專利名稱：高鉻鋼的連鑄方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高鉻鋼的連鑄方法。
背景技術(shù)：
L80-3Cr是抗C02、H2S等酸性氣體腐蝕的石油套管用鋼，該鋼種不但鉻含量高，而且碳含量也處于包晶范圍，連鑄坯表面質(zhì)量及內(nèi)部質(zhì)量控制難度較大，容易產(chǎn)生鑄坯表面渣坑、鑄坯表面和皮下裂紋、夾渣及鑄坯偏析、疏松、縮孔、內(nèi)裂等缺陷。為控制連鑄坯質(zhì)量， 獲得缺陷較少的高鉻鋼連鑄坯的專利或者文章在國內(nèi)較多，與高鉻54445鋼連鑄方法有關(guān)的專有技術(shù)主要有以下幾項CN101708537A(
公開日20100519)《一種奧氏體耐熱不銹鋼的連鑄方法》，它包括下述依次的步驟(一)大包開澆將鋼包中的鋼水導(dǎo)入中間包，中間包鋼水達(dá)到中間包容量一半時，在鋼水液面上加入低碳中包覆蓋劑，鋼水的成分為(:0.030^- 0.080%, Si 0. 80% 1. 50%，Mn :0. 80% 2. 00%，P 彡 0. 035%，S 彡 0. 030%, Cr :24. 0% 26. 0%， Ni :19.0% 22.0% ；(二)中間包開澆中間包鋼水導(dǎo)入到結(jié)晶器，澆注過程過熱度控制 寬面冷卻水為4100 4500L/min，窄面冷卻水為410 450L/min ；(三)拉坯中間包開澆 80 120秒后，開始拉坯；拉坯速度控制為0. 8 0. 9m/min ；(四)切坯將連鑄坯切成板坯。 本奧氏體耐熱不銹鋼的連鑄方法鑄的連鑄坯上下表面平整光滑，無縱裂現(xiàn)象。該方法描述的是Cr含量為M% 沈％、C含量為0. 030% 0. 080%的高鉻不銹鋼的冶煉連鑄方法， 連鑄的為200 1200mmX2000mm連鑄。該方法所生產(chǎn)的連鑄坯偏析的程度較高，連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量較差，容易出現(xiàn)中心疏松和中心縮孔。CN101138785A(
公開日20080312)《大方坯的連鑄方法》，該發(fā)明公開了一種可減少連鑄缺陷的450mmX 360mm中碳錳鋼大方坯的連鑄方法。其技術(shù)方案是450mmX 360mm 中碳錳鋼大方坯的連鑄方法，包括對坯殼的二次冷卻，其中坯殼依次通過五個噴淋冷卻區(qū)進(jìn)行二次冷卻，五個噴淋冷卻區(qū)沿坯殼冷卻方向冷卻強度分別為151 194L/(minXm2)， 34 50L/ (minXm2) ,23 35L/ (minXm2)，12 19L/(minXm2)，8 IlL/ (minXm2)。該發(fā)明通過在坯殼變厚的過程中逐漸降低對坯殼的冷卻強度，從而有效減少坯殼的內(nèi)外溫差， 降低方坯的熱應(yīng)力，減少大方坯連鑄缺陷。該方法描述的中碳鋼的連鑄方法，其目的是提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量。但是僅靠二冷水優(yōu)化控制，對提高連鑄坯質(zhì)量有一定局限，連鑄坯內(nèi)部容易出現(xiàn)偏析中心縮孔及中心疏松。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有技術(shù)中高鉻鋼連鑄時容易產(chǎn)生鑄坯表面渣坑、鑄坯表面和皮下裂紋、夾渣及鑄坯偏析、疏松、縮孔、內(nèi)裂等質(zhì)量缺陷的問題。本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是提供一種高鉻鋼的連鑄方法，其包括以下步驟a、將過熱度為15 30°C的L80_3Cr高鉻鋼鋼水注入到加有保護(hù)渣的連鑄機的結(jié)晶器內(nèi)冷卻得到連鑄坯；b、將a步驟得到的連鑄坯從結(jié)晶器內(nèi)拉出，依次通過二冷區(qū)和空冷區(qū)進(jìn)行冷卻， 所述連鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度控制為950 1050°C，所述連鑄坯進(jìn)入空冷區(qū)時表面溫度控制為950 100(TC，并對連鑄坯在凝固末端進(jìn)行動態(tài)輕壓下處理，總壓下量控制為6 IOmm0其中，上述高鉻鋼鋼水為L80_3Cr高鉻鋼鋼水，其成分為碳0. 