CN103406513A - 一种异种不锈钢连浇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种异种不锈钢连浇的方法，它包括下述依次的步骤：Ⅰ前一炉钢水拉至大包浇注结束时，中包钢水剩余8.0-12吨时，第一次降速至0.80～1.20m/min；Ⅱ当中包浇注钢水剩余4.0～8.0吨时，此时进行第二次降速，铸坯拉速降至0.35～0.45m/min；Ⅲ当中包重量降至1.5～2.5吨时，拉速降至0.10m/min，此时下炉大包开浇，大包滑板开口度打到最大；Ⅳ０.1m/min拉速持续60-110秒以内，先提速至0.4～0.6m/min，此拉速维持60～110秒之间；Ⅴ然后提速到0.6～0.8m/min并维持30-90秒之内，最后提速至目标拉速，铸坯提拉速至0.8～1.3m/min。本异种不锈钢连浇的方法低生产成本、提高了铸机设备运行率。
Description
技术领域
本发明涉及一种异种不锈钢连浇的方法。
背景技术
现在各钢铁企业在进行不锈钢板坯连铸生产时，往往存在以下两个问题。一是，客户需求的不锈钢品种多、范围广，造成排产时的单浇或两连浇次数较多；二是，由于不锈钢成分中合金含量大、钢液凝固过程复杂，以及对铸坯表面质量要求比较严格，造成不锈钢异钢种连浇困难、成功率低。因此，各钢厂对不锈钢连铸生产通常只能采用“一个中包生产一个钢种”的方法。这种方法造成的弊端主要有：
1. 单浇或两连浇次数较多，中包连浇炉数低；
2. 相同产量情况下，中包使用个数多，增加了连铸成本；
3. 停浇次数多，二次组织开浇，使工人劳动强度加大；
4. 停机时间长，连铸机运行率低。
发明内容
为了克服现有异种不锈钢连浇的方法的上述不足，本发明提供了一种降低生产成本、提高铸机设备运行率，又减轻了工人的劳动强度的异种不锈钢连浇的方法。
本发明的技术构思是鉴于以下几方面考虑的：
（1） 为了减小坯壳收缩，不锈钢同中包异钢种连浇过程需缩短异钢种操作时间，如采用快降速及取消放置隔离件操作等方法；
（2） 为了保证前后两钢种铸坯的宽度合格率，需降低异钢种过程铸坯冷却强度；
（3） 为了确保前后炉钢水成分合格性，减小过渡坯切废长度，需采取“中包低液位大包开浇，高液位起步”的提拉速方法。
本异种不锈钢连浇的方法是异种不锈钢同中包连浇的方法，要求前后两个钢种所含的主要元素的种类基本相同，即同一中包连浇的前后两种钢种成分中不同的元素，不超过一种；要求异钢种前一炉次钢水温度按钢种目标温度范围的上限值±5℃控制，而异钢种后一炉次钢水温度按钢种目标温度范围的上限值加上3～5℃控制。
本异种不锈钢同中包连浇的方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ 前一炉钢水拉至大包浇注结束时，根据断面不同进行降速操作，中包钢水剩余8.0-12吨时，第一次降速至0.80～1.20m/min，要求此时测量中包温度为钢种目标温度上限±5℃；
Ⅱ 当中包浇注钢水剩余4.0～8.0吨时，此时进行第二次降速，铸坯拉速降至0.35～0.45m/min；
Ⅲ 当中包重量降至1.5～2.5吨时，拉速降至0.10m/min，此时下炉大包开浇，大包滑板开口度打到最大；
Ⅳ ０.1m/min拉速持续60-110秒以内，（或中间包重量大于18吨以上），先提速至0.4～0.6m/min，此拉速维持60～110秒之间；
Ⅴ 然后提速到0.6～0.8m/min并维持30-90秒之内，最后提速至目标拉速，铸坯提拉速至0.8～1.3m/min。
上述的一种异种不锈钢同中包连浇的方法，铸坯断面大于1500mm断面的铸坯，其步骤特征是：
Ⅰ 前一炉钢水拉至大包浇注结束时，根据断面不同进行降速操作，大于1500mm断面的铸坯当中包重量达到9.0-12.0吨时，降速至0.80～1.00m/min；
Ⅱ 当中包重量达到6.0-8.0吨时，铸坯拉速降至0.35～0.45m/min；
Ⅴ 提速至目标拉速时，大于1500mm断面的铸坯提至0.80～1.20m/min。
上述的一种异种不锈钢同中包连浇的方法，铸坯断面小于1500mm断面的铸坯，其步骤特征是：
Ⅰ 前一炉钢水拉至大包浇注结束时，根据断面不同进行降速操作，小于1500mm断面，当中包重量达到8.0-10.0吨时，铸坯降速至1.00～1.20m/min；
Ⅱ 当中包重量达到4.0-6.0吨时，拉速由1.00～1.20m/min降至0.35～0.45m/min；
Ⅴ 提速至目标拉速时，小于1500mm断面的铸坯提至1.10～1.30m/min。
