專利名稱：一種高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法
技術領域：
本發明涉及高碳鋼的試驗方法，具體屬于高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法。
背景技術：
在高碳鋼的加熱過程中，防止鋼坯脫碳一直是冶金工作者需要解決的重要課題。以往的研究都是在現場加熱爐上進行氣氛控制實驗，例如，據《鋼鐵釩鈦》2002第二期“降低鋼軌脫碳層深度的研究” 一文報道，加熱時間越長，溫度越高，鋼軌的脫碳層越深。均熱爐內呈還原性的氣氛有利于降低鋼軌脫碳層深度，由于無法對加熱后的鋼坯進行取樣，只能根據成品檢驗來判斷加熱工藝改進的效果。其不足是實驗周期長，實驗成本高，且干擾性因素多，影響實驗結果的可靠性及正常生產，而且鋼軌的脫碳層深度在0. 2
0.5mm范圍內，影響成材率。在高碳鋼的加熱脫碳技術的發展過程中，人們為了解決脫碳層的深度問題，提出了解決的技術方案，如中國專利公開號為CN 1236078C的專利文獻，其公開了一種防止高碳鋼坯或鋼錠脫碳的加熱方法，雖能解決脫碳層較深的問題，對提高成材率有利，但其仍在現場加熱爐上進行氣氛控制實驗，現場試驗所存在的問題未能解決；還有中國專利公開號為CN100560749C的專利文獻，其公開了一種防止高碳帶鋼坯脫碳的加熱方法，但其仍在現場加熱爐上進行控制實驗，現場試驗所存在的問題仍然未能解決。上述兩篇專利文獻，存在的共同問題還有在鋼坯或鋼錠表面有大量的氧化鐵皮產生，從而造成鋼鐵成材率降低。
發明內容
本發明的目的在于解決目前高碳鋼的加熱脫碳在現場進行試驗所存在的不足，提供一種離線實驗，與現場加熱脫碳工藝一致性好，能直接應用于生產現場的高碳鋼的加熱脫碳工藝，能通過連鑄坯試樣檢測直接判斷現場連鑄坯加熱后的連鑄坯脫碳深度，且實驗周期短，實驗成本低，實驗結果可靠、客觀的高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法。實現上述目的的技術措施一種高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法，其步驟1)切取連鑄坯試樣，并使所切試樣與所取樣的連鑄坯表面狀態相同；2)對所切連鑄坯試樣在加熱實驗爐中進行分段加熱，并控制加熱實驗爐的升溫曲線與現場連鑄坯加熱時的表面升溫曲線一致；3)向加熱實驗爐內通入與現場加熱爐內氣體成分相同的氣氛氣體，其通入量以使在1 2分鐘內進行切換即可；4)進行氣氛氣體切換，并確定加熱實驗爐各段的空氣消耗系數；預熱段的空氣消耗系數為0. 6 1. 5，加熱段的空氣消耗系數為0. 9 1. 1，均熱段的空氣消耗系數為0. 6
1.5 ；5)根據加熱實驗爐各段的空氣消耗系數范圍，進行排列組合試驗；6)對連鑄坯試樣進行檢驗，即將連鑄坯試樣與所取樣的連鑄坯的對應面進行檢驗；7)取出連鑄坯試樣，并冷卻至室溫，冷卻時間不超過3分鐘；8)根據檢驗結果值，將最佳值的方案用于現場生產。其特征在于連鑄坯試樣的尺寸在20 40毫米的正方體或長方體。本發明具有以下特點1、能對加熱后的鋼坯試樣立即取樣檢測，直接準確定量把握不同加熱制度對鋼坯加熱后表面脫碳深度的影響，加熱脫碳工藝實驗方案修正容易；2、具有成本低、效率高等優點。由于試樣、工藝與現場一致，實驗研究結果可以直接應用到現場，作為加熱制度改進依據。3、該發明還具有可擴展性，可以方便地研究不同加熱條件(例如不同坯料、不同燃料、不同加熱設備、停機待軋情況等)下對連鑄坯脫碳層的影響。
圖1為U75V高碳鋼現場該鋼種連鑄坯加熱時的表面升溫曲線2為U75V高碳鋼連鑄坯試樣在實驗加熱爐內各段的加熱升溫曲線3為82B高碳鋼現場該鋼種連鑄坯加熱時的表面升溫曲線4為82B高碳鋼連鑄坯試樣在實驗加熱爐內各段的加熱升溫曲線圖上述圖中1-預熱段，2-加熱段，3-均熱段。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細描述實驗條件采用電阻式加熱爐加熱，并分預熱段、加熱段和均熱段。以下僅為例舉， 并不代表本發明所有。實施例1生產U75V高碳鋼，連鑄坯試樣的邊長尺寸為40毫米的正方體，現場使用的為轉爐
