CN103938088B

CN103938088B - 一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法

Info

Publication number: CN103938088B
Application number: CN201310023654.1A
Authority: CN
Inventors: 王大智; 刘军占; 罗辉; 陆建生; 庄伟�
Original assignee: Baosteel Special Steel Co Ltd
Current assignee: Baowu Special Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: CN103938088A

Abstract

本发明公开了一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，依次包括电炉初炼工序、AOD精炼工序、钢包炉精炼工序以及连铸工序，通过采用精确的钢水过热度、合理的连铸拉坯速度、合理的冷却制度等控制，从而生产出无表面纵裂纹等缺陷的电阻合金Cr20AlY的连铸板坯。用板坯连铸的方法生产电阻合金板材，一方面可以替代进口，引领市场，填补国内空白；另一方面，由于电阻合金特殊性能所导致的生产中的难度的克服，可以提高企业的综合竞争力，同时也为以后进一步生产高铬、高铝电阻合金等热轧板材产品积累宝贵的生产研发经验。

Description

一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法

技术领域

本发明涉及电阻合金的生产工艺，更具体地说，涉及一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法。

背景技术

电阻合金FeCrAl钢板轧制后作为带材，主要用于电热、电阻元件。近年来开始用于制作机动车尾气净化器载体。按照国家环保政策，卡车尾气净化近年内必然会推出，据测算，卡车尾气净化器载体等行业对电阻合金FeCrAl带材需求量将超过20000吨。目前，国内电阻合金FeCrAl带材仅能生产小卷重窄带材，大卷重宽带材的生产还处于空白，开展电阻合金FeCrAl带材的研制很有必要。

其中，钢种Cr20AlY作为电阻合金FeCrAl的代表钢种，含金属锆、稀土元素钇，同时含铝量高，容易在结晶器内形成Al2O3，影响保护渣成分，使得保护渣在连铸过程中发生变性等，同时其对浇铸温度等较为敏感，板坯易产生纵裂纹等缺陷，连铸工艺控制难度较大，国内目前普遍使用模铸进行生产。

由于该钢种系电阻合金，有较高的铝含量，在连铸生产过程中有结晶器内Al2O3结晶态和裂纹对温度敏感性这两个主要问题，国内各大厂家进行了大量连铸生产试验，但因无法解决这两个问题而不再进行生产。目前该钢种在国内主要由某钢铁企业采用电炉+AOD+LF+模铸+热轧的生产工艺进行生产。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，能够确保板坯连铸生产的电阻合金Cr20AlY表面无纵向裂纹等缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，依次包括电炉初炼工序、AOD精炼工序、钢包炉精炼工序以及连铸工序，其中，在电炉初炼工序中，通过在直流电弧炉中进行初炼钢液的低磷化处理，使装入的炉料熔化变成1600～1620℃温度范围内的钢液，并使得钢液中残余磷含量降至0.025%以下；在AOD精炼工序中，在AOD精炼炉中进行精炼钢液的低碳化处理，使精炼钢液的碳含量降到0.007%以下；在钢包炉精炼工序中，在交流式钢包精炼炉中进行精炼钢液的低硫化处理，使精炼钢液的硫含量降到0.002%以下；在连铸工序中，还包括以下步骤：将钢包内的钢液浇入T型中间包；使中间包内的钢液通过浸入式水口进入结晶器内，使钢液凝固形成的初始坯壳并逐步下移；出结晶器后，在二冷段通过电磁搅拌、二冷水冷却，逐渐凝固成电阻合金板坯。

在电炉初炼工序中，通过在40吨以上的直流电弧炉中，通入直流电流和吹入氧气，氧气流量控制在20～40立方米/吨钢，并在此过程中补充不大于8公斤/吨钢的石灰，且间歇流出氧化性炉渣。

所述的直流电弧炉采用的容量为40吨以上，所述的AOD精炼炉、交流式钢包精炼炉的容量均与直流电弧炉相匹配。

所述的中间包的容量为16吨，钢水浇入中间包的速度控制在1.5～2.5吨钢液/分钟，中间包内钢液过热度控制在30-40℃，并对钢包中浇入到中间包的钢液，采用吹氩密封长水口加以保护，对中间包中的钢液，用中间包保护渣覆盖。

生产尺寸为200mm×1100～1300mm的板坯，连铸工序的拉速控制在0.50～0.70m/min；生产尺寸为150mm×1100～1300mm的板坯，连铸工序的拉速控制在0.80～1.00m/min。

