本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種采用低壓脈沖電流改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂紋的方法，屬于改善鑄坯熱送裂紋的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)是當(dāng)?shù)吞间X鎮(zhèn)靜鋼鑄坯在出連鑄機(jī)被切割后，對(duì)上述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯施加一脈沖電流，所述的脈沖電流參數(shù)為：脈沖電壓21～35V，脈沖電流35～100A，脈沖頻率20～50Hz；所述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼為ω[C]<0.25%的鋁鎮(zhèn)靜鋼，其中0.01%≤ω[Al]≤0.40%。本發(fā)明專利技術(shù)通過施加低壓脈沖電流，改變了低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯的微觀組織，提高了鑄坯高溫力學(xué)性能，從而有效減少了鑄坯的熱送裂紋，且本發(fā)明專利技術(shù)的方法不影響正常的生產(chǎn)，不需要改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，不需要添加合金元素，不需要對(duì)鑄坯降溫處理，對(duì)鑄坯及設(shè)備無污染，對(duì)人員無危害，是一項(xiàng)環(huán)保安全的減少鑄坯缺陷的新技術(shù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于改善鑄坯熱送裂紋的
，更具體地說，涉及一種，通過施加一低壓脈沖電流改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯微觀組織和高溫力學(xué)性能，本專利技術(shù)尤其適用于易產(chǎn)生鑄坯熱送(紅送)裂紋的鋼種。
技術(shù)介紹
二十世紀(jì)的兩次石油危機(jī)對(duì)世界鋼鐵這一能耗大戶產(chǎn)生了巨大的沖擊，為了節(jié)約能源、金屬和資金，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開發(fā)了各種節(jié)能技術(shù)，帶來了很多生產(chǎn)工藝的變革。其中連鑄坯熱送熱裝工藝不僅可以大幅度降低能耗，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，而且能減少?gòu)S房占地面積，這一技術(shù)在節(jié)約投資、降低生產(chǎn)成本等方面都顯示出了巨大的優(yōu)越性。所謂連鑄坯熱送熱裝工藝是指將連鑄切割后的鑄坯立即通過鐵路、保溫車或輥道等方式運(yùn)送至加熱爐(或緩沖裝置，如板坯庫(kù)、保溫坑)，以較高溫度裝入加熱爐的操作。 近年來，隨著我國(guó)由鋼鐵大國(guó)向鋼鐵強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工藝不斷改進(jìn)，生產(chǎn)成本不斷降低，但先進(jìn)工藝在應(yīng)用中同樣存在問題。在采用熱送熱裝工藝的過程中就不斷出現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量問題，這些問題主要集中于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯的熱送裂紋上，而采用成本較高的原冷裝工藝并未出現(xiàn)此類質(zhì)量問題。很多冶金學(xué)者(高新軍，王三忠，王洪順，板坯的熱脆性與淬火處理，連鑄，2005 (6) :25-29 ;張樹堂，連鑄坯熱送熱裝系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，連鑄，1999. (I) : 12-16 ；)對(duì)熱送裂紋的形成機(jī)理進(jìn)行了研究，研究表明低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯中氮化鋁[A1N]的析出是熱送熱裝工藝中熱送裂紋問題產(chǎn)生的根源，在多數(shù)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼中都有氮化鋁存在；鑄坯在經(jīng)歷從奧氏體到奧氏體+鐵素體的相變過程中，氮化鋁在奧氏體晶界析出，如果此時(shí)將板坯裝人加熱爐加熱，即使板坯又經(jīng)過另一相變(由奧氏體+鐵素體變?yōu)閵W氏體)，但析出物仍然在奧氏體晶界上，析出物成為降低晶粒間結(jié)合力的薄弱點(diǎn)，晶粒的可遷移性減弱，導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)中晶粒邊界強(qiáng)度降低。