CN101633038B - 一种降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

一种降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法，对铸坯的要求为0≤Ti≤0.1％、S≤0.008％、Si≥0.35％或Si＜0.35％时含铝量0.01～0.03％；适应的生产流程为电炉、感应炉或转炉→AOD炉精炼或VOD炉精炼→吹氩站或LF炉精炼→连铸；AOD炉或VOD钢包最少使用过一次；它包括下述依次的步骤：(一)将电炉、感应炉或转炉冶炼出的钢水加入到AOD炉或VOD炉精炼：(二)钢水在钢包内吹氩搅拌时间≥10分钟，搅拌过程中钢水不得裸露空气下；(三)钢包到连铸机，钢包自动打开，禁止用吹氧气打开水口，连铸时的技术要求：连铸拉速≥1.0m/min，拉速波动不大于±0.02m/min；连铸负滑脱时间≤0.20秒，结晶器液面波动不大于±5mm。本降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法明显降低含钛不大于0.10％的不锈钢连铸坯表面的缺陷。

Description

一种降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法

技术领域

本发明涉及一种降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法，具体讲，是降低含钛不大于0.10％的不锈钢连铸坯表面缺陷的方法。

背景技术

不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称或统称，指含铬量在10.5％以上，在空气和淡水中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一类铁基合金，现有的不锈钢连铸坯的制备工艺，由于操作不稳定、设备故障以及工艺参数控制不合理等原因，不锈钢连铸坯表面或皮下一般存在严重的缺陷，如裂纹、夹杂、凹陷等，这些缺陷难以发现，或在实际生产条件下，无法去发现等。所以不锈钢连铸坯在轧制加热过程中，表层氧化量很少，铸坯皮下缺陷难以在加热中去除，在轧制产品后，容易在表面出现缺陷。而不锈钢产品对表面质量要求很高，所以必须消除或降低不锈钢连铸坯表面缺陷，现有的降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法一般是把不锈钢连铸坯表面修磨1.0％以上的金属(重量百分比)，即把缺陷较多的不锈钢连铸坯表面去除(如果连铸坯表面不修磨轧制的冷轧薄板不合格率重量百分比接近6％)，才可进行轧制产品。现无公开且科学、全面的不锈钢铸坯表面不修磨控制方法，随意修磨不锈钢连铸坯表面，一方面造成金属损失，另一方面修磨重量的多少与铸坯表面质量状况无对应关系，会造成产品质量不稳定现象。

发明内容

为了克服现有降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法的上述不足，本发明提供一种降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法，本发明能明显降低含钛不大于0.10％的不锈钢连铸坯表面的缺陷，轧制成的不锈钢板，由于表面夹杂物造成的不锈钢板表面缺陷率小于1.0％(质量百分比)。

本发明提出根据控制不锈钢冶炼、连铸生产过程工艺参数，生产出表面质量缺陷很少的不锈钢连铸坯，这种不锈钢连铸坯不修磨表面直接轧制，轧制成的不锈钢板99％以上的表面质量满足标准要求。避免了不锈钢连铸坯在修磨表面过程中造成的金属损失。

本降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法对钢铸坯、生产流程与设备的要求分别如下：

一、成分要求

a不锈钢铸坯中的含钛的质量百分比0≤Ti≤0.1％；

b不锈钢铸坯中含硫的质量百分比S≤0.008％；

c不锈钢铸坯中含硅的质量百分比Si≥0.35％或Si＜0.35％时含铝量控制到0.01～0.03％；

二、适应的不锈钢生产流程

电炉、感应炉或转炉→AOD炉精炼或VOD炉精炼→吹氩站或LF炉精炼→连铸；

三、设备要求

a AOD炉壳和钢包、VOD钢包最少使用过一次。

b AOD、VOD冶炼炉渣碱度(CaO/SiO₂)≥1.6。

本降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法包括下述依次的步骤：

一、将电炉、感应炉或转炉冶炼出的质量百分比符合下述要求的钢水加入到AOD炉或VOD炉精炼：

C 0.10％～2.5％    Si≤0.25％    P≤0.035％     S≤0.025％

Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nb、N、W、Co等元素符合所生产产品的标准(GB、ASTM、EN、JIS等标准)要求。其余为Fe与不可避免的杂质。

冶炼后钢水的成分(C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Cu、Nb、Ti、N、W、Co)的质量百分比达对应产品标准或企业内部控制要求，如GB、ASTM、EN、JIS等标准要求。

