本发明专利技术涉及一种大断面重轨钢铸坯结晶组织均匀性控制的方法，属于钢铁冶金领域。本发明专利技术的技术方案为：在浇注过程中，浇注钢液过热度为20℃～30℃，拉速为0.68m/min～0.72m/min；在连铸过程中，结晶器位置处的电磁搅拌的搅拌强度为350A～450A、搅拌频率为2.3Hz～2.5Hz，凝固末端位置处电磁搅拌的搅拌强度设定为350A～550A、搅拌频率为6.8Hz～7.2Hz。本发明专利技术通过控制浇注钢液过热度、浇注速度，再结合合理选择电搅模式、电搅参数，使得大断面重轨钢坯结晶组织均匀性得到有效保障，铸坯内部质量得到有效控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于钢铁冶金领域。
技术介绍
钢轨是铁路轨道的主要组成部件，在铁路运输过程中，对机车提供有效支撑及引导，需承受来自车轮的巨大垂向压力。基于我国基础建设发展需求，铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。钢轨规格尺寸也逐渐增大，为减少焊接接头，保证铁路钢轨更高的整体性，大规格钢轨的定尺也在增加。通过以前较小断面铸坯乳制大规格长定尺的钢轨无疑要求铸坯长度定尺更长，这造成后续热处理设备需要进行较大改造；此外，如若铸坯断面尺寸不变，而钢轨规格尺寸变大，这对乳制过程的压缩比无疑造成影响，最终影响钢轨致密度等物性指标。但是大断面重轨钢连铸坯在生成过程中由于其钢种成分本身及钢液凝固传热原理的因素，铸坯柱状晶发达的趋势更大，这对铸坯结晶组织均匀性会造成不良影响。大量研究指出:提高铸坯致密度及铸坯凝固结晶组织均匀性的有效措施就是提高铸坯等轴晶比例。这主要是因为，铸坯凝固过程中，“激冷层”形成以后，铸坯凝固传热的方向性促进柱状晶的形成及长大，如若不加以控制，柱状晶的发达务必会影响到铸坯偏析的控制，降低铸坯等轴晶率，恶化铸坯凝固结晶组织均匀性，更严重的是当凝固发展到接近铸坯中心位置的时候，柱状晶的发达会导致“搭桥”的产生，进而导致钢液无法对由于冷却凝固造成的体积收缩的补充，进而影响铸坯凝固组织致密性，降低铸坯内部质量，最终影响钢轨质量，尤其是轨腰位置的致密度。而针对铸坯结晶组织均匀性提升的控制，一直以来都是冶金工作者不变的研究重点工作之一，尤其在铸坯断面尺寸不断变大，结晶组织均匀性控制难度不断增大的情况下更是如此。例如:CN104525880A公开了一种超大断面圆坯的制造方法。此专利技术包括以下步骤:1)浇注:将钢水从钢包注入中间包中；2)结晶:将中间包的钢水浇注至结晶器中制得未完全凝固的铸坯，其中，结晶器保护渣性能为:碱度0.2?0.5，熔化温度980?1130°C，1300°C下的粘度为12?18.0Pa-S ;设置结晶器电磁搅拌如下:电流400?500A，频率3.0?4.0Hz ；3)拉坯:拉坯速度:0.08?0.13m/min ；4) 二冷:二冷上区采用全水强冷却，二冷下区采用气水雾化弱冷却，综合比水量:0.25?0.35L/kg钢；5)对二冷后的铸坯进行连续矫直，矫直应变率控制在0.08%?0.13%。本专利技术是基于一种弧形半径16.5米全弧形合金钢连铸机实现直径900mm及以上圆坯的批量生产，且具有良好的表面及内部质量。但是，对于大断面重轨钢连铸坯结晶组织均匀性控制的一些关键的具体技术并未涉及。CN102806330A公开了一种提高厚大断面连铸坯内部质量的方法，可以解决现有技术中厚大断面连铸坯中心缩孔疏松和偏析问题。本专利技术通过控制钢水纯净度、浇注过热度，协同采用微区振荡和凝固自补缩技术，提高铸坯内部质量。微区振荡技术有效消除铸坯内部偏析缺陷，并可以有效细化凝固组织，减轻缩孔疏松。凝固自补缩技术在后续凝固收缩过程中实现同时凝固和固态金属的塑性移动，达到高温可变形金属径向自补缩的目的，从而消除铸坯内部缩孔，并显著改善直至消除铸坯内部疏松。而对于大断面重轨钢连铸坯结晶组织均匀性控制的一些关键的具体技术并未涉及。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供，可使得大断面重轨钢坯结晶组织均匀性得到有效保障，铸坯内部质量得到有效控制。为解决上述技术问题本专利技术所采用的技术方案是:在浇注过程中，浇注钢液过热度为20°C?30°C，拉速为0.68m/min?0.72m/min ;在连铸过程中，结晶器位置处的电磁搅拌的搅拌强度为350A?450A、搅拌频率为2.3Hz?2.5Hz，凝固末端位置处电磁搅拌的搅拌强度设定为350A?550A、搅拌频率为6.8Hz?7.2Hz。