上述的一种异种不锈钢同中包连浇的方法，其步骤特征是：对于两钢种混浇部分钢水，作为两钢种衔接的过渡坯进行切废处理，而过渡坯之外的前后铸坯必须满足对应钢种的成分要求；过渡坯切割长度执行前浇钢种为2.5～3.0米再加上后浇钢种的3.0～3.5米规定；总的过渡坯切割长度控制在5.5～6.5米范围。
通过严格把握不锈钢异钢种连浇过程操作要点，精确控制连浇时前后两炉钢水成分、中包温度、升降速工艺制度，来成功实现不锈钢同中包异钢种的连浇操作。
本发明改进了不锈钢连铸生产的操作方法，提高连浇炉数、降低生产成本、提高铸机设备运行率、减轻工人的劳动强度。增加不锈钢生产的中包连浇炉数，减少中包使用个数，提高连铸生产率。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一
本实施例为430和0Cr13R的同中包异钢种连浇实际生产情况，430在前，0Cr13R在后。两钢种断面为1240mm，两钢种成分的质量百分比如下：
430的成分的质量百分比是：
C：0.030-0.060；Si：0.20-0.50；Mn：0.30-0.50；Cr：16.00-16.80；
其余为Fe与不可避免的杂质元素。
430的目标温度是1525-1535℃。
0Cr13R的成分的质量百分比是：
C：0.02-0.03；Si：0.25-0.35；Mn：0.20-0.30；Cr：12.00-12.50；
其余为Fe与不可避免的杂质元素。
0Cr13R的目标温度是1530-1540℃。
本实施例的步骤是：
Ⅰ 前一炉钢水（430钢种）拉至大包浇注结束时，中包钢水显示为8吨时，拉速由1.3m/min降速至1.10m/min，此时测量中包温度为1537℃；
Ⅱ 中包浇注剩余5吨时，测量中包温度为1536℃。此时进行二次降速，拉速由1.10m/min降至0.4m/min，降速用时140s；
Ⅲ 中包重量降至2.0吨时，拉速直降至0.10m/min，此时下炉大包（0Cr13R钢种）开浇，大包滑板开口度打到最大；
Ⅳ 0.1m/min的拉速维持100秒后中间包重量升至18.2吨时，开始提速至0.40m/min，维持110s；
Ⅴ提速至0.80m/min，维持50s后升至目标拉速1.3m/min。
两种钢成分化验及分析
通过对两钢种连浇过渡坯6.5米进行取样，分析前后两钢种实际化学成分。取样点位于过渡坯头部及距离头部1m、2m、3m、4m、5m、6m及尾部共8处，试样按1#至8#逐次编号。成分分析结果如表1（过渡坯1-4#样和前浇钢种430成分结果）与表2（过渡坯5-8#样和后浇钢种0Cr13R成分结果）所示。
由上表可得接痕前1-4#样成分完全满足前浇钢种430的目标成分要求；过渡坯7-8#样完全满足后浇钢种0Cr13R的目标成分要求。
小结
成分化验结果表明：此同中包异钢种连浇方法对前炉钢成分影响较小，而由于后炉大包开浇时中间包钢水重量小，再次提速时中包重量已经放至17-18吨，原残留的2吨钢水已与新钢水充分混合，成分混合均匀后已能满足后钢种成分需求，因此异钢种过程除低拉速时存在部分成分混合坯外，其他部分铸坯成分均能满足钢种要求。
实施例二
本实施例为316L和301B的同中包异钢种连浇实际生产情况，316L在前，301B在后。两钢种断面为1535mm，两钢种成分的质量百分比如下：
316L的成分的质量百分比是：
C：0.015-0.025；Si：0.40-0.60；Mn：1.10-1.30；
Cr：16.50-16.80；Ni：10.05-10.15；Mo：2.00-3.00；
其余为Fe与不可避免的杂质。
316L的目标温度是1485-1495℃。
301B的成分的质量百分比是：
C：0.10-0.13；Si：0.60-0.90；Mn：0.65-0.90；
Cr：16.30-16.65；Ni：6.65-6.85；Mo≤0.40；
其余为Fe与不可避免的杂质。
301B的目标温度是1490-1500℃。
本实施例的步骤是：
Ⅰ 前一炉钢水（316L）大包浇完时，中包钢水重量达到9.1吨，拉速由1.2m/min降至1.0m/min，此时测量中包温度为1495℃；
Ⅱ 中包浇注剩余6.5吨时，进行二次降速，拉速由1.0m/min降至0.4m/min，降速用时138s；
Ⅲ 中包重量下降至2.1吨时，拉速由0.4m/min降至0.1m/min，降速用时60s，此时下一炉大包开浇（301B）；
Ⅳ 在0.1m/min拉速下共计维持,90秒后，拉速提至0.4m/min，此时中包重量为20.2吨，测量中包温度1503℃；
0.40m/min维持110s.
