CN101708537A - 一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法 - Google Patents

Abstract

一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法，它包括下述依次的步骤：(一)大包开浇将钢包中的钢水导入中间包，中间包钢水达到中间包容量一半时，在钢水液面上加入低碳中包覆盖剂，钢水的成分为：C0.030％～0.080％ Si0.80％～1.50％ Mn0.80％～2.00％ P≤0.035％ S≤0.030％ Cr24.0％～26.0％ Ni19.0％～22.0％；(二)中间包开浇中间包钢水导入到结晶器，浇注过程过热度控制：宽面冷却水为4100～4500L/min，窄面冷却水为410～450L/min；(三)拉坯中间包开浇80～120秒后，开始拉坯；拉坯速度控制为0.8～0.9m/min；(四)切坯将连铸坯切成板坯。本奥氏体耐热不锈钢的连铸方法铸的连铸坯上下表面平整光滑，无纵裂现象。

Description

一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法

技术领域

本发明涉及一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法。

背景技术

0Cr25Ni20耐热不锈钢室温下为单一的奥氏体组织，成分设计中高铬镍含量决定了其具有良好的高温力学性能，最高可耐高温达到1150℃，在锅炉、电站、工业炉等高温行业得到了广泛的应用。

该奥氏体耐热不锈钢由于其含有25％的Cr、20％的Ni，属高合金纯奥氏体不锈钢，导致其导热性较差，其导热系数为304的58％，Cr17的47％，现有的奥氏体耐热不锈钢在连铸时，由于结晶器冷却过程中铸坯心部的热量不易向表面传递，造成铸坯内外温度不均或局部过热，表面产生热裂纹，在随后的二冷区，裂纹不断加深、加宽，最终导致铸坯纵裂。铸坯纵裂主要集中在头坯，纵裂长度大约6～10米，不仅造成了巨大的经济损失，也给热连轧生产留下了安全隐患。

技术内容

为了克服现有奥氏体耐热不锈钢的连铸方法的上述不足，本发明提供一种消除连铸坯纵裂的奥氏体耐热不锈钢的连铸方法。

本发明针对高铬镍纯奥氏体不锈钢0Cr25Ni20导热性差的钢种特性以及连铸生产工艺的特点，通过对结晶器冷却水强度、保护渣的选用、过热度和拉速等角度出发，对0Cr25Ni20耐热不锈钢的连铸生产工艺进行调整，从而彻底解决了其连铸板坯纵裂的问题。

本奥氏体耐热不锈钢的连铸方法包括下述依次的步骤：

(一)大包开浇

将钢包中0Cr25Ni20奥氏体不锈钢的钢水通过长水口导入中间包，中间包温度为900～1100℃，中间包钢水达到中间包容量一半时，在钢水液面上加入低碳中包覆盖剂，钢水成分的质量百分配比为：

C 0.030％～0.080％    Si 0.81％～1.50％    Mn 0.80％～2.00％

P≤0.035％ S≤0.030％ Cr：24.0％～26.0％ Ni：19.0％～22.0％

其余为Fe与不可避免的杂质。钢水温度1450～1550℃。一般大包内的钢水质量为160～180吨。

(二)中间包开浇

中间包的钢水通过结晶器水口导入到结晶器，结晶器水口温度为1100～1200℃，浇注过程过热度控制：计算液相线温度为1405℃，过热度控制20～35℃，因此浇注时中间包的钢水温度为1425～1440℃。

浇注时，结晶器水口插入深度140～170mm，用低碳结晶器保护渣。

结晶器冷却强度：对于200×1200～2000(mm)的结晶器，宽面冷却水为4100～4500L/min，窄面冷却水为410～450L/min。

(三)拉坯

等中间包开浇80～120秒后，开始拉坯。拉速不能太高，拉坯速度控制为0.8～0.9m/min。

(四)切坯

将连铸坯切成宽1200～2000mm、厚180～200mm、长8000～12000mm的板坯。

本奥氏体耐热不锈钢连铸方法的工艺过程的机理如下：

过热度控制：钢水过热度影响初生坯壳生长。钢水过热度越高，同样冷却条件下，其初生坯壳就越薄。一般说来，钢水过热度每提高10℃，在结晶器内高温钢水流动会使坯壳减薄约2mm。初生的坯壳薄，在钢水自重的作用下，坯壳承受的压力大，易产生裂纹。因此过热度控制：计算液相线温度为1405℃，过热度控制20～35℃，因此浇注时中包温度为1425～1440℃。