其余为Fe与不可避免的杂质。

二、钢水在钢包(AOD炉、VOD炉或LF炉的钢包)内吹氩搅拌时间≥10分钟，搅拌过程控制炉渣覆盖在钢水上面，钢水不得裸露空气下。

三、钢包到连铸机，钢包自动打开浇注，禁止用吹氧气打开水口。连铸时的技术要求：

a中间包钢水的温度比钢水的熔点高20-40℃。中间包中钢水的液面高度≥800mm。

b连铸拉速≥1.0m/min，且拉速波动值不大于±0.02m/min。

c连铸按下式计算负滑脱时间，控制负滑脱时间≤0.20秒。

b $t_N=\frac{60}{\mathrm{\πf}}{\cos }^{-1}\frac{1000v_c}{\mathrm{\πfh}}$

式中：：t_N——负滑脱时间，单位为秒

π——3.1416

f——连铸结晶器振频，单位次/分钟

V_C——连铸拉速，单位米/分钟

h——连铸结晶器振幅，单位毫米

d结晶器液面波动不大于±5mm。

上述的降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法在浇注铸坯后，为了使铸坯轧制冷轧产表面质量更好，需要检查铸坯表面，使铸坯表面缺陷达到下表1的要求：

表1

备注：角部纵向凹陷指铸坯宽面上距离边部200mm以内，沿拉坯方向的凹陷。

本发明根据控制不锈钢冶炼、连铸生产过程工艺参数达到一定要求，由于本降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法有效地降低了连铸坯表面的缺陷，不锈钢连铸坯表面不经过修磨直接轧制成钢板，99％以上的产品质量满足国家标准要求，明显提高了轧制成产品的合格率。

具体实施方式

下面结合实施例，详细说明本降低含钛不大于0.10％的不锈钢连铸坯表面缺陷的方法的具体实施方式，但本不锈钢连铸坯表面缺陷的方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例一

日期：2008年7月31日。

生产工艺流程：160吨电弧炉→180吨AOD炉→吹氩站→立弯式连铸机

连铸坯规格：200(厚)×1535(宽)mm

160吨电弧炉出炉的钢水成分如下：

C：1.67％  Si 0.21％  P 0.017％  S 0.021％  Mn 0.24％  Cr 12.69％

N 0.022％  Ti 0.01％  Al 0.02％  余量为铁与不可避免的杂质。

时间   处理内容

14:20  将钢水到AOD处理，AOD炉衬已使用52次。

15:16  钢水在AOD处理完毕，炉渣碱度(CaO/SiO₂)是1.72。钢水成分的质量百分比达表2的要求：

表2

注：余量为铁。熔点：1506℃。

15:25钢水到吹氩站，AOD炉的钢包底吹氩搅拌钢水11分钟，搅拌过程中，炉渣覆盖在钢水上面，钢水不得裸露空气下。

搅拌过程钢水覆盖在炉渣下，钢水未裸露空气下。

15:42钢水到达连铸机，AOD炉的钢包自动打开浇注(不得吹氧气打开)。

15:57-16:33中间钢包测温1538℃、1537℃、1540℃、1539℃。中间钢包正常钢水的液位900-1000mm。连铸正常拉速1.0m/min，拉速波动在±0.01m/min之内。根据本发明提供的计算式，计算负滑脱时间在0.15-0.18秒。结晶器液面波动在-3.11mm到+4.23mm。本炉生产连铸坯为7块，第二天，检查铸坯表面的缺陷见表3

表3

7块连铸坯经过不修磨直接轧制后，冷轧板表面达到GB、ASTM、EN、JIS等标准要求。

实施例二、

钢种：00Cr12

生产日期：2008年1月2日

生产工艺流程：90顶底复合吹炼转炉→90VOD(真空吹氧脱碳精炼炉)→LF炉(钢包精炼炉)→立弯式连铸机

连铸坯规格：220(厚)×1235(宽)mm

90顶底复合吹炼转炉的钢水成分如下：

C：0.18％  Si 0.11％  P 0.015％  S 0.006％  Mn 0.47％  Cr 11.88％

N 0.020％  Ti 0.01％  Al 0.01％  余量为铁与不可避免的杂质

时间  处理内容

2:24  钢水到90吨VOD处理，VOD钢包炉衬已使用11次。

3:20  钢水在VOD处理完毕，炉渣碱度(CaO/SiO₂)是1.84。钢水成分的质量百分比见表4：

表4

注：余量为铁。熔点：1500℃。

3:25钢水到LF炉，测温1566℃。LF炉的钢包底吹氩搅拌钢水10分钟，搅拌过程中，炉渣覆盖在钢水上面，钢水不得裸露空气下。

3:32钢水到达连铸机，LF炉的钢包自动打开浇注(不得吹氧气打开)。

3:34-4:15中间钢包测温1532℃、1530℃、1529℃、1530℃。中间钢包正常液位900-1000mm。连铸正常拉速1.0m/min，拉速波动在±0.01m/min之内。根据本发明提供的计算式，计算负滑脱时间在0.15-0.18秒。结晶器液面波动在-3.0mm到+4.0mm。