Ⅴ 提速至0.80m/min，维持50s后提速至目标1.1m/min，
1.1m/min维持50s后提速至目标1.2m/min，
整个异钢种过程共计用时13分32秒。
两种钢成分化验及分析
通过对两钢种连浇过渡坯取样，分析前后两钢种实际化学成分。取样点位于过渡坯头部及距离头部1m、2m、3m、4m、5m、6m、尾部共7处，试样按0#至7#逐次编号。成分分析结果如下表3与表4所示。
从表中看出：过渡坯3#样的成分与前炉成分偏差较小，可满足316L成分要求。4#样开始成分出现较大变化，如Si、Ni变化幅度高达30-40%，表明后炉钢水对结晶器内液相冲击力较大，有一定范围影响。过渡坯的6#、7#样成分同后炉钢水成分偏差小，可满足301B成分要求。
小结
此次异钢种连浇两钢种元素内控成分除C、Mo外其他元素偏差较小，同时因异钢种过程中间包钢水温度控制较好，异钢种时前炉空中包吨位较低，0.1m/min拉速时间长，后炉钢水混合较好，因此过渡坯6.5米可完全满足前后铸坯成分满足要求。
实施例三
本实施例为409和430的同中包异钢种连浇实际生产情况，409在前，430在后。两钢种断面为1535mm，两钢种成分的质量百分比如下：
409的成分的质量百分比是：
C≤0.001；Si：0.30-0.50；Mn：0.10-0.30；
Cr：11.00-11.30；Ti：0.10-0.23；N≤0.010；
其余为Fe与不可避免的杂质。
409的目标温度是1545-1555℃。
430的成分的质量百分比是：
C：0.030-0.060；Si：0.20-0.50；Mn：0.30-0.50；
Cr：16.00-16.80；Ti≤0.010；N≤0.060；
其余为Fe与不可避免的杂质。
430的目标温度是1525-1535℃。
本实施例的步骤是：
Ⅰ 前一炉钢水（409）在大包浇注结束时，当中包重量为9.5吨，拉速由1.2m/min降速至1.0m/min，此时测量中包温度为1553℃；
Ⅱ 在中包剩余6.4吨时，拉速由1.00m/min降至0.4m/min，用时128s；
Ⅲ 在中包剩余2.41吨时，拉速由0.4m/min降至0.1m/min，用时60秒；同时后一炉钢水（430）大包开浇；
Ⅳ 在0.1m/min拉速下维持68s，开始提速至0.40m/min，期间测量中包温度为1542℃，维持60秒；
Ⅴ 提速至0.8m/min，拉速下维持60s，提速至目标拉速1.2m/min；
整个异钢种过程共计用时9分39秒。
两种钢成分化验及分析
通过对两钢种连浇过渡坯取样，分析前后两钢种实际化学成分。取样点位于过渡坯头0m、1m、2m、3m、3.5m、4m、4.5m、5m、6m、6.5m共10处，试样按0#至9#逐次编号。成分分析结果如下表5和表6所示：
从表中看出：在靠近409一侧，0-2#样完全满足409钢种成分要求。3#样开始成分出现较大变化。8#样开始过渡坯成分逐渐同后浇钢种430成分相近，到9#样时，成分完全可以满足后浇钢种要求。
小结
对于该异钢种换包操作必须严格控制下炉钢水开浇时中包剩余钢水重量，严格要求剩余钢水量控制在2.0±0.5吨范围内。将过渡坯长度控制在6.5m范围内，完全可以使前后铸坯满足对应钢种的成分要求。
实施例四
本实施例为316L和304的同中包异钢种连浇实际生产情况，316L在前，304在后。两钢种断面为2040mm，两钢种成分的质量百分比如下：
316L的成分的质量百分比是：
C：0.015-0.025；Si：0.40-0.60；Mn：1.10-1.30；
Cr：16.50-16.80；Ni：10.05-10.15；Mo：2.00-3.00；
其余为Fe与不可避免的杂质。
316L的目标温度是1485-1495℃。
304的成分的质量百分比是：
C：0.030-0.055；Si：0.35-0.55；Mn：1.05-1.25；