对连铸工序的结晶器采用冷却水进行冷却，冷却水使用软水，水质要求是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，硅酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1～2°dH，PH值为7～8。

对于生产尺寸为200mm×1100～1300mm的板坯，结晶器宽面的冷却水流量为2100～2400L/分钟，窄面的冷却水流量为280～330L/分钟；对于生产尺寸为150mm×1100～1300mm的板坯，结晶器宽面的冷却水流量为2500～2900L/分钟，窄面的冷却水流量为200～300L/分钟。

所述的二冷水的二冷强度控制在0.1-0.6L/kg。

在上述技术方案中，本发明的电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，依次包括电炉初炼工序、AOD精炼工序、钢包炉精炼工序以及连铸工序，通过采用精确的钢水过热度、合理的连铸拉坯速度、合理的冷却制度等控制，从而生产出无表面纵裂纹等缺陷的电阻合金Cr20AlY的连铸板坯。用板坯连铸的方法生产电阻合金板材，一方面可以替代进口，引领市场，填补国内空白；另一方面，由于电阻合金特殊性能所导致的生产中的难度的克服，可以提高企业的综合竞争力，同时也为以后进一步生产高铬、高铝电阻合金等热轧板材产品积累宝贵的生产研发经验。

具体实施方式

本发明的电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，依次包括电炉初炼工序、精炼工序以及连铸工序，其中精炼工序又分为AOD精炼工序（氩氧复合吹炼炉精炼）及钢包炉精炼工序（底吹氩炉精炼），其具体工艺流程为：

1、电弧炉初炼工序，在40吨及以上的直流电弧炉中进行初炼钢液的低磷化。通过通入交流电流和吹入氧气（氧气流量控制在20～40立方米/吨钢），并在过程中补充≤8公斤/吨钢的石灰，间歇流出氧化性炉渣，使装入的炉料熔化变成1600～1620℃温度范围内的钢液，并使得钢液中残余磷含量降至0.025%以下。

2、在AOD精炼炉（容量与直流电弧炉相匹配）上，进行精炼钢水的低碳化，控制精炼钢水的碳含量降到0.007%，并进行钢液合金成分的配入。

3、在钢包炉精炼（容量与交流电炉相匹配）上，主要进行精炼钢液的低硫化，控制精炼钢液的硫含量降到0.002%以下、并进行合金成分的微调以及钢液进入连铸工序温度的控制。

4、当钢液合金成分符合钢种要求，温度符合连铸生产工序要求，连铸工序在中间包烘烤、引锭头安装等准备工作完成后，可进行连铸工序。

首先将钢包内的钢液流入盛钢量16吨、完全清理且内表面耐火涂层不得有裂缝的T型中间包（盛钢量控制在16吨，如盛钢量过小，钢中大颗粒夹杂上浮时间不够，易产生卷渣，盛钢量过大，则钢水温降较快，浇注后期易产生低温钢水，所谓T型中间包是指接受钢包注入的钢液，然后再由中间包水口分配至结晶器的耐材容器），其钢水流入速度控制在1.5～2.5吨钢液/分钟（浇铸速度过快，钢液溢出中间包；浇铸速度太慢，钢液流动不稳定，降低连铸拉速，使浇铸时间延长，钢液的二次氧化程度增加，不利于控制钢中氧含量）。

对钢包中钢液浇入到中间包的液流，采用吹氩密封长水口加以保护，以达到高温钢水始终与大气隔离。同时，对中间包中的钢液，用中间包保护渣覆盖，以达到高温钢水始终与大气隔离的目的。然后使中间包内的钢液通过浸入式水口进入结晶器内（浸入式水口是指将中间包钢液流入结晶器的水口***到结晶器钢液面下一定的深度，隔绝了注流与空气的接触，防止钢液注流冲击钢液面上形成飞溅，杜绝了二次氧化），同时对结晶器采用冷却水进行冷却（结晶器冷却水使用软水，对水质的要求是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，硅酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1-2°dH，PH值7-8）。在冷却水和结晶器规则振动中，钢液凝固形成的初始坯壳逐步下移，出结晶器后，在二冷段通过电磁搅拌、二冷水冷却，逐渐凝固成电阻合金板坯，连铸电阻合金板坯尺寸范围为200/150mm（板坯厚度）×1100～1300mm（板坯宽度）。

