CN113523215B - 一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺 - Google Patents

一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，属于连铸工艺技术领域，所述工艺包括：将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m；将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(CaO/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880‑950℃；控制连铸拉速，获得高锰钢板坯。该工艺能够有效控制低温容器用高锰钢的连铸漏钢问题，使坯壳冷却均匀、厚度增加，避免漏钢事故发生。

Description

一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺
技术领域
本发明属于连铸工艺技术领域，特别涉及一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺。
背景技术
低温容器用高锰钢的锰含量为[Mn]20-25％，是目前应用的高锰钢类中锰含量最高的品种。在低温容器用高锰钢的连铸工艺中，由于其合金含量高，钢液相线温度低、导热系数低，连铸过程中铸坯坯壳很薄，极容易发生漏钢事故。同时钢中过高的锰元素又很容易和连铸保护渣发生反应，恶化结晶器传热及铸坯的润滑，裂纹漏钢及粘连漏钢概率高生。并且由于高锰钢的高温强度很低，在连铸结晶器冷却过程中容易出现表面裂纹缺陷。因此，需要开发一种能够有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，并改善铸坯表面裂纹缺陷。
发明内容
为了解决低温容器用高锰钢连铸漏钢的技术问题，本发明提供了一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，该工艺能够有效控制低温容器用高锰钢的连铸漏钢问题，使坯壳冷却均匀、厚度增加，避免漏钢事故发生。
本发明通过以下技术方案实现：
本申请提供一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，所述工艺包括：
将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m；
将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(CaO/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880-950℃；
控制连铸拉速，获得高锰钢板坯。
可选的，以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
Cao：24-25.6％、SiO2：27-32％、Al2O3：4.0-6.0％、Fe2O3：0.3-0.8％、MgO：3.2-5.3％、MnO：4-7％、K2O：0.2-0.55％、NaO：6.5-9.8％、F：6.1-9.5％、Li2O：1-3.6％、C：6.2-8.5％、其他杂质元素≤1％。
可选的，所述连铸拉速为0.5～0.75m/min。
可选的，所述连铸的平均通钢量1.4～2.4t/min。
可选的，所述板坯宽度为1600～1800mm，所述板坯厚度为230～300mm。
可选的，所述高锰钢中锰含量为20～25％。
可选的，所述连铸中，坯壳厚度≥10mm。
本发明中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1.本发明一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m，并采用二元碱度0.75～0.95、熔点为880-950℃的低碱度连铸保护渣，配合较低的连铸拉速，使连铸过程中坯壳冷却均匀、厚度增加，避免漏钢事故发生。
2.本发明一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m，这是由于低温容器用高锰钢板坯连铸过程中收缩系数大，需要用比常规碳钢更大的倒锥度系数来保证铜板与铸坯的紧密贴合，如果倒锥度过小容易造成漏钢，倒锥度过大则会导致坯壳受力过大而产生缺陷，结晶器保护渣采用二元碱度(Ca0/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880-950℃的低碱度、低粘度保护渣，这是由于低温容器用高锰钢导热系数小，需要采用传热能力强且全玻璃相的保护渣来保证传热与润滑，另外高锰钢液相线温度很低，需要用熔点更低的保护渣来满足连铸过程中的保护渣化渣需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺流程图；
图2是连铸结晶器的窄面铜板示意图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本申请提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
