CN102266925B - 高钛合金焊条用钢的连铸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金领域的一种连铸工艺,是一种高钛合金焊条用钢的连铸工艺,连铸采用全保护浇注,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注,中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注,中间包中钢水使用覆盖剂,在连铸浇注过程中采用电磁搅拌,结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30~40℃,浇注拉速控制在1.8~2.4m/min范围内;保护渣按重量百分比由以下组成:R:0.80±0.15、SiO2:35.0±3.5%、CaO:28.0±3.5%、Al2O3:≤5.0%、Fe2O3:≤4.0%、MgO:≤5.0%、F-:4.5±1.5%、K2O+Na2O:5.0±2.0%、固体C:12.0±2.5%。本发明可有效防止浇注过程中钢水二次氧化,确保钢水中钛的稳定性,防止保护渣变性,提高铸坯表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域的一种连铸工艺,具体的说是一种高钛合金焊条用钢的连铸工艺。
背景技术
合金焊丝(条)用钢是用于生产焊接的材料,随着焊接技术的发展,焊接材料的应用范围日益扩大,对合金焊丝(条)用钢的品种与质量提出了越来越高的要求。从焊接材料发展来看,气体保护焊焊丝成为趋势。该类焊丝焊接时通常使用CO2进行保护,焊接时,由于电弧的高温热作用,CO2气体分解出原子氧,具有强烈的氧化性,CO2本身也是一种活性气体,具有一定的氧化性能。氧化反应的结果,导致合金元素的大量烧损,如果合金量不足,脱氧不充分,将导致焊缝中产生气孔,焊接力学性能,特别是韧性将明显下降;另外焊接时,焊接电流波动大,熔滴呈短路或滴状过渡,因此焊丝中除常规加入Si、Mn脱氧元素外,还要加入Ti、Zr、Al等强脱氧剂。钢厂通常采用加入Ti的方式,由于Ti的加入,焊接时熔滴细化,电弧稳定,飞溅减小,焊接性能变好。
试验表面若过多的钛则使夹杂物质点增多,增加了焊接后的焊缝脆性,恶化了焊接组织的韧性,故高钛合金焊丝(条)钢用户一般要求Ti的控制范围为0.12-0.20%,该范围较普通焊丝(条)用钢已较高同,而普通焊丝(条)用钢要求Ti的控制范围为0.10%以下。
钢中钛含量高,因Ti为强脱氧剂,浇注过程Ti极易氧化,与保护渣中SiO2反应,造成保护渣变性,使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化,保护渣易变性成絮状或结块,富集在铸坯表面,铸坯易产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑,铸坯表面质量差,表面存在结疤大、渣坑深的铸坯直接判废,铸坯表面较好的需二次修磨扒皮才能轧制,成本大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术存在的缺点,提出一种高钛合金焊条用钢的连铸工艺,可有效防止浇注过程中钢水二次氧化,确保钢水中钛的稳定性,防止保护渣变性,提高铸坯表面质量。
本发明解决以上技术问题的技术方案是:
高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,包括以下步骤:
⑴铸机开始浇注前,将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤,烘烤温度控制在140±10℃,烘烤时间为40±10min,确保保护渣干燥与进行预热;保护渣按重量百分比由以下组成:SiO2:35.0±3.5%、CaO:28.0±3.5%、Al2O3:≤5.0%、Fe2O3:≤4.0%、MgO:≤5.0%、F-(F-表示氟离子):4.5±1.5%、K2O+Na2O:5.0±2.0%、固体C:12.0±2.5%,以上各组分的重量百分比之各为100%;R(是碱度,为CaO/SiO2的比值):0.80±0.15%;
⑵连铸采用全保护浇注,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注,中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注,中间包中钢水使用覆盖剂,在连铸浇注过程中采用电磁搅拌,结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30~40℃,浇注拉速控制在1.8~2.4m/min范围内,浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣;
⑶浇注过程中,保护渣少量、勤加(每个流每次加入0.5±0.1kg,循环时间为5±1min),确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定,保护渣总渣层厚度在4±0.5cm,维持合适的三层结构,目视渣面不得见红,每隔10±2min进行一次结晶器渣带清理工作。
本发明通过合理的保护渣成配比,并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分,一方面较少的成分配比更为科学合理,有效防止浇注过程中钢水二次氧化,确保钢水中钛的稳定性,可以防止保护渣与SiO2反应,防止保护渣变性,不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化,不会变性成絮状或结块,不会富集在铸坯表面,从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑,铸坯表面质量好;另一方面,也节约了保护渣的成本。
另外,本申请通过具体工艺参数的控制,如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等,来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块,不易富集在铸坯表面,不会使铸坯产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑情况;包钢水温度控制是指中间包的过热度,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30-40℃有助于减少漏钢事故,减轻成份偏析及铸坯内裂,有利于保护渣熔化效果,有利于铸坯表面质量;通过浇注拉速控制在1.8~2.4m/min,也有利于铸坯表面质量。
本发明进一步限定的技术方案是:
前述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,保护渣的物理指标为:熔点(℃):1080±35,粘度(Pa.s/1300℃):0.43±0.15,水分≤0.5%,粒度(0.15-1mm)≥80%,容重(g/cm3):0.70±0.2。
前述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,浇注拉速为2.2m/min。防止漏钢事故发生及铸坯鼓肚,选用2.2m/min为最佳拉速。
前述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成:CaO+MgO:20~30%,SiO2:45~55%,Al2O3≤9%,Fe2O3≤1.5%,C≤10%,以上各组分的重量百分比之各为100%。合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。
具体实施方式
实施例1
一种高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,包括以下步骤:
⑴铸机开始浇注前,将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤,烘烤温度控制在130℃,烘烤时间为30min,确保保护渣干燥与进行预热;保护渣按重量百分比由以下组成:SiO2:35.65%、CaO:30.85%、Al2O3:4.0%、Fe2O3:3.5%、MgO:4.5%、F-:4.5%、K2O+Na2O:5.0%、固体C:12.0%;R(是碱度,为CaO/SiO2的比值):0.87;保护渣的物理指标为:熔点(℃):1045,粘度(Pa.s/1300℃):0.28,水分0.3%,粒度(0.15-1mm)80%,容重(g/cm3):0.5。
⑵连铸采用全保护浇注,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注,中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注,中间包中钢水使用覆盖剂,在连铸浇注过程中采用电磁搅拌,结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30℃,浇注拉速控制在1.8m/min范围内,浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣;
⑶浇注过程中,保护渣少量、勤加,每个流每次加入0.4kg,循环时间为4min,确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定,保护渣总渣层厚度在3.5cm,维持合适的三层结构,目视渣面不得见红,每隔8min进行一次结晶器渣带清理工作。
本发明通过合理的保护渣成配比,并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分,一方面较少的成分配比更为科学合理,有效防止浇注过程中钢水二次氧化,确保钢水中钛的稳定性,可以防止保护渣与SiO2反应,防止保护渣变性,不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化,不会变性成絮状或结块,不会富集在铸坯表面,从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑,铸坯表面质量好;另一方面,也节约了保护渣的成本。本申请通过具体工艺参数的控制,如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等,来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块,不易富集在铸坯表面,不会使铸坯产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑情况。
中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成:CaO+MgO:29%,SiO2:53%,Al2O3:8%,Fe2O3:0.5%,C:9.5%,合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。
实施例2
一种高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,包括以下步骤:
⑴铸机开始浇注前,将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤,烘烤温度控制在140℃,烘烤时间为40min,确保保护渣干燥与进行预热;保护渣按重量百分比由以下组成:SiO2:38.5%、CaO:28.5%、Al2O3:3.5%、Fe2O3:3.0%、MgO:4.0%、F-(F-表示氟离子):6%、K2O+Na2O:7%、固体C:9.5%;R(是碱度,为CaO/SiO2的比值):0.74;保护渣的物理指标为:熔点(℃):1080,粘度(Pa.s/1300℃):0.43,水分0.4%,粒度(0.15-1mm)90%,容重(g/cm3):0.70。
⑵连铸采用全保护浇注,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注,中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注,中间包中钢水使用覆盖剂,在连铸浇注过程中采用电磁搅拌,结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在35℃,浇注拉速控制在2m/min范围内,浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣;
⑶浇注过程中,保护渣少量、勤加,每个流每次加入0.5kg,循环时间为5min,确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定,保护渣总渣层厚度在4cm,维持合适的三层结构,目视渣面不得见红,每隔10min进行一次结晶器渣带清理工作。
本发明通过合理的保护渣成配比,并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分,一方面较少的成分配比更为科学合理,有效防止浇注过程中钢水二次氧化,确保钢水中钛的稳定性,可以防止保护渣与SiO2反应,防止保护渣变性,不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化,不会变性成絮状或结块,不会富集在铸坯表面,从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑,铸坯表面质量好;另一方面,也节约了保护渣的成本。本申请通过具体工艺参数的控制,如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等,来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块,不易富集在铸坯表面,不会使铸坯产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑情况。
