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研究应用PMO技术提高20CrMnTi齿轮钢铸坯拉速的可行性。研究结果表明,在没有采用PMO技术的情况下,铸坯拉速从0.94 m/min提高到0.99 m/min,铸坯等轴晶率由15.6%降低到13.3%,中心缩孔由0级变为0.5级,拉坯方向的中心碳含量波动加剧,碳偏析指数极大值从1.21增加到1.36。在同样的条件下,采用PMO凝固均质化技术铸坯的等轴晶率由26.0%降低为23.0%,中心缩孔均为0级,虽然拉坯方向的中心碳含量波动性略有增加,但碳偏析指数极大值均为1.10。采用PMO凝固均质化技术可以适当提高铸坯拉速并保持铸坯均质化水平。
关键词:连铸;拉速;PMO;均质化
提高铸坯拉速可以直接提高冶金企业的生产效率并降低生产成本,一直受到冶金企业的重视。但是铸坯拉速对铸坯的质量有着重要影响[1- 2] ,提高拉速很容易造成柱状晶发达,宏观偏析和中心缩孔加重,导致铸坯低倍不合格。
中天特钢引入了脉冲磁致振荡[3-4] 凝固均质化技术(简称PMO)使铸坯宏观偏析和中心缩孔得到了显著改善,等轴晶率增加一倍左右,心部偏析降到1.1以内,中心缩孔也达到0级。在此基础上,为进一步提高生产效率,降低成本,试验研究了提高拉速对铸坯质量的影响,结果表明不施加PMO的铸坯无法稳定控制心部偏析和轴线缩孔,而PMO处理铸坯仍保持了良好的铸坯质量。
1 实验条件
本次提拉速试验在电炉厂连铸机进行,试验炉次20CrMnTi齿轮钢炼钢工艺流程与常规生产条件一致,为EAF-LF-VD-CCM,成分控制范围。
实验采用的连铸机为五机五流全弧形,弧形半径10 m,结晶器长度900 mm,有效长度800 mm,配有结晶器电磁搅拌(M-EMS)和二冷区脉冲磁致振荡(PMO),二冷制度为气水冷却,铸坯断面尺寸为 220 mm×260 mm。提拉速试验中选择1流为对比流,开启M-EMS,5流为PMO处理流,开启M-EMS 和PMO。拉速分别为0.94 m/min和0.99 m/min。
在钢包浇注中间时段取铸坯样,分别加工横断面和纵剖面样品。低倍组织采用体积比为1∶1的盐酸水溶液,70 ℃浸蚀,腐蚀时间30 min,然后进行组织观察和低倍评级。在横断面按照对角线5点法取样,钻头直径 ϕ 5 mm,并使用红外碳硫分析仪进行碳含量检测。同时,在纵坯中心线每间隔 20 mm钻样进行碳含量检测。
2 实验结果
实验铸坯横断面的低倍组织及评级。虚线框内为等轴晶区,可以看出在不改变连铸其它工艺条件时,铸坯拉速从 0.94 m/min提高到0.99 m/min,只使用结晶器电磁搅拌的铸坯等轴晶率(面积比)分别为15.6%和13.3%,中心缩孔由0级变为0.5级。而同时施加结晶器电磁搅拌和PMO的铸坯等轴晶率分别为26.0%和23.0%,中心缩孔和中心偏析评级均保持为0级。
(责任编辑:zgltw)