15% 0. 20%、硅 0. 15% 0. 30%、猛0.45% 0. 60%、磷彡 0. 015%、硫彡 0. 008%、鉻 2. 8% 3. 2%、鉬 0. 40% 0. 50%、全鋁0. 01% 0. 04%，余量為鐵及雜質(zhì)。其中，上述保護(hù)渣的重量百分比組成為33 40%、CaO 20 25%、Al2O3 0 6%、MgO :0 5%、Na2O :8 12 %、Γ :0 6 %、C :10 14 %、0 < Fe2O3 ^ 2. 0%, 堿度Ca0/Si02 :0. 60 0. 70，半球點熔化溫度:1080 1120°C、1300°C時的粘度0. 30 0. 40Pa · s ；所述保護(hù)渣的用量為0. 30 0. 50kg/噸鋼，優(yōu)選為0. 35 0. 45kg/噸鋼。其中，上述二冷區(qū)采用軟化后的水進(jìn)行冷卻，水溫控制為10 50°C，比水量為 0.35 0. 45L/kg。其中，上述連鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度控制為950 1050°C。其中，上述二冷區(qū)分為5個冷卻段，總長度為10m，其中第一段長1.0 1.5m，水量占18% 22% ；第二段長2.0 2. 5m，水量占20% 25% ；第三段長2. 0 2. 5m，水量占15% 20% ；第四段長2.0 2. 5m，水量占18% 22%，第五段長2. 0 2. 5m，水量占 18% 22%。其中，上述對連鑄坯在凝固末端進(jìn)行動態(tài)輕壓下處理，連鑄坯進(jìn)行凝固末端動態(tài)輕壓下處理時，該連鑄坯的總壓下量根據(jù)拉速不同控制為3. 12 8. 08mm。其中，上述連鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)冷卻時采用電磁攪拌，電磁攪拌的電流強度為 550 650A，頻率為2. 0 3. OHz。優(yōu)選的，電流強度為580 620A，頻率為2. 2 2. 6Hz。輕壓下早已為本領(lǐng)域所公知的普遍采用的技術(shù)，動態(tài)輕壓下是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的常用技術(shù)。動態(tài)輕壓下是指連鑄機拉速的變化會引起凝固末端的變化，根據(jù)凝固末端位置的變化，壓下位置隨之變化。以確保準(zhǔn)備的凝固末端位置的具有需要的壓下量。而靜態(tài)輕壓下在整個連鑄過程中壓下位置是不變的，不會隨著凝固末端的變化而變化，難以保證在凝固末端位置壓下。本發(fā)明中，所述過熱度是指鋼水溫度超過該鋼水液相線溫度的度數(shù)液相線計算公式采用T= 1536. 6-90*[C]-8*[Si]-5*[Mn]-30*[P]-25*[S]-3*[Al]-1. 55*[Cr]-4*[Ni] -2*[Mo]-18*[Ti]-80*[N]-5*[Cu]式中[X]代表某種元素在鋼水中的百分含量，單位％。所述空冷是指在大氣環(huán)境中自然冷卻的過程。所述拉速是指連鑄坯從結(jié)晶器被拉出來的速度。高鉻鋼連鑄過程中，保護(hù)渣的選用對連鑄坯表面及皮下質(zhì)量有較大影響，保護(hù)渣選用不合理，容易造成連鑄坯表面出現(xiàn)裂紋、渣坑、皮下氣泡、皮下裂紋及夾渣等缺陷。為更好的控制連鑄坯表面質(zhì)量，本發(fā)明采用了一種專用保護(hù)渣。