iS飛。其加熱脫碳的試驗方法，步驟1)為保證實驗的代表性及客觀性，故在連鑄坯上不同處熱切取邊長尺寸為40毫米的正方連鑄坯試樣，并使所切連鑄坯試樣與所取樣的連鑄坯表面狀態相同，并在所做實驗面上予以標記；2)對所切U75V高碳鋼連鑄坯試樣按照圖1曲線在加熱實驗爐內分預熱、加熱及均熱進行加熱；3)向加熱實驗爐內通入氣氛氣體，其通入量以使在1 1. 2分鐘內進行切換；4)進行氣氛氣體切換，并確定加熱實驗爐各段的空氣消耗系數根據現場使用的轉爐煤氣的成分，確定預熱段的空氣消耗系數為0.6、1.0、1.2;加熱段的空氣消耗系數為 0. 9,1. 1 ；均熱段的空氣消耗系數為0. 8,1. 0,1. 3 ；并進行氣氛氣體切換；5)根據步驟4)中加熱實驗爐各段的空氣消耗系數范圍，排列組合了 18個試驗組， 具體見表1 ；6)取出U75V高碳鋼連鑄坯試樣，并采用水冷卻至室溫，冷卻時間為3分鐘；
7)對U75V高碳鋼連鑄坯試樣進行檢驗，即將該連鑄坯試樣與所取樣的連鑄坯的對應面進行脫碳情況檢驗；8)根據表1檢驗結果值進行選擇，其中第3個排列組合方案為最佳，故將該方案用于現場生產。實施例2生產82B高碳鋼，連鑄坯試樣的邊長尺寸為40毫米(長)X 30毫米(寬)X 20毫米(高)的長方體，現場使用的為高爐煤氣。其加熱脫碳的試驗方法，步驟1)為保證實驗的代表性及客觀性，故在82B高碳鋼的連鑄坯上不同處熱切取40毫米(長)X 30毫米(寬)X 20毫米(高)的長方體，并使所切82B高碳鋼連鑄坯試樣與所取樣的連鑄坯表面狀態相同，并在所做實驗面上予以標記；2)對所切82B高碳鋼連鑄坯試樣按照圖3曲線在加熱實驗爐內分預熱、加熱及均熱進行加熱；3)向加熱實驗爐加熱爐內通入氣氛氣體，其通入量以使在1. 7 2分鐘內進行切換；4)進行氣氛氣體切換，并確定加熱實驗爐各段的空氣消耗系數根據現場使用的高爐煤氣的成分，確定預熱段的空氣消耗系數為0. 9,1. 2,1. 5 ；加熱段的空氣消耗系數為 1. 0,1. 1 ；均熱段的空氣消耗系數為0. 6,0. 9,1. 2 ；并進行氣氛氣體切換；5)根據步驟4)中加熱實驗爐各段的空氣消耗系數范圍，排列組合了 18個試驗組， 具體見表2 ；6)取出82B高碳鋼連鑄坯試樣，并采用水冷卻至室溫，冷卻時間為2分鐘；7)對82B高碳鋼連鑄坯試樣進行檢驗，即將該連鑄坯試樣與所取樣的連鑄坯的對應面進行脫碳情況檢驗；8)根據表1檢驗結果值進行選擇，其中第3個排列組合方案為最佳，故將該方案用于現場生產。表1為U75V高碳鋼連鑄坯試樣的各段空氣消耗系數排列組合實驗結果統計表
權利要求
1.一種高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法，其步驟1)切取連鑄坯試樣，并使所切試樣與所取樣的連鑄坯表面狀態相同；2)對所切連鑄坯試樣在加熱實驗爐中進行分段加熱，并控制加熱實驗爐的升溫曲線與現場連鑄坯加熱時的表面升溫曲線一致；3)向加熱實驗爐內通入與現場加熱爐內氣體成分相同的氣氛氣體，其通入量以使在 1 2分鐘內進行切換即可；4)進行氣氛氣體切換，并確定加熱實驗爐各段的空氣消耗系數；預熱段的空氣消耗系數為0. 6 1. 5，加熱段的空氣消耗系數為0. 9 1. 1，均熱段的空氣消耗系數為0. 6 1. 5 ；5)根據加熱實驗爐各段的空氣消耗系數范圍，進行排列組合試驗；6)對連鑄坯試樣進行檢驗，即將連鑄坯試樣與所取樣的連鑄坯的對應面進行檢驗；7)取出連鑄坯試樣，并冷卻至室溫，冷卻時間不超過3分鐘；8)根據檢驗結果值，將最佳值的方案用于現場生產。
2.如權利要求所述的一種高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法，其特征在于連鑄坯試樣的尺寸在20 40毫米的正方體或長方體。
全文摘要
本發明涉及高碳鋼連鑄坯加熱脫碳的試驗方法。其步驟切取與連鑄坯表面狀態相同的連鑄坯試樣；對連鑄坯試樣分段加熱；向加熱實驗爐內通入與現場加熱爐內氣體成分相同的氣氛氣體；氣氛氣體切換，并確定加熱實驗爐各段的空氣消耗系數；根據加熱實驗爐各段的空氣消耗系數范圍，進行排列組合試驗；對連鑄坯試樣進行檢驗；取出連鑄坯試樣并冷卻至室溫；根據檢驗結果值，將最佳值的方案用于現場生產。本發明能對加熱后的鋼坯試樣立即取樣檢測，直接準確定量把握不同加熱制度對鋼坯加熱后表面脫碳深度的影響；成本低、效率高，試樣、工藝與現場一致良好，實驗研究結果可直接應用到現場，還具有可擴展性，研究不同加熱條件對連鑄坯脫碳層的影響。
文檔編號C21D9/70GK102268518SQ20111020836
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者劉升, 張云祥, 杭乃勤, 柴麗麗, 熊建良, 盛光興, 羅闖, 胡盛德, 董茂松, 陳霞 申請人:武漢科技大學, 武漢鋼鐵(集團)公司