标碳当量范围更满足于连铸生产质量发展要求。在一些实施例中,步骤c中,根据所述目标碳当量范围,基于以下公式反算得到所述目标钢水的成分范围,ceq’=c’+mn’/6+(cr’+mo’+v’)/5+(cu’+ni’)/15(2)其中ceq’为碳当量范围,c’、mn’、cr’、mo’、v’、ni’、cu’为所述目标钢水中该元素的质量含量范围。也就是说,在计算目标钢水的成分范围时,已知目标碳当量范围,根据该目标碳当量范围,根据公式(2)可计算出目标钢水中各元素的含量范围,即所述目标钢水的成分范围。下面三个实施例以某板坯连铸机生产高强船板钢ah36为例进一步介绍该降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法。实施例一:该连铸机生产的原具体控制过程如下:(1)ah36钢生产成分控制范围该连铸机在生产高强船板钢ah36时按照表1控制成分。表1高强船板钢ah36成分/wt%(2)ah36钢钢水浇注温度与连铸机拉速该连铸机在生产高强船板钢ah36时,浇注温度与连铸机拉速见表2。表2原生产高强船板钢ah36的连铸参数目标碳当量范围试验钢水浇注温度/℃试验铸机拉速/m/min[ceq]=0.3-0.41525-15501.3-1.6(3)生产操作执行生产调度准备好满足上述温度条件(1525℃-1550℃)、成分要求的ah36钢水,按照表2中的连铸机拉速(1.3m/min-1.6m/min)进行浇注,在原轻压下、二冷设定条件下,最终得到ah36钢种铸坯的中心偏析b0.5级合格率为75%。实施例二:本实施例中,该连铸机生产ah36板坯时采取包括以下生产控制步骤:(1)根据历史生产数据中的ah36板坯的中心偏析检测结果,找出目标连铸坯;(2)根据公式(1)计算出目标连铸坯的碳当量,并根据目标连铸坯的碳当量统计分析得出,当[ceq]0.35时,在满足某些条件下板坯中心偏析能达到b0.5级合格率100%,即目标碳当量范围有[ceq]0.35;(3)根据[ceq]0.35的目标碳当量范围,基于公式(2)反算确定ah36钢的成分的最佳含量范围,即得出目标钢水的成分含量范围,目标钢水的成分含量范围见表3;表3目标钢水的成分的含量范围/wt%(4)通过对[ceq]0.35时的生产数据(浇注温度、拉速)进行统计分析,确定中包浇注温度在1530℃-1540℃,拉速为1.3-1.6m/min,板坯内部b0.5级别中心偏析可得到一定效果控制。由此确定该连铸机生产ah36钢板坯的目标浇注温度范围和目标拉速范围,具体方案见表4。表4生产高强船板钢ah36连铸参数目标碳当量范围目标浇注温度范围/℃目标拉速范围/m/min[ceq]=0.3-0.351530-15401.3-1.6(5)生产调度准备好满足上述优化出的满足表4温度条件、满足表3成分要求的ah36钢水,按照表4中优化出的连铸机拉速进行浇注,在原轻压下、二冷设定条件下,最终得到中心偏析b0.5级合格率100%的ah36钢种铸坯。实施例三:本实施例中,该连铸机生产ah36板坯时采取包括以下生产控制步骤:(1)根据历史生产数据中的ah36板坯的中心偏析检测结果,找出目标连铸坯;(2)根据公式(1)计算出目标连铸坯的碳当量,并根据目标连铸坯的碳当量统计分析得出,当[ceq]0.37时,在满足某些条件下板坯中心偏析也能达到b0.5级合格率100%,即目标碳当量范围还包括[ceq]0.37;(3)根据[ceq]0.37的目标碳当量范围,基于公式(2)反算确定ah36钢的成分最佳含量范围,即得出目标钢水的成分含量范围,目标钢水的成分的含量范围见表5;表5目标钢水的成分的含量范围/wt%(4)通过对[ceq]0.37时的生产数据(浇注温度、拉速)进行统计分析,确定中包浇注温度在1535℃-1545℃,拉速为1.3-1.6m/min,板坯内部b0.5级别中心偏析可得到一定效果控制。由此确定该连铸机生产ah36钢板坯的目标浇注温度范围和目标拉速范围,具体方案见表6。表6生产高强船板钢ah36连铸参数目标碳当量范围目标浇注温度范围/℃目标拉速范围/m/min[ceq]=0.37-0.41535-15451.3-1.6(5)生产调度准备好满足上述优化出的满足表6温度条件、满足表5成分要求的ah36钢水,按照表6中优化出的连铸机拉速进行浇注,在原轻压下、二冷设定条件下,最终得到中心偏析b0.5级合格率100%的ah36钢种铸坯。根据本发明的实施例提供的降低低合金钢连铸坯中心偏析的办法来进行生产数据收集、质量跟踪、设定计算,在钢种成分与浇注参数方面做控制,指导连铸生产优化控制过程,用来对连铸机生产进行最佳操作指导,优点是:(1)在连铸设备能力保障的前提下,生产出中心偏析合格率100%的铸坯;(2)方法简单合理,经济高效,采用本发明的实施例提供的降低低合金钢连铸坯中心偏析的方法,能够充分的发挥轻压下工艺的作用,显著改善低合金钢连铸坯的中心偏析,提高铸坯的内部质量;(3)充分的发挥连铸机的设计生产能力,达到连铸机内部质量的最佳控制水平,减少了因偏析质量上的问题导致的铸坯改判,提高了铸坯成材率,增强产品的竞争力。在本发明的描述中,需要理解的是,在本发明中,术语“三个实施例”、“本实施例”、“示例”、“具体示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书里面,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书里面描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,能够理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12

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