在本发明中，上述连铸工序的主要控制点为：

1、在连铸工序中，中间包内钢液过热度控制在30-40℃内（过热度超过45℃，钢坯表面产生纵向裂纹缺陷；过热度低于25℃，易引起水口冻结，迫使浇铸中断）；

2、200mm×1100～1300mm（板坯厚度×板坯宽度）板坯尺寸，连铸工序拉速控制在0.50-0.70m/min；在150mm×1100～1300mm（板坯厚度×板坯宽度）板坯尺寸，连铸工序拉速控制在0.80～1.00m/min。（如果拉速过快，连铸坯不能均匀冷却，容易产生纵向裂纹；拉速过慢，则影响连铸机生产能力）；

3、连铸工序结晶器冷却采用冷却水进行（结晶器冷却水使用软水，对水质的要求是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，硅酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1-2°dH，PH值为7～8）。结晶器由四块铜板组合形成，其中两两对称，形成无底的四边形，较长的边形成的面称为宽面，较短的边形成的面称为窄面：

在200mm×1100～1300mm（板坯厚度×板坯宽度）断面（断面是指生产板坯的尺寸规格），宽面冷却水流量2100-2400L/分钟，窄面冷却水流量280-330L/分钟；在150mm×1100～1300mm（板坯厚度×板坯宽度）断面，宽面冷却水流量2500-2900L/分钟，窄面冷却水流量200-300L/分钟。

4、连铸工序中的二冷水的二冷强度控制在0.1-0.6L/kg。控制在该二冷强度内可以使连铸坯的表面质量更好，二冷强度过小，则达不到冷却效果。二冷强度过大，连铸坯表面易出现纵向裂纹。

和现有技术相比，本发明具有下列优点：

1、连铸生产电阻合金（Cr20AlY）相对于模铸生产，收得率大大提高，提高了产能，降低了生产成本，增加了企业的竞争力；

2、装备和工艺通用性强：不须另添加专用设备；其工艺适合于一般电阻合金的生产；

3、工艺适用性广：适合于一般电阻合金的生产。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，其特征在于：

依次包括电炉初炼工序、AOD精炼工序、钢包炉精炼工序以及连铸工序，其中，

在电炉初炼工序中，通过在直流电弧炉中进行初炼钢液的低磷化处理，使装入的炉料熔化变成1600～1620℃温度范围内的钢液，并使得钢液中残余磷含量降至0.025％以下；

在AOD精炼工序中，在AOD精炼炉中进行精炼钢液的低碳化处理，使精炼钢液的碳含量降到0.007％以下；

在钢包炉精炼工序中，在交流式钢包精炼炉中进行精炼钢液的低硫化处理，使精炼钢液的硫含量降到0.002％以下；

在连铸工序中，还包括以下步骤：

将钢包内的钢液浇入T型中间包；

中间包内钢液过热度控制在30-40℃；

生产尺寸为200mm×1100～1300mm的板坯，连铸工序的拉速控制在0.50～0.70m/min；生产尺寸为150mm×1100～1300mm的板坯，连铸工序的拉速控制在0.80～1.00m/min；

使中间包内的钢液通过浸入式水口进入结晶器内，使钢液凝固形成的初始坯壳并逐步下移；对结晶器采用冷却水进行冷却；对于生产尺寸为200mm×1100～1300mm的板坯，结晶器宽面的冷却水流量为2100～2400L/分钟，窄面的冷却水流量为280～330L/分钟；对于生产尺寸为150mm×1100～1300mm的板坯，结晶器宽面的冷却水流量为2500～2900L/分钟，窄面的冷却水流量为200～300L/分钟；

出结晶器后，在二冷段通过电磁搅拌、二冷水冷却，逐渐凝固成电阻合金板坯；二冷水的二冷强度控制在0.1-0.6L/kg。

2.如权利要求1中所述的电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，其特征在于，

在电炉初炼工序中，通过在40吨以上的直流电弧炉中，通入交流电流和吹入氧气，氧气流量控制在20～40立方米/吨钢，并在此过程中补充不大于8公斤/吨钢的石灰，且间歇流出氧化性炉渣。

3.如权利要求2中所述的电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，其特征在于，

4.如权利要求1中所述的电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，其特征在于：

所述的中间包的容量为16吨，钢水浇入中间包的速度控制在1.5～2.5吨钢液/分钟，对钢包中浇入到中间包的钢液，采用吹氩密封长水口加以保护，对中间包中的钢液，用中间包保护渣覆盖。

5.如权利要求1中所述的电阻合金Cr20AlY的板坯连铸方法，其特征在于：

所述的冷却水使用软水，水质要求是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，硅酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1～2°dH，PH值为7～8。