中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成:CaO+MgO:30%,SiO2:49.5%,Al2O3:9%,Fe2O3:1.5%,C:10%,合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。
实施例3
一种高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,包括以下步骤:
⑴铸机开始浇注前,将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤,烘烤温度控制在150℃,烘烤时间为50min,确保保护渣干燥与进行预热;保护渣按重量百分比由以下组成:SiO2:33.5%、CaO:32%、Al2O3:5.0%、Fe2O3:4.0%、MgO:5.0%、F-:3%、K2O+Na2O:3.0%、固体C:14.5%;R(是碱度,为CaO/SiO2的比值):0.96%;保护渣的物理指标为:熔点(℃):1115,粘度(Pa.s/1300℃):0.58,水分0.5%,粒度(0.15-1mm)80%,容重(g/cm3):0.9。
⑵连铸采用全保护浇注,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注,中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注,中间包中钢水使用覆盖剂,在连铸浇注过程中采用电磁搅拌,结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在40℃,浇注拉速控制在2.4m/min范围内,浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣;
⑶浇注过程中,保护渣少量、勤加,每个流每次加入0.6kg,循环时间为6min,确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定,保护渣总渣层厚度在4.5cm,维持合适的三层结构,目视渣面不得见红,每隔12min进行一次结晶器渣带清理工作。
本发明通过合理的保护渣成配比,并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分,一方面较少的成分配比更为科学合理,有效防止浇注过程中钢水二次氧化,确保钢水中钛的稳定性,可以防止保护渣与SiO2反应,防止保护渣变性,不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化,不会变性成絮状或结块,不会富集在铸坯表面,从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑,铸坯表面质量好;另一方面,也节约了保护渣的成本。本申请通过具体工艺参数的控制,如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等,来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块。
中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成:CaO+MgO:28%,SiO2:55%,Al2O3:7.5%,Fe2O3:1%,C:8.5%,合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,其特征在于:包括以下步骤:
⑴铸机开始浇注前,将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤,烘烤温度控制在140±10℃,烘烤时间为40±10min,确保保护渣干燥与进行预热;所述保护渣按重量百分比由以下组成:SiO2:35.0±3.5%、CaO:28.0±3.5%、Al2O3:≤5.0%、Fe2O3:≤4.0%、MgO:≤5.0%、F-:4.5±1.5%、K2O+Na2O:5.0±2.0%、固体C:12.0±2.5%,以上各组分的重量百分比之和为100%;所述碱度R:0.80±0.15%;
⑵连铸采用全保护浇注,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注,中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注,中间包中钢水使用覆盖剂,在连铸浇注过程中采用电磁搅拌,结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30~40℃,浇注拉速控制在1.8~2.4m/min范围内,浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣;
⑶浇注过程中,保护每个流每次加入0.5±0.1kg保护渣,循环时间为5±1min,确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定,保护渣总渣层厚度在4±0.5cm,维持合适的三层结构,目视渣面不得见红,每隔10±2min进行一次结晶器渣带清理工作。
2.如权利要求1所述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,其特征在于:所述保护渣的物理指标为:熔点(℃):1080±35,粘度(Pa.s/1300℃):0.43±0.15,水分≤0.5%,粒度(0.15-1mm)≥80%,容重(g/cm3):0.70±0.2。
3.如权利要求1所述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,其特征在于:所述浇注拉速为2.2m/min。
4.如权利要求1所述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺,其特征在于:所述中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成:CaO+MgO:20~30%,SiO2:45~55%,Al2O3≤9%,Fe2O3≤1.5%,C≤10%,以上各组分的重量百分比之和为100%。
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