在軋制過程中板坯表面在晶界處撕裂，產(chǎn)生表面裂紋。目前，鋼鐵廠對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂紋，采用的解決方法主要有加入合金法、鋼水成分控制法、高溫鑄坯熱裝法、鑄坯冷裝法、鑄坯在線淬火法。但是這些方法也都有一定的局限性①加入合金法，此法會(huì)增加生產(chǎn)成本，若鋼種對(duì)成分要求嚴(yán)格就無法使用；②鋼水成分控制法，此法實(shí)際生產(chǎn)中控制難度較大，若鋼種對(duì)成分要求嚴(yán)格亦無法使用；③高溫鑄坯熱裝法，目前此法實(shí)際生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)鑄坯冷裝法，此法易于操作，目前最為常用，但降低了生產(chǎn)效率，且鑄坯冷卻后還要再升溫，熱量白白損耗，生產(chǎn)成本相對(duì)較高；⑤在線鑄坯淬火法，此法在不影響生產(chǎn)的情況下對(duì)鑄坯表面進(jìn)行降溫，效果較好，但實(shí)際操作起來難度較大，目前只有國(guó)外幾個(gè)鋼鐵廠在應(yīng)用，且因?yàn)橐獙?duì)鑄還表面降溫，鑄還熱量尚存在一定損耗。近年來，國(guó)內(nèi)外的一些學(xué)者嘗試在脈沖電流作用下改善固相金屬材料的組織，并取得了一些成果。Conrad. H 發(fā)現(xiàn)(Conrad, H. Effects of electric current on solidstate phase transformations in metals. Materials Science & Engineering A[Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing], 2000)脈沖電流對(duì)固態(tài)金屬中的析出相的析出行為具有顯著影響，主要的影響因素為材料類型、電流密度、電流頻率。王建軍等(王建軍，周俐，李強(qiáng)等.脈沖電流對(duì)鋼凝固組織的影響.鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2007, 19 (5) :49-53)研究發(fā)現(xiàn)脈沖電流處理能夠提高等軸晶形核率，細(xì)化晶粒，對(duì)改善連鑄坯凝固組織具有顯著效果。此外，中國(guó)專利號(hào)ZL200810151116.X，授權(quán)公告日為2010年10月27日，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為一種采用高壓電脈沖改善碳鋼凝固組織的方法，該申請(qǐng)案的方法是在連續(xù)鑄鋼的中間包和連續(xù)鑄鋼的結(jié)晶器中或者在模鑄的鑄型中，對(duì)碳鋼凝固過程或凝固前施加一選定的高壓電脈沖，所述高壓脈沖的參數(shù)為脈沖電壓1000疒3900V，脈沖頻率O. 50Hz I. 50Hz，脈沖電容100 μ F飛00 μ F。該方法尤其適應(yīng)于改善凝固組織中晶粒粗大，樹枝晶發(fā)達(dá)，易產(chǎn)生成分偏析的鋼種，以增加金屬凝固的形核率，減少樹枝晶，增加等軸晶，減少凝固組織的內(nèi)裂紋、縮孔和疏松，改善成份偏析。上述方法是采用脈沖電流改善凝固組織，其所稱的凝固組織指鋼水在凝固過程中形成的樹枝晶、等軸晶、疏松和偏析等宏觀組織形貌，在低倍(〈10倍)狀態(tài)下通過酸蝕即可觀察到。且該申請(qǐng)案中采用的脈沖電壓為1000疒3900V的高 壓電脈沖，電力消耗較大。但至今，尚未有研究者將脈沖電流處理應(yīng)用于改善冶金過程連鑄坯的微觀組織，本專利技術(shù)中所稱的微觀組織指鋼水凝固之后隨溫度變化的固相微觀組織，即在顯微鏡下當(dāng)放大倍數(shù)50倍以上時(shí)觀察到的碳在α — Fe或Y — Fe中形成的固溶體,通常稱為鐵素體(α )、奧氏體(Y )。特別指出的是鑄坯的微觀組織與鑄坯的凝固組織是完全不同的兩個(gè)概念。此外，現(xiàn)有技術(shù)中低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂紋的問題急需解決，以提高鑄坯質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題 本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯在由連鑄工序熱送至軋鋼工序時(shí)易產(chǎn)生熱送(紅送)裂紋的不足，提供一種，本專利技術(shù)通過抑制低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯在冷卻過程中奧氏體晶界脆化現(xiàn)象，提高鑄坯的力學(xué)性能，減少鑄坯缺陷。