一種高合金不銹鋼連鑄開澆工藝方法
【專利摘要】一種高合金不銹鋼連鑄開澆工藝方法，高合金不銹鋼的化學(xué)成分是：C≤0.020；Si≤1.00；Mn≤2.00；P≤0.045；S≤0.035；Cr為19.00～23.00；Mo為4.00～5.00；N≤0.100；Ni為23.00～28.00；Cu為1.00～2.00；余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；包括（1）堵引錠操作；（2）鋼水出苗控制；（3）結(jié)晶器冷卻；（4）鋼水過熱度控制。本發(fā)明解決了高合金不銹鋼開澆時因為連接部位開裂、坯殼薄弱處開裂的漏鋼問題，減少了生產(chǎn)事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率，極大降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】ー種高合金不銹鋼連鑄開澆エ藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及高合金不銹鋼的連鑄開澆方法，屬鋼鐵冶金及材料制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】[0002]隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對材料的抗高溫、耐腐蝕性、強(qiáng)度等提嚴(yán)格要求。而高合金含量不銹鋼在高溫強(qiáng)度、抗高溫氧化、抗高溫蠕變性以及耐腐蝕方面具有優(yōu)異性能。[0003]這類鋼在生產(chǎn)過程中由于合金含量高(合金含量在31.5%-62.3%之間，其中，Cr在19.5%-22.3%之間，Ni在12%-40%之間，同時還有Mo、Cu、Al、Ti等元素，其余為Fe元素)、鋼水流動性差、凝固過程導(dǎo)熱系數(shù)低等問題，導(dǎo)致連鑄生產(chǎn)難度比較大，尤其是開澆漏鋼事故頻發(fā),導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、合同無法兌現(xiàn)、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)質(zhì)量差。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決高合金不銹鋼鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的引錠材料中流通渠道不暢通、凝固后坯殼表面薄且分層，坯殼內(nèi)部疏松不致密、不完整，從而導(dǎo)致坯殼與引錠頭連接強(qiáng)度不足，在結(jié)晶器內(nèi)的摩擦阻力和熱應(yīng)力作用下開裂漏鋼的問題，減少生產(chǎn)事故，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供ー種高合金不銹鋼連鑄開澆エ藝方法。[0005]高合金不銹鋼的化學(xué)成分是:C≤0.020 ；Si≤1.00 ；Mn≤2.00 ；P≤0.045 ；S ≤0.035 ；Cr 為 19.00 ~23.00 ；Mo 為 4.00 ~5.00 ；N く 0.100 ；Ni 為 23.00 ~28.00 ；Cu為1.00~2.00 ;余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0006]高合金不銹鋼的生產(chǎn)エ藝路線為電弧爐(EAF)冶煉一気氧精煉爐(AOD)精煉ー鋼包精煉爐(LF)精煉ー立式板坯連鑄機(jī)(VCCM)澆注。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:包括堵引錠操作，鋼水出苗控制、結(jié)晶器冷卻、過熱度控制、開澆渣技術(shù)。
[0008]1、堵引錠操作包括下述步驟:
