3、无氧化保护浇铸技术
避免和减少钢水精炼后钢水的二次污染，是稳 定和提高车轮钢纯净度的关键，尤其是钢水连铸过 程的二次氧化给钢水的纯净度带来较大的危害，因 此必须采取必要措施，减少钢水浇铸过程的二次氧 化。 钢水无氧化保护浇铸是一有效的降低钢水二 次氧化的重要技术，其主要包括如下工艺环节：钢 包钢液面、大包－中间罐、中间罐内钢液面、中间
由图 3 可见，提高结晶器电磁搅拌电流，可有 效降低铸坯中心 C、S 元素偏析指数，铸坯中心 C 偏析指数由 1.1，最低下降到 1.03，中心 S 偏析指 数由 1.15，最低下降到 1.09，有效改善铸坯中心成 分偏析程度，提高了铸坯的均质度。
表 4 两种搅拌工艺条件下铸坯疏松情况 第 3 页 共 5 页
图 2 搅拌电流与铸坯中心等轴晶比率关系图
4.2 改善铸坯疏松，降低碳、硫成分偏析 研究表明，在稳定的浇铸工艺条件下，结晶器 电磁搅拌可有效改善铸坯的凝固组织，降低铸坯的 疏松及铸坯中心 C、S 偏析程度。 为研究不同搅拌工艺对铸坯断面疏松级别的 影响，试验从铸坯中心至表面连续制取了金相试 样，对铸坯断面的显微疏松状况进行了检验分析。 研究结果表明，使用电磁搅拌铸坯的铸坯疏松级别 优于无电磁搅拌的铸坯，具体见表 4。 不同电磁搅拌工艺对圆坯中心 C、S 元素偏析 影响的统计分析，见图 3。
250 31.2-45.6 36.8 300 44.4-66.3 53.0 450 48.3-72.2 58.1
4、结晶器电磁搅拌技术
铸坯的铸态组织往往是评价铸坯内部质量的 主要指标，均匀而致密的等轴晶组织是铸坯最为理 想的组织。结晶器电磁搅拌通过作用于铸坯凝固初 期，改善铸坯内钢水的运动来均匀铸坯内部温度、 消除过热、析出气体及促使夹杂物上浮[1]，改善铸
有无氩封保护浇铸喂线后氮含量与中间罐氮 含量关系见图 1。可见，喂线后的氮含量同中间罐 中氮含量呈高度显著线性关系，直线的斜率接近
浇铸方式 氩封保护 未保护 喂线后 0.026 0.018
1.0，说明浇铸过程增氮量稳定，同时表明氩封保 护的效果良好稳定。
表 2 两种浇铸方式浇铸过程钢中 Als 含量变化情况，% 中间罐 0.019 0.007 衰减量 0.007 0.011 衰减率 26.9 61.1
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高速车轮用钢连铸技术开发
张建平，龚志翔，陈刚，钟斌，吴宗双，
(马鞍山钢铁股份有限公司技术中心，马鞍山 243000) 摘要： 概述了马钢车轮钢生产工艺及圆坯连铸机技术特点， 为开发高速车轮用圆坯， 开展了无氧化保护浇铸技术、 结晶器电磁搅拌技术、二冷弱冷技术等优化试验研究，开发并形成了高质量车轮钢用钢连铸工艺技术。所生产的 圆坯具有气体及夹杂含量低，表面质量优良、内部无裂纹，铸态组织均匀、致密，中心等轴晶比率平均达 50％以 上，铸坯偏析、疏松级别低的特点。 关键词 高速车轮钢；圆坯；保护浇铸；结晶器电磁搅拌；二次冷却；技术开发
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铝板厂家 铝板技术网络部 铸机流数：3 流 铸坯尺寸：380mm、 450mm 拉 坯 速 度 ： 380mm ： ≤0.90m/min ； 450mm：≤0.58m/min 保护浇铸：大包长水口＋氩封＋浸入式水 口＋结晶器保护渣 电磁搅拌：M-EMS（外置式） 二冷方式：水冷 矫直机：三点五机架矫直.