在浇注过程中，目标拉速通常按0.70m/min控制，保持恒速饶注。饶注钢液过热度即为中包钢液过热度，为使饶注钢液过热度始终满足要求的20°C?30°C，在浇注过程中，可将第1炉次的RH真空处理结束后钢液出站温度控制为69°C?71°C，第2?N炉次的RH真空处理结束后钢液出站温度控制为高于液相线温度50°C?60°C。第1炉次的RH真空处理结束后钢液出站温度控制通常按70°C作为目标控制。本专利技术的有益效果是:通过控制浇注钢液过热度、浇注速度，再结合合理选择电搅模式、电搅参数，使得大断面重轨钢坯结晶组织均匀性得到有效保障，铸坯内部质量得到有效控制。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1该实施例是某炼钢厂采用本技术专利技术的技术方法生产大断面(320mm*410)重轨钢U71Mn连铸坯。生产过程实际控制情况为:真空处理结束后钢液出站温度为高于液相线温度52°C?60°C，中包钢液第一炉次出站温度为69°C。中包钢液实际过热度控制范围为23°C?30°C，平均27°C。浇注过程正常拉速控制在0.69m/min?0.72m/min,保持0.70m/min (恒速浇注)比例达82%。结晶器电磁搅拌的搅拌强度设定为350A，搅拌频率为2.4Hz ;凝固末端电磁搅拌的搅拌强度设定为350A，搅拌频率为7.0Hzo浇注完毕后，对重轨钢U71Mn连铸坯进行低倍检测；冷酸枝晶腐蚀，检测铸坯横断面结晶组织比例情况，结果显示，该技术专利技术所生产的重轨钢U71Mn连铸坯等轴晶率(等轴晶区域面积/铸坯横断面面积)控制在0.29?0.35，平均为0.31，其控制水平与生产技术成熟的重轨钢生产断面(280mm*380mm)相当。其余内部质量指标均满足工艺要求，跟踪钢轨性能检测得出，钢轨致密度控制在0.90?0.95，致密度得到有效控制，钢轨其余性能指标全部满足指标要求。实施例2该实施例是某炼钢厂采用本技术专利技术的技术方法生产大断面(320mm*410)重轨钢U75V连铸坯。生产过程实际控制情况为:真空处理结束后钢液出站温度为高于液相线温度50°C?58°C，中包钢液第一炉次出站温度为69°C。中包钢液实际过热度控制范围为20°C?28°C，平均25°C。浇注过程正常拉速控制在0.68m/min?0.72m/min,保持0.70m/min (恒速浇注)比例达80%。结晶器电磁搅拌的搅拌强度设定为450A，搅拌频率为2.4Hz ;凝固末端电磁搅拌的搅拌强度设定为350A，搅拌频率为7.0Hzo浇注完毕后，对重轨钢U75V连铸坯进行低倍检测；冷酸枝晶腐蚀，检测铸坯横断面结晶组织比例情况，结果显示，该技术专利技术所生产的重轨钢U75V连铸坯等轴晶率(等轴晶区域面积/铸坯横断面面积)控制在0.28?0.34，平均为0.32，其控制水平与生产技术成熟的重轨钢生产断面(280mm*380mm)相当。其余内部质量指标均满足工艺要求，跟踪钢轨性能检测得出，钢轨致密度控制在0.91?0.95，致密度得到有效控制，钢轨其余性能指标全部满足指标要求。实施例3该实施例是某炼钢厂采用本技术专利技术的技术方法生产大断面(320mm*410)重轨钢U78CrV连铸坯。生产过程实际控制情况为:真空处理结束后钢液出站温度为高于液相线温度51°C?60°C，中包钢液第一炉次出站温度为71°C。中包钢液实际过热度控制范围为22°C?30°C，平均26°C。浇注过程正常拉速控制在0.6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大断面重轨钢铸坯结晶组织均匀性控制的方法，其特征在于：在浇注过程中，浇注钢液过热度为20℃～30℃，拉速为0.68m/min～0.72m/min；在连铸过程中，结晶器位置处的电磁搅拌的搅拌强度为350A～450A、搅拌频率为2.3Hz～2.5Hz，凝固末端位置处电磁搅拌的搅拌强度设定为350A～550A、搅拌频率为6.8Hz～7.2Hz。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李红光，陈天明，陈亮，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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