技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為 本專利技術(shù)的一種，是當(dāng)?shù)吞间X鎮(zhèn)靜鋼鑄坯在出連鑄機(jī)被切割后，對(duì)上述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯施加一脈沖電流，所述的脈沖電流參數(shù)為脈沖電壓21 35V，脈沖電流35 100Α，脈沖頻率20 50 Hz0更進(jìn)一步地，對(duì)所述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯施加脈沖電流時(shí)，低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯的溫度為750 950°C。更進(jìn)一步地，所述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼為ω [c]〈0. 25%的鋁鎮(zhèn)靜鋼，其中O. 01% ( ω [Al] ( O. 40%ο采用本專利技術(shù)的方法對(duì)低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯施加低壓脈沖電流后，鑄坯中具體的相變過程推測(cè)如下對(duì)鑄坯進(jìn)行脈沖電流處理后，促進(jìn)了鑄坯中析出相AlN的析出，當(dāng)鑄坯溫度降至奧氏體/鐵素體相變點(diǎn)溫度以下，鑄坯內(nèi)的微觀組織開始奧氏體一鐵素體相變，之前析出的AlN能夠在奧氏體晶粒內(nèi)向鐵素體的形核提供大量的形核質(zhì)點(diǎn)，使得鐵素體能夠在奧氏體晶粒內(nèi)形核析出，改變鐵素體僅在奧氏體晶界形核析出的特點(diǎn)。通過這種方法可以改變低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯的微觀組織，提高鑄坯高溫力學(xué)性能，減少鑄坯的熱送(紅送)裂紋。有益效果 采用本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果 (1)本專利技術(shù)通過在低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯出連鑄機(jī)被切割后，對(duì)鑄坯施加一脈沖電流，改變了鑄坯的微觀組織，提高了鑄坯的力學(xué)性能，鑄坯熱送裂紋減少90%以上，有效減少了鑄坯缺陷； (2)本專利技術(shù)在實(shí)施脈沖電流處理的位置合理，不影響正常的生產(chǎn)，且不需要改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，不需要添加合金元素，不需要對(duì)鑄坯降溫處理，對(duì)鑄坯及設(shè)備無污染，是一項(xiàng)環(huán)保安全的減少鑄還缺陷的新技術(shù)； (3)本專利技術(shù)用于改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂紋的脈沖電壓為21 35V的低壓脈沖， 脈沖電壓小于36V,安全可靠,且用電量小； (4)本專利技術(shù)的方法中，當(dāng)含鈮鋼鑄本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采用低壓脈沖電流改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂紋的方法，其特征在于：當(dāng)?shù)吞间X鎮(zhèn)靜鋼鑄坯在出連鑄機(jī)被切割后，對(duì)上述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯施加一脈沖電流，所述的脈沖電流參數(shù)為：脈沖電壓21～35V，脈沖電流35～100A，脈沖頻率20～50？Hz。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種采用低壓脈沖電流改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂紋的方法，其特征在于當(dāng)?shù)吞间X鎮(zhèn)靜鋼鑄坯在出連鑄機(jī)被切割后，對(duì)上述的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯施加一脈沖電流，所述的脈沖電流參數(shù)為脈沖電壓21 35V，脈沖電流35 100A，脈沖頻率20 50 Hz02.根據(jù)權(quán)利要求I所述的采用低壓脈沖電流改善低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鑄坯熱送裂...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱正海，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。