本發明涉及鋼鐵冶煉，具體涉及一種控制小斷面鑄坯生產軸承鋼控制中心疏松的方法及其產品。
背景技術：
1、在軸承鋼的連鑄生產過程中，獲得內部組織均勻、致密的鑄坯是保證最終產品具備高疲勞壽命與可靠性的首要前提。中心疏松作為連鑄坯的一種典型內部缺陷，表現為鑄坯中心軸線區域因凝固末期鋼液補縮不充分而形成的微小、分散的孔隙。這些缺陷在后續的軋制過程中難以完全焊合，會成為軸承構件內部的應力集中源，顯著降低其接觸疲勞壽命，是影響高端軸承鋼質量穩定性的關鍵瓶頸之一。
2、對于小斷面鑄坯的生產而言，中心疏松的控制面臨更為嚴峻的挑戰。由于其凝固速度快，凝固前沿溫度梯度陡峭，中心等軸晶區發展相對受限，導致最終凝固的糊狀區狹窄且集中。這使得溶質元素（如碳、錳等）極易在此區域富集，同時凝固收縮產生的空隙難以得到外部鋼液的有效補充，從而加劇了中心疏松和偏析的傾向。因此，開發適用于小斷面鑄坯特性的高效中心疏松控制技術，是提升高品質特殊鋼連鑄生產水平的重要課題。
3、目前，行業內針對改善鑄坯中心質量，主要圍繞以下三類技術展開：1）二冷區動態控制技術：該技術旨在通過優化二次冷卻的均勻性和精確性，為鑄坯創造理想的凝固條件。常見的手段包括建立傳熱模型，通過在線測溫反饋來動態調節二冷各分區的水量，以減少鑄坯表面溫度波動和由此引發的內部熱應力不均。然而，現有技術多側重于表面溫度的整體穩定或遵循既定的冷卻曲線，對于如何將動態二冷與小斷面鑄坯特有的、快速的凝固進程精確匹配，特別是為后續的冶金手段（如攪拌、壓下）創造穩定且可預測的凝固末端位置，缺乏針對性的設計。2）末端電磁攪拌技術（f-ems）：該技術通過在鑄坯凝固末端糊狀區施加電磁力，驅動富集溶質的鋼液流動，從而打碎枝晶、均勻成分、降低偏析。公開技術（如專利cn1021985c）已揭示了在連鑄中應用電磁攪拌以改善質量的方法。但現有實踐多基于大方坯或常規斷面，其攪拌參數（如頻率、電流）的設定對于凝固末端糊狀區長、液相穴深的情況較為有效。直接套用于小斷面鑄坯時，由于糊狀區短小，常規參數的攪拌作用范圍與強度往往不能與之精確匹配，可能導致攪拌效果不足或能量浪費，甚至干擾已凝固的脆弱殼層。3）輕壓下技術：該技術是在鑄坯凝固末端施加一定的機械壓下量，以補償鋼液的凝固收縮，物理壓合已形成的枝晶間微小孔隙。動態輕壓下技術能夠根據拉速、過熱度等實時調整壓下位置與量值，適應性更強?，F有研究雖已證實末端電磁攪拌與輕壓下技術結合對改善大方坯中心質量有協同效應，但這種結合對于小斷面鑄坯而言，如何確定攪拌與壓下在時空上的最佳耦合點—即在電磁攪拌充分均勻化糊狀區成分后，及時實施壓下以完成補縮—尚未形成系統性的參數指導。簡單的技術疊加可能無法發揮“1+1>2”的協同效果。
4、綜上所述，現有技術雖然提供了多種改善鑄坯中心質量的手段，但在應用于小斷面軸承鋼鑄坯這一特定場景時，存在明顯局限性：各技術手段（動態二冷、末端電磁攪拌、動態輕壓下）往往被獨立優化或簡單順序執行，未能構成一個針對小斷面快速凝固特性而深度協同的參數化系統。其結果是，難以穩定、高效地抑制小斷面鑄坯的中心疏松缺陷，制約了高品質軸承鋼連鑄生產的效率與成材率。
技術實現思路
1、本發明旨在克服上述現有技術的不足，提供一種專門用于控制小斷面鑄坯生產軸承鋼中心疏松的方法。本發明的核心目的在于，將動態二冷控制、末端電磁攪拌與動態輕壓下三者進行有機整合與參數協同，通過動態二冷為全過程提供穩定可控的凝固基礎，通過特為小斷面設計的低頻高電流電磁攪拌精準作用于短糊狀區，并通過與之時序和空間匹配的動態輕壓下完成最終補縮，從而形成一套完整、高效且適用于小斷面生產的內部缺陷控制系統。
2、本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種控制小斷面鑄坯生產軸承鋼控制中心疏松的方法，包括：
3、將鑄坯根據二冷區的配水區域劃分為若干區域；
4、實時測量鑄坯各區域的實際表面溫度，根據鑄坯傳熱方程實時計算鑄坯各區域的理論表面溫度，若鑄坯中某區域的實際表面溫度等于該區域的理論表面溫度，則維持當前二冷區對該區域的配水量；若鑄坯中某區域的實際表面溫度不等于該區域的理論表面溫度，則調整當前二冷區對該區域的配水量，直至該區域的實際表面溫度等于理論表面溫度；