第一歩，將彈簧4根或5根用鐵絲困扎結(jié)實，規(guī)格是160mm厚的結(jié)晶器，捆4根彈簧，規(guī)格是180mm厚的結(jié)晶器抱5根彈黃；
第二步，將引錠頭送入結(jié)晶器規(guī)定位置，用壓縮空氣吹掃干凈，確保干燥、無雜物；將直徑為の30_的石棉繩用鐵釬扎入結(jié)晶器銅板和引錠頭的縫隙之間，要求扎緊扎實；
第三步，往引錠頭的燕尾槽中放入兩個長度是(750-800mm)的簧，將鐵屑均勻鋪撒在引錠頭、石棉繩上，鐵屑鋪撒厚度控制在2-3mm ；
第四步，將ー塊鐵網(wǎng)板(950mmX 80mm)和兩塊鐵網(wǎng)板(150mmX 180mm)放在引錠頭上，鐵網(wǎng)板邊部距離結(jié)晶器銅板≥25mm ；
第五步，將第一歩中捆扎結(jié)實的彈簧放于鐵網(wǎng)板上，堵引錠完畢。
[0009]2、鋼水出苗控制
所述鋼水出苗就是鋼水從中間包開始進(jìn)入結(jié)晶器的開始瞬間。[0010]由于高合金不銹鋼鋼水流動性差，為確保坯殼完整和引錠材料中鋼水通道暢通，中包開澆后的水口通鋼量應(yīng)遵循先大后小的原則，前期將浸入式水口的通鋼量放大，以防止鋼水在引錠材料縫隙中流通時溫度降低凝固、流不動，堵塞鋼水填充通道，導(dǎo)致坯頭下部填充不足。待鋼水淹沒引錠材料后，逐步將通鋼量減小，以此增加坯殼的冷卻時間，提高坯殼的厚度和連接強(qiáng)度。
[0011]開澆時，累計出苗時間按照60S-95S控制。前期的25-35S淹沒堵引錠材料，浸入式水口通鋼量按0.009噸/s-0.012噸/s控制。待鋼水淹沒引錠材料后，加入準(zhǔn)備好的開澆渣，同時將水口通鋼量減少，按照0.005噸/s-0.006噸/s控制。
[0012]所述浸入式水口一種水口的專業(yè)名稱,英文縮寫為SEN。
[0013]3、結(jié)晶器冷卻
由于高合金不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比較低，為確保結(jié)晶器內(nèi)坯殼冷卻均勻，避免形成縱裂，要求結(jié)晶器冷卻強(qiáng)度不能過大，但為保證出結(jié)晶器下口時的坯殼厚度滿足拉鋼要求，結(jié)晶器冷卻強(qiáng)度不能過小。
[0014]開燒時連鑄機(jī)自動設(shè)定的拉還速度是0.3m/min的起步拉速,結(jié)晶器冷卻水進(jìn)水溫度要求≤36°C，寬面水流量控制在2100-2300L/min，窄面水流量控制在270_300L/min。
[0015]4、過熱 度控制
通過采取理論計算和熱分析相結(jié)合的手段，得出高合金不銹鋼的液相線溫度，在保證坯殼厚度足夠抵抗拉坯阻力和熱應(yīng)力的前提下，盡可能提升鋼水的過熱度，一方面提升鋼水的流動性和引錠材料填充效果，同時確保夾雜物的上浮效果。為此，在液相線的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場工業(yè)試驗，確定鋼水的過熱度控制在35-55 °C之間。
[0016]5、開澆渣技術(shù)
由于鋼包底部散熱快，包底溫度偏低，進(jìn)入中包后，鋼水溫度進(jìn)一步降低，從而造成進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)部的開澆鋼水溫度偏低，容易造成鋼水流動性不好，引錠材料填充不良，坯殼分層不完整，坯頭與引錠頭連接強(qiáng)度不足，同時，由于缺乏保護(hù)渣潤滑，起步拉鋼后由于摩擦阻力和應(yīng)力作用，造成開裂漏鋼。
[0017]在開澆出苗過程中，當(dāng)鋼水淹沒引錠材料時，在水口兩邊加入開澆渣，加入量按照5_8kg/澆次控制，均分為兩份，加入水口兩邊的吐出孔部分。隨著結(jié)晶器內(nèi)液面的上升，開澆渣迅速熔化，覆蓋住鋼水表面，一方面通過開澆渣發(fā)熱，為鋼水補(bǔ)充熱量，提升鋼水的流動性和保溫性能，同時，起到坯殼潤滑的作用，減少坯頭的拉坯阻力。
