CN109112418B - 一种高锰钢的连铸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高锰钢的连铸方法，高锰钢的成分按重量百分比计如下：C：0.21％～0.25％、Mn：4.5％～5.5％、Si：0.2％～0.3％、P<0.008％、S<0.002％以及Al：0.015％～0.04％，其他为Fe及不可避免杂质元素，连铸方法：二冷段分为两模式给水，第一模式采用弱冷水线，比水量为0.15～0.25L/kg，第二模式即铸机的最后两个区喷嘴关闭；本发明解决了传统工艺在大方坯连铸面临较大合金总量、裂纹敏感性较强的高锰钢的生产。

Description

一种高锰钢的连铸方法
技术领域
本发明属于冶金领域，尤其涉及一种高锰钢的连铸方法。
背景技术
高锰钢在现代的社会被广泛的应用于耐磨件、汽车、矿山机械以及海洋平台等。因为钢中普遍含有较高的Mn，所以无论是合金化，还是连铸过程，都是生产难度较高的钢种。一般来说，生产此类钢种都是特钢厂的电弧炉+模铸的工艺。电弧炉的冶炼解决了Mn的合金化问题，而模铸避开了连铸的弯曲矫直，生产风险降低。但是对于连铸而言，由于Mn变高，钢水的导热变差，热收缩系数较大，导致铸坯晶粒粗大，热应力变大。高锰钢的钢水流动性好，连铸有一定的漏钢风险。国内的大方坯铸机较多，此类钢的生产需求紧迫，工艺鲜有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种大方坯的高锰钢连铸工艺，使化学成分包括C：0.2％～0.25％、Mn：4.5％～5.5％、Si：0.2％～0.3％、P<0.008％、S<0.002％以及Al：0.015％～0.04％的高锰钢使用常规大方坯铸机能够顺利生产。
本发明目的是这样实现的：
一种高锰钢的方法，该方法包括将钢水从中间包浇注至结晶器，形成未完全凝固的铸坯，然后将该未完全凝固的铸坯以拉速V从结晶器中拉出并经过二冷段，得到完全凝固的铸坯；
(1)本发明所述的高锰钢的化学成分包括C：0.21％～0.25％、Mn：4.5％～5.5％、Si：0.2％～0.3％、P<0.008％、S<0.002％以及Al：0.015％～0.04％，连铸坯断面为280*380mm；
(2)所述中间包烘烤要求煤气流量80～110m3/h，烘烤时间5小时以上，烘烤温度保持在1360～1380℃，机前保持20～25℃的过热度浇注；
(3)开始浇注前25～30min上水口满量程吹氩气，包盖吹氩在开浇加覆盖剂后关闭，长水口吹氩要求为满量程的55～65％，中包覆盖要求不允许裸露钢水。为提高中包渣吸附夹杂的能力，覆盖剂使用镁质覆盖剂；
(4)机前使用单渣线操作，总渣层厚度控制在35±5mm，自动升速操作，液位波动控制±2mm以内，结晶器电磁搅拌电流480～520A，频率1.2～1.8Hz，凝固末端电磁搅拌电流580～620A，频率4.5～5.5Hz，
(5)连铸保护渣主要成分CaO：32％±3％，SiO2：24％±3％，Al2O3≤8％，C：30％±2％，F：6％±3％，MgO≤8％，H2O≤0.5％，熔点：955±30℃，1300℃时黏度：0.11±0.09pa.s/(1300℃)。
(6)为保证铸坯表面质量，出拉矫机温度控制在900～950℃，要求标准拉速0.6～0.8m/min，恒拉速操作；二冷段分为两模式给水，第一模式采用弱冷水线，比水量为0.15～0.25L/kg，使铸坯缓慢冷却，保证铸坯质量，第二模式即铸机的最后两个区喷嘴关闭，进一步防止裂纹的产生；
(6)为防止高合金钢应力裂纹，铸坯采取热装制度，抢温快速进加热炉，保证进炉表面温度在650～700℃。
本发明的有益效果在于，本发明提供的方法解决了传统工艺在大方坯连铸面临较大合金总量、裂纹敏感性较强的高锰钢的生产。由于合金量大、钢的自身强度较大，而且高锰带来的裂纹敏感性变强，对铸坯质量要求较高，原有的常规连铸工艺不能满足其生产。此发明对冷却方式、拉速、中包烘烤以及抢温进加热炉等工艺进行了调整，经检验，铸坯的表面内部质量良好，夹杂物控制均小于0.5级，满足了大方坯对高锰钢的生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
一种高锰钢的方法，
(1)本试验钢的中包钢水成分包括C：0.24％、Mn：5.02％、Si：0.27％、P：0.0073％、S：0.0019％以及Al：0.033％，生产断面为280*380mm的传统大方坯铸机；
(2)中包烘烤要求小火，煤气流量90m3/h，5.6小时，烘烤温度保持在1370～1375℃，机前过热度26℃；
(3)开浇前28min上水口满量程吹氩气，包盖吹氩在开浇加覆盖剂后关闭，长水口吹氩开阀60％，中包覆盖要求不允许裸露钢水；中包覆盖剂使用镁质覆盖剂；
(4)机前使用单渣线操作，总渣层厚度控制在35±5mm，自动升速操作，液位波动控制±2mm以内，结晶器电磁搅拌电流500A，频率1.5Hz，凝固末端电磁搅拌电流600A，频率5Hz；
(5)保护渣成分见表1；
表1高锰钢保护渣主要成分
Figure GDA0001401428720000041
(5)出拉矫机温度控制在930℃，拉速0.70m/min，恒拉速操作；二冷段分为两模式给水，第一模式采用弱冷水线，比水量0.2L/Kg，第二模式即铸机的最后两个区喷嘴关闭；
(6)铸坯采取热装制度，抢温快速进加热炉，进炉铸坯表面温度在680℃。
对生产出的铸坯进行高倍、低倍检验。经检验，高倍A类、B类、C类、D类夹杂都控制在0.5级以下。低倍方面，铸坯内部和表面质量良好，中心疏松、中心偏析、缩孔都控制在1.0级以下，满足了大方坯对高锰钢的生产。
实施例2：
(1)本试验钢的中包钢水成分包括C：0.22％、Mn：5.21％、Si：0.26％、P：0.0071％、S：0.0018％以及Al：0.034％，生产断面为280*380mm的传统大方坯铸机；
(2)中包烘烤要求小火，煤气流量95m3/h，5.5小时，烘烤温度保持在1361～1367℃，机前过热度27℃，热度浇注；
(3)开浇前30min上水口满量程吹氩气，包盖吹氩在开浇加覆盖剂后关闭，长水口吹氩开阀60％，中包覆盖要求不允许裸露钢水；使用带台长水口，强化保护浇注，中包覆盖剂使用镁质覆盖剂；
(4)机前使用单渣线操作，总渣层厚度控制在35±5mm，自动升速操作，液位波动控制±2mm以内，结晶器电磁搅拌电流500A，频率1.5Hz，凝固末端电磁搅拌电流600A，频率5Hz；
(5)保护渣成分见表2；
表2高锰钢保护渣的主要成分(wt％)
Figure GDA0001401428720000051
(6)出拉矫机温度控制在940℃，拉速0.70m/min，恒拉速操作；二冷段分为两模式给水，第一模式采用弱冷水线，比水量0.2L/Kg，第二模式即铸机的最后两个区喷嘴关闭；
(7)铸坯采取热装制度，抢温快速进加热炉，进炉铸坯表面温度在690℃。
实施例3：
(1)本试验钢的中包钢水成分包括C：0.24％、Mn：5.29％、Si：0.29％、P：0.0075％、S：0.0014％以及Al：0.038％，生产断面为280*380mm的传统大方坯铸机；
(2)中包烘烤要求小火，煤气流量100m3/h，5.5小时，烘烤温度保持在1361～1372℃，机前过热度26℃；
(3)开浇前32min上水口满量程吹氩气，包盖吹氩在开浇加覆盖剂后关闭，长水口吹氩开阀62％，中包覆盖要求不允许裸露钢水。中包覆盖剂使用镁质覆盖剂；
(4)机前使用单渣线操作，总渣层厚度控制在35±5mm，自动升速操作，液位波动控制±2mm以内，结晶器电磁搅拌电流510A，频率1.6Hz，凝固末端电磁搅拌电流610A，频率5.4Hz；
(5)保护渣成分见表3；
表3高锰钢保护渣的主要成分(wt％)
Figure GDA0001401428720000061
(5)出拉矫机温度控制在945℃，拉速0.70m/min，恒拉速操作；二冷段分为两模式给水，第一模式采用弱冷水线，比水量0.2L/Kg，第二模式即铸机的最后两个区喷嘴关闭；
(6)铸坯采取热装制度，抢温快速进加热炉，进炉铸坯表面温度在694℃。
对生产出的铸坯进行高倍、低倍检验。经检验，高倍A类、B类、C类、D类夹杂都控制在0.5级以下。低倍方面，铸坯内部和表面质量良好，中心疏松、中心偏析、缩孔都控制在1.0级以下，满足了大方坯对高锰钢的生产。