Cr：18.00-18.25；Ni：8.00-8.10
其余为Fe与不可避免的杂质。
304的目标温度是1490-1500℃。
本实施例的步骤是：
Ⅰ 前一炉钢水（316L）在大包浇注结束时，中包钢水为10吨，拉速由1.0m/min降速至0.90m/min，此时测量中包温度为1498℃；
Ⅱ 在中包剩余7.3吨时，拉速由0.9m/min降至0.4m/min，用时89s；
Ⅲ 在中包剩余2.4吨时，拉速由0.4m/min降至0.1m/min，用时60秒；同时后一炉钢水（304）大包开浇；
Ⅳ 在0.1m/min拉速下维持68s，开始提速至0.5m/min，测量中包温度为1503℃；维持70秒
Ⅴ 升拉速至0.80m/min，在0.8 m/min拉速下维持60秒。提速到该钢种的目标拉速0.9m/min；
整个异钢种过程共计用时8分40秒。
两种钢成分化验及分析
通过对两钢种连浇过渡坯取样，分析前后两钢种实际化学成分。取样点位于过渡坯距头部2米和6米位置，共2处，编号1#和2#。成分分析结果如下表7所示：
从表中看出：在靠近316L一侧，1#样基本可以满足316L钢种成分要求。而靠近304一侧，2#样也基本能满足304钢种成分要求。
小结
对于大断面异钢种时，要严格控制中包重量和降速曲线，保证过渡坯接痕位置充分凝固。
本发明的具体实施方式不局限于上述的实施例。自2013年6月至8月，申请人试验10次不锈钢同中包异钢种生产均获成功。主要钢种如下表8所示：
Claims (4)
1.一种异种不锈钢连浇的方法，它包括下述依次的步骤：
Ⅰ 前一炉钢水拉至大包浇注结束时，根据断面不同进行降速操作，中包钢水剩余8.0～12吨时，第一次降速至0.80～1.20m/min，要求此时测量中包温度为钢种目标温度上限±5℃；
Ⅱ 当中包浇注钢水剩余4.0～8.0吨时，此时进行第二次降速，铸坯拉速降至0.35～0.45m/min；
Ⅲ 当中包重量降至1.5～2.5吨时，拉速降至0.10m/min，此时下炉大包开浇，大包滑板开口度打到最大；
Ⅳ ０.1m/min拉速持续60～110秒以内，或中间包重量大于18吨以上，先提速至0.4～0.6m/min，此拉速维持60～110秒之间；
Ⅴ 然后提速到0.6～0.8m/min并维持30～90秒之内，最后提速至目标拉速，铸坯提拉速至0.8～1.3m/min。
2.根据权利要求1所述的异种不锈钢连浇的方法，铸坯断面大于1500mm断面的铸坯，其步骤特征是：
Ⅰ 前一炉钢水拉至大包浇注结束时，根据断面不同进行降速操作，大于1500mm断面的铸坯当中包重量达到9.0～12.0吨时，降速至0.80～1.00m/min；
Ⅱ 当中包重量达到6.0～8.0吨时，铸坯拉速降至0.35～0.45m/min；
Ⅴ 提速至目标拉速时，大于1500mm断面的铸坯提至0.80～1.20m/min。
3.根据权利要求1所述的异种不锈钢连浇的方法，铸坯断面小于1500mm断面的铸坯，其步骤特征是：
Ⅰ 前一炉钢水拉至大包浇注结束时，根据断面不同进行降速操作，小于1500mm断面，当中包重量达到8.0～10.0吨时，铸坯降速至1.00～1.20m/min；
Ⅱ 当中包重量达到4.0～6.0吨时，拉速由1.00～1.20m/min降至0.35～0.45m/min；
Ⅴ 提速至目标拉速时，小于1500mm断面的铸坯提至1.10～1.30m/min。
4.根据权利要求1、2或3所述的异种不锈钢连浇的方法，铸坯断面小于1500mm断面的铸坯，其步骤特征是：对于两钢种混浇部分钢水，作为两钢种衔接的过渡坯进行切废处理，而过渡坯之外的前后铸坯必须满足对应钢种的成分要求；过渡坯切割长度执行前浇钢种为2.5～3.0米再加上后浇钢种的3.0～3.5米规定；总的过渡坯切割长度控制在5.5～6.5米范围。
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