[0018]本發(fā)明根據(jù)高合金不銹鋼鋼水流動性差、導(dǎo)熱系數(shù)低的高溫特性，通過優(yōu)化結(jié)晶器堵引錠、鋼水出苗、結(jié)晶器冷卻、控制鋼水過熱度，同時結(jié)合先進(jìn)的開澆渣技術(shù)，解決了高合金不銹鋼鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的引錠材料中流通渠道不暢通、凝固后坯殼表面薄且分層，坯殼內(nèi)部疏松不致密、不完整，從而導(dǎo)致坯殼與引錠頭連接強(qiáng)度不足，在結(jié)晶器內(nèi)的摩擦阻力和熱應(yīng)力作用下，開裂漏鋼的問題。形成一套高合金不銹鋼的連鑄開澆工藝，該工藝具有獨特性、創(chuàng)新性和實用性。
[0019]本發(fā)明杜絕了生產(chǎn)高合金不銹鋼時漏鋼的現(xiàn)象，極大提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。
[0020]例如:實施本發(fā)明之前，高合金不銹鋼的開澆漏鋼率為40%，每次漏鋼影響生產(chǎn)時間350min，每月漏鋼3次；每次漏鋼損壞二冷一段、結(jié)晶器的設(shè)備損失約為40萬RMB，生產(chǎn)損失約36萬RMB ;
本發(fā)明開澆漏鋼率減少為O。從而提升連鑄機(jī)日歷作業(yè)率2.35% ；
每月減少損失228萬元RMB，從而噸鋼成本減少57元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明結(jié)晶器內(nèi)堵引錠材料的布置示意圖(加入彈簧前的俯視圖)。
[0022]圖2是本發(fā)明結(jié)晶器內(nèi)堵引錠材料的布置示意圖(加入彈簧后的俯視圖)。
[0023]圖3是圖2的右視圖。
[0024]其中:1 一彈簧，2—結(jié)晶器，3—石棉繩,4一鐵網(wǎng)板,5—燕尾槽，6—浸入式水口。【具體實施方式】 [0025]生產(chǎn)鋼種為超級奧氏體不銹鋼904L，鋼種特點為合金含量高[Cr%+Ni%+Cu%+Mo%≥47%]，屬于超級奧氏體不銹鋼，凝固組織為全奧氏體，具有良好的耐腐蝕性。生產(chǎn)規(guī)格為180mmX 1238mm。
[0026]904L 鋼種成分:C く 0.020 ；Si く 1.00 ；Mn く 2.00 ；P く 0.045 ；S く 0.035 ；Cr 為19.00 ~23.00 ；Mo 為 4.00 ~5.00 ；N く 0.100 ；Ni 為 23.00 ~28.00 ；Cu 為 1.00 ~2.00 ；余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
[0027]1、堵引錠
1.1材料準(zhǔn)備:
干燥干凈的鐵屑，纏繞好的石棉繩，直徑為OSOmm,鐵絲,鐵網(wǎng)板4(950mmX80mm —塊，180mmX 150mm兩塊),彈簧(500mm兩根，1000mm五根)、困扎彈簧的鋼架子、鐵釬一根；鐵釬為本領(lǐng)域的常用工具。
[0028]1.2堵引錠(圖1、圖2、圖3所示)
第一歩:先在架子上將1000mm規(guī)格的5根彈簧I用鐵絲困扎結(jié)實，然后將石棉繩纏繞成股，直徑為の30mm ；
第二步:將引錠頭送入結(jié)晶器2規(guī)定位置，用壓縮空氣吹掃干凈，確保干燥、無雜物。將石棉繩3扎入結(jié)晶器銅板和引錠頭的縫隙之間，要求扎緊扎實；
第三步:往引錠頭的燕尾槽5中放入兩根500mm的短彈簧，將鐵屑均勻的鋪撒在引錠頭、石棉繩上，厚度控制在2-3mm。
[0029]第三步:將兩塊鐵網(wǎng)板(150mmX 180mm)放在引錠頭兩端，一塊鐵網(wǎng)板(950mmX80mm)放在引錠頭上靠近燕尾槽部分。確保鐵網(wǎng)板邊部離結(jié)晶器銅板> 25mm的距離。
[0030]第四步:將捆扎結(jié)實的彈簧輕放于鐵網(wǎng)板上，堵引錠完畢。
[0031]2、結(jié)晶器冷卻