僅靠對二冷區(qū)冷卻水優(yōu)化，對保證連鑄坯質(zhì)量的效果很有限，且不同鋼水含量時二冷區(qū)冷卻水的參數(shù)也不同，本發(fā)明對二冷區(qū)冷卻水進(jìn)行了大量的研究優(yōu)化，所生產(chǎn)的連鑄坯偏析的程度明顯降低，并結(jié)合采用動態(tài)輕壓下技術(shù)，使連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量得到提高，不容易出現(xiàn)中心疏松和中心縮孔。當(dāng)使用360mmX450mm連鑄機實施本發(fā)明方法時，所述冷卻過程中結(jié)晶器外壁冷卻水用量為3100 3400L/min。優(yōu)選的結(jié)晶器外壁冷卻水用量為 3250 3300L/min。在連鑄過程中可采用電磁攪拌，電磁攪拌的電流強度為550 650A，頻率為2. 0 3. OHz。優(yōu)選的，電流強度為580 620A，頻率為2. 2 2. 6Hz。本發(fā)明中所涉及鋼種為高Cr含量，且碳含量低，包晶反應(yīng)強烈，鑄坯表面缺陷難控制，但采用本方法生產(chǎn)的360mmX 450mm斷面的L80-3Cr高鉻鋼連鑄坯，連鑄拉速在 0. 50m/min 0. 60m/min的條件下，98 %以上的鑄坯不產(chǎn)生裂紋等表面缺陷。內(nèi)部質(zhì)量良好中心疏松為0 1. 0級，中心縮孔0 0. 5級，中心偏析0 1. 0級，很少出現(xiàn)鑄坯表面渣坑、鑄坯表面和皮下裂紋、夾渣及鑄坯偏析、疏松、縮孔、內(nèi)裂等缺陷。本方法生產(chǎn)的高鉻鋼連鑄坯質(zhì)量穩(wěn)定、次品率低，從而降低了生產(chǎn)成本，解決了本領(lǐng)域的一個技術(shù)難題。
具體實施例方式本發(fā)明可以通過以下的詳細(xì)步驟在360mmX450mm連鑄機上實施a、將過熱度為15 30 °C的L80_3Cr高鉻鋼鋼水注入到加有保護(hù)渣的 360mmX450mm連鑄機的結(jié)晶器內(nèi)冷卻得到連鑄坯。鋼水成分為碳0. 15% 0.20%、硅 0. 15% 0. 30%、猛 0. 45% 0. 60%、磷彡 0. 015%、硫彡 0. 008%、鉻 2. 8% 3. 2%、鉬 0. 40% 0. 50%、全鋁0. 01% 0. 04%，余量為鐵及雜質(zhì)。保護(hù)渣的重量百分比組成為 SiO2 :33 40%、Ca0 :20 25%、A1203 :0 6%、Mg0 :0 5%、Νει20 :8 12%、Γ :0 6%、 C :10 14%、0 < Fe2O3 彡 2. 0%，堿度 Ca0/Si02 :0. 60 0. 70，半球點熔化溫度:1080 1120°C、1300°C時的粘度0. 30 0. 40Pa .s。保護(hù)渣的用量為0. 30 0. 50kg/噸鋼，優(yōu)選為0. 35 0. 45kg/噸鋼。所述冷卻過程中結(jié)晶器外壁冷卻水用量為3100 3400L/min，優(yōu)選為3250 3300L/min。并進(jìn)行電磁攪拌；所述電磁攪拌的電流強度為550 650A，頻率為2. 0 3. OHz，優(yōu)選為電流強度為580 620A，頻率為2. 2 2. 6Hz。結(jié)晶器冷卻水量主要是考慮防止漏鋼和減少鑄坯表面缺陷。冷卻水用量不合適，造成漏鋼或者裂紋。水量過大，鑄坯會產(chǎn)生裂紋；水量過小，冷卻能力不夠，會使坯殼太薄造成拉漏。在鋼種確定的情況下，影響冷卻水用量的還有拉速，拉速快，冷卻水量一般較多，拉速慢一般較少。而電磁攪拌作用主要是增大等柱晶比例，改善連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。有電磁攪拌能提高內(nèi)部質(zhì)量，沒有電磁攪拌，質(zhì)量差點但經(jīng)過軋制也可以改善內(nèi)部質(zhì)量。b、將a步驟得到的連鑄坯從結(jié)晶器內(nèi)拉出，依次通過二冷區(qū)和空冷區(qū)進(jìn)行冷卻， 拉速為0. 5 0. 6m/min, 二冷區(qū)采用軟化后的水進(jìn)行冷卻，水溫控制為10 50°C，比水量為0. 35 0. 45L/kg，二冷區(qū)分為5個冷卻段，總長度為10m，其中第一段長1. 0 1. 