專利名稱：高碳鋼的連續鑄造方法
技術領域：
本發明涉及一種高碳鋼的連續鑄造方法。
高碳鋼是指含碳量大于0.50％的鋼種。
本發明的方法用于對具有高力學性能和工藝性能的特殊鋼進行薄板坯連鑄生產的領域。
薄板坯指的是厚度小于90—95mm，而寬度在800和2500到3000mm之間的板坯。
本發明的方法的目的是完善結構和工藝特征，以便使連鑄機適應這些特殊鋼所具有的冶金特性。
被定義含碳量至少為0.50％的高碳鋼具有某些因其組成而得到的冶金特性，而且如果希望獲得令人滿意的質量效果時，這些冶金性能可導致十分棘手的連續鑄造工藝。
與低碳鋼例如包晶鋼相反，這種高碳鋼的特性是在它們凝固步驟的過程中，趨向于低縮孔和低收縮。
因此，這些高鋼不會帶來形成凹疤或從銅模壁脫離的問題。
反之，它們的特征還在于強烈地趨向于粘附，即在凝固的表層與銅模壁之間的粘附，這種粘附導致鑄造過程中止。
并且這種鋼在模子中具有高的凝固速度，如果鑄造開工時的不穩定態進行得太慢，這種狀況就可能在模子的鑄造室內引起楔形斷面的形成。
在1994年的工業雜志“Iron and Steel International”，論文“Gallatin Steel follow thin slab route”在第55頁和后續頁中明確地指出，迄今還沒有人能夠連續鑄造高碳鋼；在第57頁列出的表格也清楚地表明，沒有這些含碳量大于0.50％的鋼種。
1993年9月在北京舉行的會議上，提出了一篇題為“Near—Net—Shape—Casting”的報告，該報告被登載在會議文集的第391頁及后續頁上。
這篇報告指明了依據上述“Iron and Steel Internationnal”中的論文所確認的論點。
這顯示出，專家們在長期尋求一種適于連續地，并且最好是以薄板坯形式鑄造高碳鋼的方法，但是還沒有成功。
本發明人設計、試驗并完成了此項發明，結果克服了阻礙高碳鋼鑄造的這些問題及其它問題，而且獲得了進一步的優點。
本發明在獨立權利要求中被敘述和表征，而各從屬權利要求則敘述主要解決方案的附加特征。
本發明的目的是得到一種能夠鑄造高碳鋼薄板坯的連續鑄造方法。
按照本發明，為了防止這些鋼產生在板坯凝固表層和模子的銅側壁之間的粘附，提供了一種結晶器，該結晶器錐形側壁的特征是減小的錐度。
該模子的錐度由結晶器的入口至出口收縮配置的結晶器窄側壁所限定。
以下加以解析，模子的錐度用下列數值表示〔(lA—lB)/(B×hi)〕×100，其中hi是需確定其錐度的模子扇形體的高度，1A是考慮到由任一種鑄造室確定的結構而采取的高度為hi的扇形體入口的有效寬度，而1B是考慮到由該鑄造室確定的結構而采取的高度為hi的扇形體出口寬度。
如同由附圖2a，2b和2c中可看到那樣，模子的錐形體可以是單一型的(圖2a)，雙重型的(圖2b)，三重型的(圖2c)，或多重型的，或者還可以如圖2c所示那樣，由依次相連的各段內插所得到的連續曲線而確定。
試驗發現，在鑄造高碳鋼時，使用具有至少二重或三重錐形體的模子是有利的。
為了達到正確地形成表面層，模子的起始扇形體是起著特殊作用的部份，并且按照本發明，在此情況下該扇形體的錐度值應由下式確定〔(l1—l3)/(13×h1)〕×100，其范圍為1.5％/m—4％/m。
各種依次相連的扇形體的不同錐度之間的確切關系還可通過模子的錐度的變化而確定。
由于上述的表面層趨向于與側壁粘附，所以必須按照本發明使模子的振蕩特點是大振幅和低頻率的。
作為一個實例，經試驗發現有利的振幅值約為朝上和朝下±5—9mm，總振幅為10—18mm，而頻率則為每分鐘振蕩180—350次。