5、基于鑄坯傳熱方程實時確定的鑄坯凝固末端位置，在鑄坯凝固末端對應的糊狀區位置施加電磁攪拌且產生的洛倫茲力方向與拉坯方向相反，隨后在鑄坯凝固末端位置實施動態輕壓下。
6、進一步地，所述小斷面鑄坯的橫截面積≤25600mm2。
7、進一步地，所述電磁攪拌裝置的電流強度為500~550a、頻率為1.5~2.5hz。
8、進一步地，電磁攪拌裝置產生的交變磁場作用于小斷面鑄坯的短糊狀區。
9、進一步地，所述鑄坯傳熱方程如下：
10、
11、式中，為鑄坯的密度，為鑄坯的等容熱容，為理論表面溫度，為時間，為熱導率，、、分別為鑄坯上某位置的橫坐標、縱坐標和高度坐標，為鑄坯的內熱源強度，為鋼液的粘性耗散項。
12、進一步地，
13、式中，為鋼液的流速在方向上的分量，為鋼液的流速在方向上的分量，為鋼液的流速在方向上的分量。
14、進一步地，所述鋼液的粘性耗散項由下式計算：
15、
16、其中，為鋼液動力粘度，、、分別為鋼液流速在、、方向上的分量。
17、進一步地，連鑄時，過熱度控制在20℃～35℃，拉速控制在1～3m/min。
18、進一步地，所述動態輕壓下的總壓下量為3~8mm。
19、采用上述的控制小斷面鑄坯生產軸承鋼控制中心疏松的方法得到的軸承鋼鑄坯。
20、與現有技術相比，本發明具有以下顯著有益效果：
21、1.形成了針對性的協同控制體系：本發明將動態二冷控制、末端電磁攪拌與動態輕壓下三個工藝環節有機整合，并以高精度的鑄坯傳熱方程為協同中樞。動態二冷控制確保了凝固進程的穩定與可預測性，為后序工序提供了精確的時空坐標；特為小斷面設計的低頻高電流電磁攪拌實現了對短糊狀區成分的高效均質化；動態輕壓下則在最佳時機實施精準補縮。三者深度耦合，形成了針對小斷面快速凝固特性的完整缺陷抑制閉環。
22、2.顯著提升了鑄坯內部質量：通過“均勻凝固+成分均化+機械補縮”的復合機制，能大幅降低小斷面軸承鋼鑄坯的中心疏松和偏析等級。實施例表明，采用本發明方法生產的鑄坯，其中心疏松評級和碳偏析指數顯著優于傳統工藝及簡單技術疊加的工藝。
23、3.參數明確，可操作性與可復制性強：本發明給出了適用于小斷面工況的具體工藝參數范圍（如電磁攪拌電流500~550a、頻率1.5~2.5hz，輕壓下總量3~8mm），使得該技術方案清晰明確，易于在不同鋼廠的小斷面連鑄機上推廣應用，實現高品質軸承鋼的穩定生產。
24、4.實施成本經濟，改造簡便：該方法的核心在于控制邏輯的升級與關鍵模塊的集成應用（如加裝紅外測溫、適配電磁攪拌器、升級壓下控制系統），無需對連鑄機主體結構進行大規模改造，具有良好的工業實施經濟性和可行性。
25、動態二冷控制：將鑄坯在二冷區的長度方向上劃分為若干個獨立的冷卻控制區域。通過在線溫度測量裝置（如紅外熱成像儀）實時采集各區域鑄坯的實際表面溫度。同時，基于預先建立并嵌入控制系統的鑄坯傳熱方程，實時計算對應區域的理論表面溫度。通過對比實際表面溫度與理論表面溫度，動態調節各區域冷卻介質的流量：若實際溫度高于理論溫度，則增加該區域冷卻強度；若實際溫度低于理論溫度，則減少冷卻強度。此閉環控制旨在使鑄坯表面溫度場嚴格遵循模型計算出的理想凝固路徑，從而為整個凝固過程提供一個均勻、穩定的溫度場基礎，并精確預測凝固末端位置。
26、末端電磁攪拌：在連鑄機二冷區內，對應于鑄坯凝固末端糊狀區的位置安裝電磁攪拌裝置。啟動該裝置，使其產生交變磁場。所述電磁攪拌采用500~550a的電流強度和1.5~2.5hz的低頻率工作。通過特定的磁極設計與排布，確保在此參數下產生的交變磁場能有效穿透并作用于小斷面鑄坯短小的糊狀區，并在鋼液中感應產生渦流。該渦流與磁場相互作用，產生一個方向與拉坯方向相反的洛倫茲力。該反向力驅動糊狀區內富集溶質的鋼液產生定向流動，有效打碎枝晶、均勻成分、降低中心偏析。
27、動態輕壓下：基于鑄坯傳熱方程實時計算出的凝固末端位置（通常以固相率達到0.8~0.9為判據），動態設定輕壓下技術的實施區間。在該區間內，通過壓下輥對鑄坯施加連續的機械壓下。所述動態輕壓下的總壓下量控制在3~8mm。該步驟緊隨或部分重疊于電磁攪拌的作用時段，旨在對經過電磁攪拌成分均勻化的糊狀區進行機械壓縮，直接補償鋼液凝固收縮產生的體積空隙，物理壓合已形成的微孔。