申请人经过研究发现，低温容器用高锰钢的现有连铸工艺中，出现漏钢的原因主要在于：1)由于锰含量高，高锰钢的液相线温度低，比普碳钢液相线温度低约100℃，因此要求保护渣的熔点足够低及熔化速度要快。2)锰含量的增加导致钢种的导热系数减少，大约是传统碳钢的1/5～1/4，因此要求保护渣有非常好的传热功能，并且要有很好的润滑性；传热的降低导致铸坯坯壳变薄，而出结晶器的铸坯坯壳安全厚度要求10mm以上，因此高锰钢板坯应采用低拉速进行生产。3)低温容器用高锰钢为全奥氏体钢，高温连铸过程尽管没有相变收缩但是固液收缩效应要远大于普碳钢，结晶器铜板倒锥度要增大，紧贴生长中的坯壳，如果锥度过小容易造成漏钢，高锰钢的高温强度很低，在连铸结晶器冷却过程中容易出现表面裂纹缺陷，需要控制传热均匀性、铸坯润滑性的同时，保证铸坯受力合理性。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，如图1所示，所述工艺包括：
S1.将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m；
S2.将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(CaO/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880-950℃；
S3.控制连铸拉速，获得高锰钢板坯。
本发明中，将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m，并采用二元碱度0.75～0.95、熔点为880-950℃的低碱度连铸保护渣，配合较低的连铸拉速，使连铸过程中坯壳冷却均匀、厚度增加，避免漏钢事故发生。
本发明中，倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m，这是由于低温容器用高锰钢板坯连铸过程中收缩系数大，需要用比常规碳钢更大的倒锥度系数来保证铜板与铸坯的紧密贴合，如果倒锥度过小容易造成漏钢，倒锥度过大则导致坯壳受力过大而产生缺陷。结晶器保护渣采用二元碱度(CaO/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880-950℃的低碱度、低粘度保护渣，这是由于低温容器用高锰钢导热系数小，需要采用传热能力强且全玻璃相的保护渣来保证传热与润滑，另外高锰钢液相线温度很低，需要用熔点更低的保护渣来满足连铸过程中的保护渣化渣需求。
作为一种可选的实施方式，以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
Gao：24-25.6％、SiO2：27-32％、Al2O3：4.0-6.0％、Fe2O3：0.3-0.8％、MgO：3.2-5.3％、MnO：4-7％、K20：0.2-0.55％、NaO：6.5-9.8％、F：6.1-9.5％、Li2O：1-3.6％、C：6.2-8.5％、其他杂质元素≤1％。
本申请中，保护渣采用上述成分，能够保证保护渣的二元碱度(Ca0/Si02)为0.75～0.95，熔点为880-950℃。
作为一种可选的实施方式，所述连铸拉速为0.5～0.75m/min。
作为一种可选的实施方式，所述连铸的平均通钢量1.4～2.4t/min。
本申请中，铸机拉速控制在0.5～0.75m/min，这是由于低温容器用高锰钢坯壳生长慢，裂纹敏感性强，钢高锰强度低，需要采用较低拉速，连铸过程单位通钢量1.4-2.4T/min。
作为一种可选的实施方式，所述板坯宽度为1600～1800mm，所述板坯厚度为230～300mm。
作为一种可选的实施方式，所述高锰钢中锰含量为20～25％。
本申请的有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，适用于锰含量为20～25％的高锰钢。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺进行详细说明。
实施例1
本实施例一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，用于生产锰含量为22％的高锰钢，包括：
(1)将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5％/m；
(2)将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(CaO/SiO2)为0.9，熔点为938℃；
以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
Cao：24.3％、SiO2：28.5％、Al2O3：5.8％、Fe2O3：0.5％、MgO：5.2％、MnO：6.5％、K2O：0.3％、NaO：9.5％、F：9.3％、Li2O：1.9％、C：7.5％。
(3)控制连铸拉速为0.73m/min，平均通钢量2.1t/min，获得230mm*1600mm坯型的高锰钢板坯。
本实施例高锰钢铸坯的浇注过程顺稳，无漏钢事故。
实施例2
本实施例一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，用于生产锰含量为24％的高锰钢，包括：
(1)将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.7％/m；
(2)将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(CaO/SiO2)为0.8，熔点为920℃；
