重鋼45鋼連鑄生產(chǎn)工藝主要技術(shù)參數(shù)
2013-01-23 09:18:28
45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，廣泛用于機(jī)械制造。同時(shí)，由于其線收縮量小和體積收縮量大的特點(diǎn)，造成連鑄板坯在生產(chǎn)過(guò)程中存在粘結(jié)漏鋼、內(nèi)部裂紋等問(wèn)題。采用低拉速澆鑄能在一定程度上緩解粘結(jié)漏鋼，但將增加澆鑄周期，影響正常的生產(chǎn)組織。
表1：連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
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鑄機(jī)類型
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直弧形
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鑄機(jī)半徑,m
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10.5
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鑄機(jī)長(zhǎng)度，m
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34
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結(jié)晶器高度,mm
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900
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斷面，mm×mm
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200、250、300×2000~2500
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鑄機(jī)配水模式
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等效拉速、目標(biāo)溫度
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輥縫控制方式
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遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)
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表2：化學(xué)成分（%）
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成分
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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標(biāo)準(zhǔn)
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0.42~0.50
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0.17~0.37
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0.50~0.80
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≤0.030
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≤0.030
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一、連鑄生產(chǎn)工藝
1、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)
碳質(zhì)量比例在0.10~0.70%范圍內(nèi)，鋼種線收縮量隨碳含量增加而減少，45鋼在結(jié)晶器內(nèi)需要重點(diǎn)控制粘結(jié)漏鋼。減少結(jié)晶器內(nèi)的摩擦力，增加正滑動(dòng)時(shí)間tp，減少正滑動(dòng)速度差△V，穩(wěn)定負(fù)滑動(dòng)時(shí)間tn，并保證負(fù)滑動(dòng)超前量NSA。
圖1：拉速與振動(dòng)頻率的關(guān)系
頻率隨拉速的增加而降低，確保在拉速較低時(shí)，具有較高的頻率，有利于低拉速時(shí)坯殼在結(jié)晶器內(nèi)脫模。
圖2：非正弦振動(dòng)中負(fù)滑動(dòng)時(shí)間和正滑動(dòng)時(shí)間及負(fù)滑動(dòng)超前量變化
負(fù)滑動(dòng)時(shí)間曲線變化平緩，相對(duì)穩(wěn)定，正滑動(dòng)時(shí)間隨拉速的增加而增加，其變化量大于負(fù)滑動(dòng)時(shí)間的變化量，正滑動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，有利于結(jié)晶器保護(hù)渣有充分的時(shí)間流入結(jié)晶器與凝殼之間，增強(qiáng)潤(rùn)滑效果，減少阻力。在此振動(dòng)模式下，負(fù)滑動(dòng)超前量隨拉速的增加而下降，在拉速為0.80~1.10m/min時(shí)，超前量范圍4.33~4.77mm，有利于正常拉速下坯殼脫模順利。
圖3：正弦振動(dòng)和非正弦振動(dòng)下正滑動(dòng)速度差變化
在相同的頻率和振幅下，非正弦振動(dòng)（a=35%）的正滑動(dòng)速度差△V比正弦振動(dòng)（a=0）小，減少了結(jié)晶器與坯殼摩擦力，減少坯殼的拉應(yīng)力，減少粘結(jié)幾率
2、結(jié)晶器保護(hù)渣
45鋼成分已經(jīng)遠(yuǎn)離包晶反應(yīng)點(diǎn)，線收縮小，坯殼與結(jié)晶器間氣隙小，接觸緊密，摩擦力大，高溫強(qiáng)度低，易粘結(jié)漏鋼，鑄坯縱裂已經(jīng)不再敏感，且液相線溫度約為1492℃，相應(yīng)要求結(jié)晶器保護(hù)渣具有良好的導(dǎo)熱及低溫熔化性能。采用降低保護(hù)渣堿度，減輕結(jié)晶傾向，可以改善潤(rùn)滑和傳熱。
表3：保護(hù)渣化學(xué)成分
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SiO2
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CaO
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Al2O3
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MgO