結(jié)晶器冷卻水進(jìn)水溫度控制在35°C以下，寬面水流量為2100L/min，窄面水流量為300L/min。
[0032]3、過熱度
通過采取理論計算和熱分析相結(jié)合的手段，得出904L超級奧氏體不銹鋼的液相線溫度為1380°C，過熱度按照53°C控制。[0033]4、出苗
中包開澆后，前35s的通鋼量按照0.01噸/s控制，淹沒引錠材料后，加入開澆渣，同時將通鋼量減少到0.006噸/s，合計出苗時間控制為80s。
[0034]5、加開澆渣
開澆渣采用德國冶金生產(chǎn)的E841I (參數(shù)見下表)，加入量為10kg，均勻加到水口兩側(cè)與結(jié)晶器窄面邊部的中間點，加入時機(jī)為鋼水淹沒引錠材料時加入。
[0035]開澆渣的化學(xué)成分(質(zhì)量百分比):Ca0+Mg0為34.0?36.0 ；Si02為30.5?43.5 ；Al2O3 為 2.0 ?4.0 ；Na20+K20 為 6.5 ?9.0 ；Fe203 為 12.0 ?16.5 ；MnO < 0.2 ；Cfree < 1.0 ；Ctotal 為 1.0 ?2.0 ;F 為 8.0 ?12.0。
[0036]開澆渣的物理指標(biāo)=H2O600r< 0.8 ;密度是0.8?1.0 kg/dm3 ;熔點是1100。。;粘度 1300。。是 0.9 dPa.S。
【權(quán)利要求】
1.一種高合金不銹鋼連鑄開澆工藝方法，高合金不銹鋼的化學(xué)成分是:c ≤ 0.020 ；Si ≤1.00 ；Mn ≤ 2.00 ；P ≤ 0.045 ；S ≤ 0.035 ；Cr 為 19.00 ~23.00 ；Mo 為 4.00 ~5.00 ；N≤0.100 ；Ni為23.00~28.00 ；Cu為1.00~2.00 ;余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)； 其特征在于: (1)堵引錠操作包括下述步驟: 第一步，將4根或5根彈簧用鐵絲困扎結(jié)實； 第二步，將引錠頭送入結(jié)晶器規(guī)定位置，用壓縮空氣吹掃干凈，確保干燥、無雜物；將直徑為Φ30_的石棉繩扎入結(jié)晶器銅板和引錠頭的縫隙之間，要求扎緊扎實； 第三步，往引錠頭的燕尾槽中放入兩個長度是750~800mm的彈簧，將鐵屑均勻鋪撒在引錠頭、石棉繩上，鐵屑鋪撒厚度控制在2-3_ ； 第四步，將一塊950mmX80mm的鐵網(wǎng)板和兩塊150mmX 180mm的鐵網(wǎng)板放在引錠頭上，鐵網(wǎng)板邊部距離結(jié)晶器銅板≥25mm ； 第五步，將第一步中捆扎結(jié)實的彈簧放于鐵網(wǎng)板上，堵引錠完畢； (2)開澆時，累計鋼水出苗時間按照60s~95s控制；前期的25~35s淹沒堵引錠材料，浸入式水口通鋼量按0.009噸/s~0.012噸/s控制；待鋼水淹沒引錠材料后，加入準(zhǔn)備好的開澆渣，同時 將水口通鋼量按照0.005噸/s~0.006噸/s控制；所述鋼水出苗就是鋼水從中間包開始進(jìn)入結(jié)晶器的瞬間； (3)開燒時連鑄機(jī)自動設(shè)定的拉還速度是0.3m/min的起步拉速,結(jié)晶器冷卻水進(jìn)水溫度要求≤360C，寬面水流量控制在2100~2300L/min，窄面水流量控制在270~300L/min ； (4)鋼水的過熱度控制在35-55°C之間；當(dāng)鋼水淹沒引錠材料時，在水口兩邊加入開澆渣，加入量按照5-8kg/澆次控制，均分為兩份，加入水口兩邊的吐出孔位置。
【文檔編號】C22C38/44GK103600048SQ201310570475
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月17日
【發(fā)明者】謝恩敬, 趙大同, 趙曉明, 鄭新國, 李強(qiáng), 劉建 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司