以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
Cao：24.8％、SiO2：31％、Al2O3：5.5％、Fe2O3：0.6％、MgO：4.3％、MnO：6％、K2O：0.43％、NaO：8.5％、F：9％、Li2O：2.3％、C：7％。
(3)控制连铸拉速为0.6m/min，平均通钢量1.9t/min，获得230mm*1800mm坯型的高锰钢板坯。
本实施例高锰钢铸坯的浇注过程顺稳，无漏钢事故。
实施例3
本实施例一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，用于生产锰含量为25％的高锰钢，包括：
(1)将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.85％/m；
(2)将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(Ca0/SiO2)为0.75，熔点为900℃；
以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
Cao：24％、SiO2：32％、Al2O3：4.8％、Fe2O3：0.5％、MgO：5.0％、MnO：6％、K2O：0.5％、NaO：9.2％、F：7.3％、Li2O：3.5％、C：7％。
(3)控制连铸拉速为0.5m/min，平均通钢量2.3t/min，获得300mm*1800mm坯型的高锰钢板坯。
本实施例高锰钢铸坯的浇注过程顺稳，无漏钢事故。
对比例1
本对比例一种高锰钢板坯连铸工艺，用于生产锰含量为24％的高锰钢，包括：
(1)将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.35％/m；
(2)将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(Ca0/SiO2)为1.1，熔点为1050℃；
以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
Cao：35.2％、SiO2：32％、Al2O3：1.8％、Fe2O3：0.6％、MgO：1.9％、MnO：2.5％、K2O：0.3％、NaO：9.5％、F：8.6％、Li2O：0.3％、C：7％。
(3)控制连铸拉速为0.9m/min，平均通钢量2.9t/min，获得230mm*1800mm坯型的高锰钢板坯。
本实施例高锰钢铸坯的浇注过程中，在浇注的第8分钟，出现漏钢事故，经分析原因为出结晶器坯壳过薄且生长不均匀，足辊位置的挤压应力导致漏钢。
如图2所示，本申请各个实施例及对比例中，涉及的连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数的计算公式如下：
T＝(Wa-Wb)/Wa/H×100；
T：窄面倒锥度系数，％/m；
Wa：结晶器宽面上口宽度，mm；
Wb：结晶器宽面下口宽度，mm；
H：结晶器长度，m；
Tp＝(Wa-Wb)。
本申请中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m，并采用二元碱度0.75～0.95、熔点为880-950℃的低碱度连铸保护渣，配合较低的连铸拉速，使连铸过程中坯壳冷却均匀、厚度增加，避免漏钢事故发生。
(2)本申请一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，倒锥度系数控制在1.5～1.9％/m，这是由于低温容器用高锰钢板坯连铸过程中收缩系数大，需要用比常规碳钢更大的倒锥度系数来保证铜板与铸坯的紧密贴合，如果倒锥度过小容易造成漏钢，倒锥度过大则导致坯壳受力过大而产生缺陷。结晶器保护渣采用二元碱度(CaO/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880-950℃的低碱度、低粘度保护渣，这是由于低温容器用高锰钢导热系数小，需要采用传热能力强且全玻璃相的保护渣来保证传热与润滑，另外高锰钢液相线温度很低，需要用熔点更低的保护渣来满足连铸过程中的保护渣化渣需求。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种有效控制高锰钢板坯连铸漏钢的工艺，其特征在于，所述工艺包括：
将连铸结晶器的窄面铜板倒锥度系数控制在1.5～1.9%/m;
将高锰钢的钢水注入所述连铸结晶器进行连铸，所述连铸结晶器的保护渣的二元碱度(CaO/SiO2)为0.75～0.95，熔点为880-950℃，以质量分数计，所述保护渣的化学成分包括：
CaO:24-25.6%、SiO2：27-32%、Al2O3：4.0-6.0%、Fe2O3：0.3-0.8%、MgO：3.2-5.3%、MnO：4-7%、K2O：0.2-0.55%、NaO：6.5-9.8%、F:6.1-9.5%、Li2O：1-3.6%、C:6.2-8.5%、其他杂质元素≤1%；
控制连铸拉速为0.5～0.75m/min，获得高锰钢板坯,所述连铸的平均通钢量1.4～2.4t/min,坯壳厚度≥10mm，所述板坯宽度为1600～1800mm，所述板坯厚度为230～300mm，所述高锰钢中锰含量为20～25%。
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