并且，振蕩頻率必須根據鑄造速度以下述方式變更，即負滑脫時間基本保持恒定；負滑脫時間代表振蕩期內模子以大于板坯鑄造的速度下降的這段時間。該時間對潤滑有顯著影響。
試驗發現，高碳鋼的最佳負滑脫時間為0.09—0.12秒，而0.10—0.11秒尤佳。
按照本發明，在模子中保持強的熱交換是有利的。
因此原因，有利的是在初始冷卻期內，也就是說在模子內使用高速冷卻水，對適于生產薄板坯的結晶器而言，其速度約為每秒約5.5—7.5米。
按照本發明，還必須使用不限制熱流的低堿度約為0.9的潤滑粉劑。
另外，有利的是使用高的溫差值，這指的是在鑄造前和鑄造中直接測量的中間包內的鋼水溫度，與鋼開始凝固的溫度之間的差值，這也可促進潤滑粉劑的熔化。
該溫差值約為12°—35℃，但有利的是15°—25℃，此外，按照本發明還必須加速鑄造開工的不穩定狀態，其目的是避免模子鑄造室中板坯形成楔形，這種楔形的形成是由于高碳鋼在模子中的快速凝固。
作為實例，該鑄造開工的不穩態必須比一般的不穩態減小1/3—1/4，與厚度約60mm板坯的一般不穩態時間45秒相比，它必須減小到約30秒鐘。
附
圖1僅作為一個實例示出了用于試驗本發明方法全部參數的結晶器10的構造。
如果結晶器的類型改，則某些參數也將變化。
模子10具有長側壁11，和窄側壁12，它們是可移動的，模子10還包括一個貫穿的中心鑄造室14，以引入伸入式長水口15。
模子10的入口和出口模截面分別參照16和17。
與出口17相配合，還包括硬度低的軋縮輥13。
在此情況下，模子的錐度，至少在模子的第一扇形體處，按以上規定在1.5％/m—4％/m之間數值。
權利要求
1.連續鑄造高碳鋼以生產薄板坯的方法，這些鋼的特點是含碳量大于0.50％，該方法的特征在于，模子的錐度至少在其第一扇形體處必須為1.5—4％/m，模子的振蕩頻率為每分鐘振動180—350次，朝上和朝下的振幅為約±5—9mm，總振幅10—18mm，初始冷卻期的冷卻十分強烈，鑄造開工不穩定態時間與一般開工的不穩定態相比減少1/3—1/4。
2.權利要求1的方法，其中錐度是變化的，并且至少是雙重型的(圖2b)或三重型的(圖2C)。
3.權利要求1的方法，其中模子的錐度是變化的，并且通過具有不同錐度的依次相連的扇形體內插所得到的連續曲線確定。
4.上述任意一項權利要求的方法，其中振蕩頻率按照一定的規律與鑄造速度相配合，例如隨著鑄造速度變化保持負滑脫時間恒定在0.09—0.12秒，但優選0.10—0.11秒，負滑脫時間定義為在振蕩期間內模子以大于鑄造板坯的速度下降的時間。
5.上述任意一項權利要求的方法，其中潤滑粉劑具有低堿度約為0.9。
6.上述任意一項權利要求的方法，其中在鑄造前和鑄造過程中在中間包內直接測量的鋼水溫度與鋼開始凝固的溫度之間的溫差是大約12°—35°。
7.上述任意一項權利要求的方法，其中該溫差是大約15°—25℃。
全文摘要
對高碳鋼進行連續鑄造以生產薄板坯的方法，這種鋼的特點是含碳量大于0.50％，在該方法中，模子的錐度至少在其第一扇形體處必須為1.5％-4％/m，模子的振蕩頻率為每分鐘振蕩180-350次，朝上和朝下的振幅為約±5-9mm，總振幅為10-18mm，在初始冷卻期內的冷卻十分強烈，鑄造開工的不穩定態時間與一般開工的不穩定態相比減小1/3-1/4。
文檔編號B22D11/16GK1117413SQ95105588
公開日1996年2月28日 申請日期1995年5月29日 優先權日1994年5月30日
發明者U·梅羅尼, D·W·魯茲, A·卡波尼 申請人:丹尼利機械廠聯合股票公司