本炉生产连铸坯为6块，铸坯未检查表面缺陷情况，直接装车运输到热连轧机轧制。6块连铸坯经过不修磨直接轧制后，冷轧板表面达到GB、ASTM、EN、JIS等标准要求。

实施例三、

钢种：0Cr18Ni9

生产日期：2008年7月17日

生产工艺流程：160电炉→180AOD炉→吹氩站→立弯式连铸机

连铸坯规格：200(厚)×1280(宽)mm

160吨电炉出炉的钢水成分如下：

C：1.77％  Si 0.18％  P 0.028％  S 0.017％  Mn 0.97％  Cr 17.14％

Ni 7.92％  N 0.031％  Ti 0.01％  Al 0.01％  余量为铁与不可避免的杂质

时间   处理内容

16:18  钢水到AOD处理，AOD炉衬已使用122次。

17:20  钢水在AOD处理完毕，炉渣碱度(CaO/SiO₂)是1.68。钢水成分的质量百分比见表5.

表5

注：余量为铁。熔点：1460℃

17:28钢水到吹氩站，AOD炉的钢包底吹氩搅拌钢水12分钟，搅拌过程炉渣覆盖在钢水上面，钢水不得裸露空气下。

17:37钢水到达连铸机，AOD炉的钢包自动打开浇注(禁止吹氧气打开)。

17:39-18:44中间钢包测温1492℃、1489℃、1490℃、1491℃。中间钢包正常液位900-1000mm。连铸正常拉速1.3m/min，拉速波动在±0.015m/min之内。根据本发明提供的计算式，计算负滑脱时间在0.12-0.16秒。结晶器液面波动在-3.0mm到+4.02mm。

本炉生产连铸坯为9块，铸坯未检查表面缺陷情况，直接采用辊道运输到热连轧机轧制。9块连铸坯经过不修磨直接轧制后，冷轧板表面达到GB、ASTM、EN、JIS等标准要求。

本发明根据控制不锈钢冶炼、连铸生产过程工艺参数达到一定要求，使不锈钢连铸坯表面不经过修磨直接轧制产品的工艺控制方法，99％以上的冷轧钢板质量满足标准要求。

Claims (2)

1.一种降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法，对铸坯、生产流程与设备的要求如下：

(一)成分要求

a不锈钢铸坯中的含钛的质量百分比0≤Ti≤0.1％；

b不锈钢铸坯中含硫的质量百分比S≤0.008％；

c不锈钢铸坯中含硅的质量百分比Si≥0.35％或Si＜0.35％时含铝量控制到0.01～0.03％；

(二)适应的不锈钢生产流程

电炉、感应炉或转炉→AOD炉精炼或VOD炉精炼→吹氩站或LF炉精炼→连铸；

(三)设备要求

a AOD炉壳和钢包、VOD钢包最少使用过一次；

b AOD、VOD冶炼炉渣碱度CaO/SiO₂≥1.6；

本降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法包括下述依次的步骤：

(一)将电炉、感应炉或转炉冶炼出的质量百分比符合下述要求的钢水加入到AOD炉或VOD炉精炼：

C 0.10％～2.5％    Si≤0.25％    P≤0.035％     S≤0.025％

Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Nb、N、W、Co元素符合所生产产品的标准要求，其余为Fe与不可避免的杂质；

冶炼后钢水的C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、Cu、Nb、Ti、N、W、Co的质量百分比达对应产品标准或企业内部控制要求，其余为Fe与不可避免的杂质；

(二)钢水在钢包内吹氩搅拌时间≥10分钟，搅拌过程控制炉渣覆盖在钢水上面，钢水不得裸露空气下；

(三)钢包到连铸机，钢包自动打开浇注，禁止用吹氧气打开水口，连铸时的技术要求：

a中间包钢水的温度比钢水的熔点高20-40℃，中间包中钢水的液面高度≥800mm；

b连铸拉速≥1.0m/min，且拉速波动值不大于±0.02m/min； 

c连铸按下式计算负滑脱时间，控制负滑脱时间≤0.20秒

式中：t_N——负滑脱时间，单位为秒

      π——3.1416

      f——连铸结晶器振频，单位次/分钟

      V_C——连铸拉速，单位米/分钟

      h——连铸结晶器振幅，单位毫米

      d结晶器液面波动不大于±5mm。

2.根据权利要求1所述的降低不锈钢连铸坯表面缺陷的方法，其特征是：在浇注铸坯后，检查铸坯表面，使铸坯表面缺陷达到下表的要求：