5m,水量占18% 22% ；第二段長2. 0 2. 5m，水量占20% 25% ；第三段長2. 0 2. 5m，水量占15% 20% ；第四段長2. 0 2. 5m，水量占18% 22%，第五段長2. 0 2. 5m，水量占 18% 22%。連鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度控制為950 1050°C，優(yōu)選為950 1050°C，所述連鑄坯進(jìn)入空冷區(qū)時表面溫度控制為950 1000°C。并對連鑄坯進(jìn)行凝固末端動態(tài)輕壓下技術(shù)處理，總壓下量控制為6 10mm。優(yōu)選7 9mm。實施例1運用本發(fā)明的連鑄方法來澆注L80_3Cr高鉻鋼
該實施例采用的是360mmX450mm的四機四流大方坯連鑄機，由中冶賽迪公司制造。先將保護(hù)渣放入連鑄機的結(jié)晶器內(nèi)，保護(hù)渣的組成成分按重量百分比計為:35%, CaO 22%, Al2O3 :4%、MgO :4%,Na20 :11%、Γ 3%, C 12%,Fe2O3 :1· 5%，其余為雜質(zhì)。堿度Ca0/Si02 :0. 63，半球點熔化溫度1082°C、1300°C時的粘度:0. 32Pa · s。保護(hù)渣使用量為0. 45kg/噸鋼。將精煉完成后的過熱度為16°C的鋼水，通過浸入式水口注入到結(jié)晶器內(nèi)， 此時鋼水溫度為15^°C，鋼水的成分組成為碳0. 18%、硅0. 、錳0. 55%、磷0.011%、 硫0. 007%、鉻2. 92%、鉬0. 42%、全鋁0. 03%，余量為鐵及雜質(zhì)。在結(jié)晶器外壁冷卻水的熱交換作用下使結(jié)晶器內(nèi)鋼水結(jié)晶，冷卻水用量為3100L/min ；形成外壁凝固、內(nèi)部未凝固的齒輪鋼連鑄坯，結(jié)晶器冷卻過程中采用電磁攪拌對鑄坯進(jìn)行攪拌，其電流強度為580A，頻率為2. 6Hz。將該連鑄坯從結(jié)晶器內(nèi)拉出，然后送入二冷區(qū)和空冷區(qū)進(jìn)行冷卻。二冷區(qū)冷卻采用軟化處理后的冷卻水，比水量為0. 37L/kg，冷卻水溫度控制為35°C;穩(wěn)定控制鑄機拉速為0. 60m/min。二冷區(qū)為5個冷卻段，總長度為10m，其中第一段長1. 0m，水量占22%;第二段長2. 25m,水量占20% ；第三段長2. 25m,水量占18% ；第四段長2. 25m,水量占22%，第五段長2. 25m，水量占18%。連鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度控制為1000°C，連鑄坯進(jìn)入空冷區(qū)時表面溫度控制為950°C。采用動態(tài)輕壓下技術(shù)，拉速為0. 60m/min時壓下輥為4個輥，其中 1#占總壓下量的22%，2#輥占總壓下量的30%，3#輥占總壓下量的35%，4#輥12%，總壓下量為8. 08mm。本連鑄機的輕壓下技術(shù)所采用的壓下輥布置見表1。彎月面指的是結(jié)晶器內(nèi)鋼水的凸液面。表1本機輕壓下技術(shù)采用的壓下輥布置
權(quán)利要求
1.高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于其包括以下步驟a、將過熱度為15 30°C的L80-3Cr高鉻鋼鋼水注入到加有保護(hù)渣的連鑄機的結(jié)晶器內(nèi)冷卻得到連鑄坯；b、將a步驟得到的連鑄坯從結(jié)晶器內(nèi)拉出，依次通過二冷區(qū)和空冷區(qū)進(jìn)行冷卻，所述連鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度控制為950 1050°C，所述連鑄坯進(jìn)入空冷區(qū)時表面溫度控制為950 ΙΟΟΟ ，并對連鑄坯在凝固末端進(jìn)行輕壓下處理，總壓下量控制為6 10mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于所述高鉻鋼鋼水為L80-3Cr 高鉻鋼鋼水，其成分為碳0. 