表 1 两种浇铸方式浇铸过程钢中[N]含量变化情况，×10-6 浇铸方式 氩封保护 未保护
70 65
中包N含量（ppm)
喂线后 47.9 47.8
中间罐 52.3 66.7
120.0 110.0 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
增氮量 4.4 18.9
增氮率,% 9.2 39.5
求。
2、车轮钢生产工艺特点
车轮是高风险产品，优良的冶金质量是车轮安 全运行的重要前提和基本保障，马钢近年来通过不 断的技术改造和创新，建立并形成一条代表国际先 进水平的车轮钢专业生产线： 120t 转炉冶炼→钢包吹氩→LF 钢包精炼→VD 真空脱气→钢包喂线→大圆坯连铸→车轮轧制 其主要工艺特点是，优良的铁水、废钢等炼钢 原辅原料条件，先进的转炉自动化炼钢技术，高质 量的钢包钢水精炼技术、真空脱气技术、脱氧及夹 杂物控制技术、大断面圆坯连铸技术等，确保所生 产的车轮产品具有均匀稳定的化学成分、低的气体 及夹杂含量、优良的铸坯质量等。圆坯连铸机主要 技术参数如下：
Continuous Casting Technology Development for High-Speed Railway Wheel Steel
ZHANG Jianping,GONG Zhixiang, CHEN Gang, ZHONG Bin, WU Zongsuang
( Technology Center of Maanshan Iron & Steel Co. Ltd. , Maanshan 243000) Abstract：The characteristics of the railway wheel steel production process and the continuous casting system in Masteel are summarized. In order to develope the high quality round bloom using for high-speed railway wheel, a continuous casting technology, which includes the non-oxidizing casting protection technology, the mould electromagnetic stirring (M-EMS) technology and soft secondary cooling technology, etc. is optimized and developed. The round bloom produced has following characteristics: lower gas and inclusion content, higher surface and internal quality, no internal crack, homogeneous and dense macro-structure, better central equiaxed crystal ratio which is greater than 50% on average, lower level of segregation and porosity. Key words: high-speed railway wheel steel, round bloom, casting protection, M-EMS, secondary cooling, technology development
1、前言
车轮是列车运行的重要部件之一，其质量的好 坏直接影响到列车运行的安全性和稳定性。马鞍山 钢铁股份有限公司作为我国列车车轮的重点生产 企业，为适应我国铁路高速、重载大发展战略的需 要，多年来，一直致力于提高车轮实物质量水平的 工艺技术装备的升级改造与技术创新工作。近年 来，通过开展大量的工艺试验和技术研究，开发出 一系列高质量车轮用钢的圆坯连铸技术，如无氧化 保护浇铸技术、 电磁搅拌技术、 二冷水弱冷技术等。 并成功开发出 200Km/h、270km/h 高速旅客列车车 轮，40t 轴重的重载货车车轮用圆坯等。所生产的 圆坯具有气体及夹杂含量低， 表面、 内在质量优良， 铸坯铸态组织均匀、致密，中心等轴晶比率高达 50 ％以上等特点，较好满足我国铁路运输大发展的需
由表 2 可见，采取氩封保护时，浇铸过程钢中
Als 含量衰减率大幅降低，衰减率由不采用保护浇
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铸的 61.1%下降到 26.9％，若扣除钢中 Als 自然衰 减量，采用保护浇铸后，钢中 Als 含量的衰减率远 低于 20％。 进一步对比分析有、无氩封保护浇铸所生产铸 坯中夹杂含量表明，采用氩封工艺所生产的铸坯中 -6 夹杂总量从未采用保护浇铸的 29.7×10 降到了 -6 14.8×10 ，降幅达 50％。
坯内部非金属夹杂物的分布，降低非金属夹杂物及 全氧含量，提高金属的洁净度。 马钢圆坯结晶器电磁搅拌装置为外置式，电磁 搅拌器采用旋转磁场，采用低频、变流技术来调节 搅拌效果。为更好开发和利用结晶器电磁搅拌技 术，试验研究了不同电磁搅拌参数对圆坯内在质量 的影响[2]。 4.1 对铸坯等轴晶率的影响 研究结果表明，结晶器电磁搅拌可有效提高铸 坯的中心等轴晶区，且铸坯中心等轴晶比率随着搅 拌电流的增加而增加，最高达 72.2％。不同电磁搅 拌电流条件下铸坯中心等轴晶比率结果见表 3，电 磁搅拌对电磁搅拌电流与铸坯中心等轴晶比率关 系见图 2。
罐－结晶器、结晶器内钢液面保护。这里重点介绍 大包－中间罐钢水注流钢包浇铸技术的开发及应 用效果。 3.1 注流保护浇铸技术 马钢车轮圆坯钢包→中间罐注流保护，采用大 包长水口＋密封垫圈＋吹氩密封的物理保护＋气 体保护的双重保护方式。浇铸过程，将钢包钢水经 由长水口直接注入中间罐一定钢液面下，从而避免 了浇铸过程钢流被空气二次氧化，同时提高中间罐 钢水液面的稳定性，减少钢液的喷溅。 3.2 注流保护浇铸效果 为评价注流保护浇铸效果，对比分析了无保护 浇铸、长水口＋密封垫圈＋氩封两种浇铸方式浇铸 过程增氮、Als 含量变化情况见表 1、2； 表 1 可见，采用保护浇铸，圆坯浇铸过程的增 氮量由 18.9×10-6 下降到 4.4×10-6，表明，采用氩 封保护浇铸使浇铸过程增氮量降低约 14.5×10-6。
铝板厂家 铝板技术网络部收集整理 工艺 I=300A 项目 疏松,级 尺寸(mm,max) 密度(颗/cm ) 疏松,级 I=0A 尺寸(mm,max) 密度（颗/cm ）