Claims (1)

1.一种高锰钢的连铸方法，其特征在于，
（1）所述高锰钢的成分按重量百分比计如下：C：0.21%~0.25%、Mn：4.5%~5.5%、Si：0.2%~0.3%、P<0.008%、S<0.002%以及Al：0.015%~0.04%，其他为Fe 及不可避免杂质元素，连铸坯断面为280*380mm；
（2）中间包烘烤要求煤气流量80~110m3/h，烘烤时间5 小时以上，烘烤温度保持在1360～1380℃，机前保持20~25℃的过热度；
（3）开始浇注前25~30min 上水口满量程吹氩气，包盖吹氩在开浇加覆盖剂后关闭，长水口吹氩要求为满量程的55％~65％，中包覆盖要求不允许裸露钢水；覆盖剂使用镁质覆盖剂；
（4）机前使用单渣线操作，总渣层厚度控制在35±5mm，自动升速操作，液位波动控制±2mm 以内，结晶器电磁搅拌电流480~520A，频率1.2~1.8Hz，凝固末端电磁搅拌电流580~620A，频率4.5~5.5Hz；
（5）连铸保护渣成分按重量百分比计如下：CaO：32%±3%，SiO2 ：24%±3%，Al2 O3 ≤8%，C：30%±2%，F：6%±3%，MgO≤8%，H2 O≤0.5%，熔点：955±30℃，1300℃时黏度：0.11±0.09Pa·s；
（6）出拉矫机温度控制在900～950℃，拉速0.6~0.8m/min，恒拉速操作；二冷段分为两模式给水，第一模式采用弱冷水线，比水量为0.15~0.25L/kg，第二模式即铸机的最后两个区喷嘴关闭；
（7）铸坯采取热装制度，保证进炉表面温度在650～700℃。
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