15% 0. 20%、硅0. 15% 0. 30%、錳0. 45% 0. 60%、磷彡 0. 015%、硫彡 0. 008%、鉻 2. 8% 3. 2%、鉬 0. 40% 0. 50%、全鋁 0. 01% 0. 04%, 余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于所述保護(hù)渣的重量百分比組成為:Si02 33 40%, CaO 20 25%, Al2O3 0 6%, MgO 0 5%, Na2O 8 12%, Γ :0 6%、C :10 14%、0 < Fe2O3 彡 2. 0%，堿度 Ca0/Si& :0. 60 0. 70，半球點熔化溫度1080 1120°C ；1300°C時的粘度0. 30 0. 40Pa · s ；所述保護(hù)渣的用量為0. 30 0. 50kg/ 噸鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于連鑄坯從結(jié)晶器內(nèi)拉出的拉速為0. 5 0. 6m/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于所述二冷區(qū)采用軟化后的水進(jìn)行冷卻，水溫控制為10 50°c，比水量為0. 35 0. 45L/kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于所述連鑄坯在二冷區(qū)的表面溫度控制為950 1050°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于所述二冷區(qū)分為5個冷卻段，總長度為10m，其中第一段長1.0 1.5m，水量占18% 22% ；第二段長2. 0 2. 5m， 水量占20% 25% ；第三段長2.0 2. 5m，水量占15% 20% ；第四段長2. 0 2. 5m，水量占18% 22%，第五段長2.0 2. 5m，水量占18% 22%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于所述對連鑄坯進(jìn)行凝固末端的輕壓下處理采用動態(tài)輕壓下技術(shù)，處理時總壓下量控制為7 9mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鋼的連鑄方法，其特征在于在結(jié)晶器內(nèi)冷卻時采用電磁攪拌，電磁攪拌的電流強度為550 650A，頻率為2. 0 3. OHz0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高鉻鋼的連鑄方法，屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)中高鉻鋼連鑄時容易產(chǎn)生外部及內(nèi)部質(zhì)量的問題。其包括以下步驟a、將過熱度為15～30℃的L80-3Cr高鉻鋼鋼水注入到加有保護(hù)渣的連鑄機的結(jié)晶器內(nèi)冷卻得到連鑄坯，并在冷卻過程中進(jìn)行水冷和電磁攪拌；b、將a步驟得到的連鑄坯從結(jié)晶器內(nèi)拉出，依次通過二冷區(qū)和空冷區(qū)進(jìn)行冷卻，拉速為0.5～0.6m/min，并對連鑄坯在凝固末端進(jìn)行動態(tài)輕壓下技術(shù)處理，總壓下量控制為6～10mm。本方法主要用于L80-3Cr高鉻鋼的連鑄。
文檔編號B22D11/16GK102218516SQ20111021565
公開日2011年10月19日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者吳國榮, 曾建華, 李桂軍, 李清春, 楊文中, 陳亮, 陳天明, 陳小龍, 陳永 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司