结晶器冷却强度：弯月面铸坯初生坯壳在应力作用下(当结晶器与拉坯速度一定后，主要受热应力影响)产生晶间断裂，从而在结晶器内萌生裂纹。晶间断裂是产生表面纵裂的根源。特别当结晶器冷却强度不合适导致的热应力过大时，表面纵裂指数上升。另外需要指出，影响铸坯纵裂的关键因素不是二冷，而是结晶器内的冷却强度。如果坯壳出结晶器后厚度比较均匀，在二冷水引起的热应力作用下不会导致铸坯出现纵裂。因此冷却强度不能太高，控制宽面冷却水为4100～4500L/min，窄面冷却水为410～450L/min。

拉速控制：拉坯速度越高，在同样冷却条件下，初生坯壳越薄，也容易产生裂纹。另外，拉速偏高时，铸坯纵裂还与拉坯速度的波动量有很大关系。当拉速波动小于0.1m/min时，对纵裂基本无影响；当拉速波动大于0.1m/min时，随拉速波动量的增大，纵裂指数直线上升。因此拉速不能太高，控制拉速为0.8～0.9m/min。

结晶器水口插入深度：浸入式水口插入过深，从两个侧孔出来的钢水带到弯月面上的热量不足，使保护渣不能均匀熔化，导致纵裂。浸入式水口的插人深度过浅，使液面波动大，将阻碍液渣均匀流人结晶器与坯壳之间的空隙。液渣不能均匀流人空隙，导致坯壳凝固不均匀，引起表面纵裂。因此控制浸入式水口的插入深度为140～170mm。

本奥氏体耐热不锈钢连铸坯纵裂的控制方法采用成分、温度合适的0Cr25Ni20钢水，通过对连铸过程中结晶器冷却水强度、过热度和拉速等控制，避免铸坯在冷却过程中内外表面温差过大或局部过热而产生热裂纹缺陷，从而有效解决了0Cr25Ni20连铸板坯纵裂的问题。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明0Cr25Ni20奥氏体耐热不锈钢的连铸方法的具体实施方式，但本奥氏体耐热不锈钢连铸方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例

(一)大包开浇

将大包中0Cr25Ni20奥氏体不锈钢的钢水倒入温度1032℃的中间包，中间包使用低碳中包覆盖剂XL-20，钢水成分的质量百分配比为：C：0.046％Si：0.95％Mn：1.35％P：0.025％S：0.010％Cr：24.80％Ni：19.82％，其余为Fe与不可避免的杂质。

钢水温度1503℃，大包钢水重量172吨。

(二)中间包开浇

中间包将钢水连续浇注到200×1500(mm)的结晶器，结晶器水口烘烤温度为1153℃，浇注过程过热度控制：整个浇注过程持续58分钟，在开浇15、30、40、50分钟对中包进行测温，温度分别为1428℃、1435℃、1436℃、1430℃，过热度分别为23℃、30℃、31℃、25℃。

浇注时，结晶器水口控制浸入式水口的插入深度为150mm，用进口低碳结晶器保护渣SPH。

结晶器冷却强度：控制宽面冷却水设定为4300L/min，基本在4270～4320L/min波动，窄面冷却水设定为430L/min，基本在420～440L/min波动。

(三)拉坯

等中间包开浇100秒后，开始拉坯。连铸过程采用恒拉速，拉速波动范围在0.84～0.86m/min。

(四)切坯

将连铸坯切成宽1200、厚200mm、长8000的板坯。

本实施例连铸的板坯上下表面平整光滑，无纵裂现象，并且热轧也顺利生产，说明整个过程控制起到了良好的效果。

Claims (1)

1.一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法，它包括下述依次的步骤：

(一)大包开浇

将钢包中奥氏体不锈钢的钢水通过长水口导入中间包，中间包温度为900～1100℃，中间包钢水达到中间包容量一半时，在钢水液面上加入低碳中包覆盖剂，钢水成分的质量百分配比为：

C 0.030％～0.080％          Si  0.80％～1.50％    Mn  0.80％～2.00％

P≤0.035％    S≤0.030％    Cr：24.0％～26.0％    Ni：19.0％～22.0％

其余为Fe与不可避免的杂质，钢水温度1450～1550℃；

(二)中间包开浇

中间包的钢水通过结晶器水口导入到结晶器，结晶器水口温度为1100～1200℃，浇注过程过热度控制：计算液相线温度为1405℃，过热度控制20～35℃，因此浇注时中间包的钢水温度为1425～1440℃；

浇注时，结晶器水口插入深度140～170mm，用低碳结晶器保护渣；

结晶器冷却强度：对于200×1200～2000mm的结晶器，宽面冷却水为4100～4500L/min，窄面冷却水为410～450L/min；

(三)拉坯

等中间包开浇80～120秒后，开始拉坯；拉坯速度控制为0.8～0.9m/min；

(四)切坯

将连铸坯切成宽1200～2000mm、厚180～200mm、长8000～12000mm的板坯。