高晗　王晓飞　郝增林
（河北钢铁集团石家庄钢铁有限责任公司）

　　摘　要：对GCr15高碳铬轴承钢连铸中心偏析和疏松的形成机理及其影响因素进行分析，讨论出改善偏析的措施。
　　关键词：轴承钢大方坯；成分分布；疏松
　　0　前言
　　随着国内工业的发展，轴承钢需求量日益增加，因此，提高轴承钢质量的研究对企业的发展，从市场需求来看起着非常关键的作用，轴承钢连铸大方坯的组织和成分分布对Z终产品产生关键影响。因此，生产厂家对轴承钢连铸坯的质量检验更为严格。
　　为了解掌握目前我厂连铸坯及钢材的偏析状况，提出并制定改善偏析的措施，2013-2014年对大方坯高碳铬轴承钢GCr15，区分电搅强度和过热度，进行了数据试验跟踪。
　　1　铸机概况
　　炼钢厂大方坯连铸机于2008年初投产，为三机三流合金钢连铸机。生产的钢种有轴承钢、优质合结钢、齿轮钢、高压油井管坯及易切削非调质钢等高品质特殊钢。大方坯连铸的基本工艺参数见表1。

　　2　原始数据积累
　　连铸坯横断面碳偏析分布几次试验结果相近，中心碳偏析突出，其次为四分之一边长位置。如图1。

　　连铸坯轧制成材后，碳偏析分布发生变化，大致呈M形，表现为半径二分之一处偏析突出，中心偏析减小，甚至出现负偏析。如图2。

　　几次实验结果汇总：
　　1）相同过热度不同电搅电流情况下，330A电流连铸坯低倍及纵剖样碳分布优于300A和350A电流碳分布，但1/4边长处碳分布差于300A电流。
　　2）相同电搅电流不同过热度情况下，过热度21度对应连铸坯纵剖样及中间坯纵剖样碳分布优于29度过热度对应碳分布，但与钢材物理检测结果无明显对应关系，29度过热度钢材带状及中心偏析指标略优于21度过热度钢材，第三次试验28度过热度钢材检验结果亦优于15度过热度。
　　3）几次试验中，连铸坯纵剖样中心碳偏析指数波动范围为0.92-1.2，1/4边长位置碳偏析指数波动范围0.96-1.06；钢材纵剖样中心碳偏析指数波动范围0.93-1.00，R/2位置碳偏析指数波动范围0.98-1.06。
　　3　理论分析
　　（1）铸坯中化学偏析的发展形成的三个尺度：微观偏析—枝晶尺度；宏观偏析—产品尺度；介偏析或半宏观偏析—中间尺度如一次晶粒.其中宏观偏析是指铸坯中成分在大于晶粒尺度范围内的不均匀分布。宏观偏析程度与溶质分配系数密切相关，溶质分配系数越小，宏观偏析越严重。
　　（2）宏观偏析的形成机理（宏观）：体的收缩；浇铸温度→液相线温度1％；液相线温度→固体4％；固体→室温7-8％。体积收缩与线收缩约11-12％，与钢种与温度有关，沿液相穴高度钢液没有及时有效补充体积收缩。
　　（3）溶质元素的再分配：钢液凝固过程中发生了元素的再分配，使凝固组织中成分不均匀。其程度决定于：溶质元素在固、液相的溶解度；溶质元素在固、液相的扩散系数。
　　（4）影响宏观偏析的因素：钢液化学成分；过热度；拉速；冷却强度；铸机精度；铸坯凝固组织；铸坯尺寸。
　　（5）防止宏观偏析的对策：提高钢水纯净度；降低过热度；控制拉速；增加二冷强度；采用小径密排导辊；采用电磁搅拌；采用轻压下。
　　4　结论
　　（1）连铸坯与钢材碳偏析规律的不同，说明连铸坯的中心疏松（偏析、缩孔）导致铸坯检测中心碳偏析突出，而在轧制加热过程中碳的扩散溶解以及钢材中心组织的致密，使中心碳偏析下降甚至出现负偏析，而铸坯中间部位组织变化和偏析改善相对较小，使得钢材R/2处偏析显得突出。
　　（2）目前大方坯GCr15的M-EMS加弱冷的连铸工艺，不可避免的会出现连铸坯中心疏松（偏析、缩孔）缺陷，而28度过热度偏析指数优于15度过热度及对Z终钢材带状评级无明显影响的结果，说明连铸工艺更应强调在合理过热度范围内的稳定控制。
　　参考文献
　　[1]王新华，包燕平.连铸坯偏析与电磁搅拌

（来源：2015年炼钢品种、质量提升研讨会）