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R2O
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F
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C
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H2O,%
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31.36
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28.51
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4.87
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1.87
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11.60
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0.90
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4.80
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0.30
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表4：保護(hù)渣理化參數(shù)
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粘度Pa·S/1300℃
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析晶比例，%
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半球點(diǎn)溫度，℃
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熔速s/1350℃
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0.129
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0
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1071
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28
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3、二次冷卻強(qiáng)度
降低鑄機(jī)二冷水強(qiáng)度，一方面能減少鑄坯心部與表面的溫度差，提高鑄坯凝固均勻性，減輕鑄坯的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，可以有效控制裂紋產(chǎn)生，另一方面，使鑄坯溫度升高，強(qiáng)度發(fā)生下降，在鋼水靜壓力作用下，鑄坯在輥間發(fā)生鼓肚，當(dāng)鼓肚變形應(yīng)力超過(guò)鑄坯的高溫強(qiáng)度后，又會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，因此需要合適的冷卻強(qiáng)度。
圖4：水流密度分曲線
在坯溫的控制上確保頂彎段和矯直段溫度避開(kāi)脆性區(qū)，其它位置可以適當(dāng)增加冷卻強(qiáng)度，減輕鑄坯鼓肚造成的內(nèi)部裂紋，參考部分易出中間裂紋低合金鋼冷卻強(qiáng)度，制定了比水量為0.68l/kg的冷卻強(qiáng)度，在拉速為1.05m/min時(shí)，經(jīng)接觸式測(cè)溫儀測(cè)定鑄坯出矯直段后表面溫度為913~923℃。
4、凝固末端輕壓下
45鋼的液態(tài)收縮和凝固收縮分別為1.59%~1.62%和4.03%~4.13%，在鑄坯內(nèi)部易產(chǎn)生疏松、縮孔及中心裂紋，為減輕以上缺陷的程度，需要在鑄坯凝固末端實(shí)施一定的壓下對(duì)凝固收縮進(jìn)行補(bǔ)償。45鋼在1350℃以上時(shí)，塑性和韌性差，若輕壓下的壓下量過(guò)大將造成鑄坯內(nèi)部沿晶界裂開(kāi)，產(chǎn)生內(nèi)裂，考慮到此鋼種的內(nèi)裂敏感性強(qiáng)，在凝固末端壓下率按1.0mm/m控制。
二、試驗(yàn)效果
1.05m/min典型拉速，在250mm×2000mm斷面上連續(xù)澆鑄1100噸，結(jié)晶器漏鋼預(yù)報(bào)熱流及曲線平穩(wěn)，鑄坯表面質(zhì)量原始合格率100%
表5：鋼板力學(xué)性能
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σb/Mpa
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σs/Mpa
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δ/%
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640-675
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370-430
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18-23
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648
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386
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20
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三、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)45鋼的生產(chǎn)實(shí)踐，在寬厚板生產(chǎn)45鋼的過(guò)程中，對(duì)連鑄工藝參數(shù)進(jìn)行以下調(diào)整有利于生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定：
--使用非正弦振動(dòng)，增加正滑動(dòng)時(shí)間，利于保護(hù)渣流入，保持低的正滑動(dòng)速度差，減少坯殼拉應(yīng)力，降低粘結(jié)幾率。
--低結(jié)晶率、半球點(diǎn)溫度在1100℃以下的保護(hù)渣有利于防止板坯連鑄粘結(jié)漏鋼。
--二冷比水量0.68l/kg可以滿足表面微裂紋和內(nèi)部裂紋的控制要求。
--1.0mm/m的壓下率不會(huì)導(dǎo)致45鋼產(chǎn)生壓下裂紋。
收稿時(shí)間：2012年7月
來(lái)源：重鋼
