CN104985143B - 一种模铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模铸方法，它包括下述依次的步骤：Ⅰ.设置不锈钢钢锭，单支重量5t‑12t；铸前钢锭模温度60℃‑120℃；Ⅱ.浇铸温度高出钢种液相线70℃‑90℃；Ⅲ.铸前在钢锭模底铺1层‑3层马粪纸，在马粪纸上均匀散加保护渣，加入量为保护渣总量的55％‑75％，其余的保护渣装入袋内，用绳或铁链吊于锭模内；Ⅳ.发热剂在钢液上至帽口高度10％‑20％时加入，发热剂燃烧后，大于1430℃保温时间大于15min。用本发明模铸出的5‑12t不锈钢钢锭锻成∮150‑350mm管坯料后，不锈钢钢锭尾部探伤合格率可达到95％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种模铸方法。
背景技术
不锈钢5-12t钢锭锻成∮150-350mm钢管坯料，超声波探伤不合率大于30％，探伤不合部位95％集中在钢锭尾部。在钢管坯料探伤不合处取样，显微镜下观察，有长300-400μm大型夹杂物，有直径20-40μm小颗粒夹杂物，不能满足用户要求，无法进行无缝钢管生产。
发明内容
为克服现有不锈钢5-12t钢锭尾部探伤合格率低的模铸方法，本发明提供一种模铸方法，用本发明模铸出的5-12t不锈钢钢锭锻成∮150-350mm管坯料后，用∮2mm当量标准探伤，不锈钢钢锭尾部探伤合格率可达到95％以上。
本发明的构思是：通过提高模温，提高浇铸温度，提高发热剂发热效果及加入方式，改善钢锭尾部热状态，促进夹杂物顺利上浮被保护渣吸收，减少钢锭尾部夹杂物聚积数量；另外，通过改变保护渣加入方式，避免保护渣卷入钢液，产生大型夹杂物，从而提高钢锭尾部探伤合格率。
本发明的模铸方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ 设置不锈钢钢锭，单支重量5t-12t；铸前钢锭模温度60℃-120℃。
Ⅱ 浇铸温度高出钢种液相线70℃-90℃。
Ⅲ 铸前在钢锭模底铺1层-3层马粪纸，在马粪纸上均匀散加保护渣，加入量为保护渣总量的55％-75％，其余的保护渣装入袋内，用绳或铁链吊于锭模内，保护渣袋底部距钢锭模底200mm-500mm。
Ⅳ 发热剂在钢液上至帽口高度10％-20％时加入，发热剂燃烧后，大于1430℃保温时间大于15min。
上述的模铸方法，其步骤特征是：在步骤Ⅲ中，加入的保护渣化学成分质量百分比：
CaO 20-28； SiO2 39-45； Al2O3 6-12； MgO 2-5； Fe2O3 3-7；
K2O 1.80-2.50； Na2O 1.30-2.30； C 2-5； F- 1-5；
保护渣物理指标：
熔点 1050-1200℃；熔速(1350℃) 25-55s；水份≤0.5％；
容重≤1.6g/cm3
加入量：2.3-3.0 Kg/t。
在步骤Ⅳ中，加入的发热剂化学成分质量百分比：
CaO 4-9； SiO2 10-25； Al2O3 15-25； Al 5-16； MgO 10-20；
Fe2O3 1-6； C 3-8； F- 2-7；
发热剂物理指标：
水份≤2％；容重≤0.9g/cm3；膨胀倍数≥2倍；点火时间≤3.5min；
发热温度≥1530℃；燃烧时间≥4min；40min后保温温度≥1100℃
加入量：1.4-1.8Kg/t。
上述的模铸方法，其步骤特征是：在步骤Ⅲ中，加入的保护渣化学成分质量百分比：
CaO 24.5； SiO2 45； Al2O3 10； MgO 4； Fe2O3 6； K2O 2.10；
Na2O 1.40； C 3.0； F- 4；
保护渣物理指标：
熔点 1175℃；熔速(1350℃) 40s；水份 0.4％； 容重 1.4g/cm3
加入量：2.68Kg/t；
在步骤Ⅳ中，加入的发热剂化学成分质量百分比：
CaO 7； SiO2 24； Al2O3 24； Al 12； MgO 16； Fe2O3 5；
C 6； F- 6；
发热剂物理指标：
水份1.3％；容重 0.8g/cm3；膨胀倍数2.2倍；点火时间 3min；
发热温度 1550℃；燃烧时间 5min；40min后保温温度 1210℃
加入量：1.43Kg/t。
本发明的有益效果
用本发明模铸出的5-12t不锈钢钢锭锻成∮150-350mm管坯料后，用∮2mm当量标准探伤，钢锭尾部探伤合格率可达到95％以上，钢锭帽口上部收缩呈平盘形。
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
本实施的钢种SUP13Cr，液相线1485℃，步骤为：
Ⅰ 8.4t钢锭模，2盘，每盘4支钢锭模，帽口高450mm，铸前钢锭模温度69℃。
Ⅱ LF炉出站，浇铸温度1568℃，钢水量75t，钢水化学成分质量百分比为：
C 0.015； Si 0.21； Mn 0.56； P 0.015； S 0.001； Cr 13.00；
Ni 5.01； Mo 2.03； V 0.08； Nb 0.02 Al 0.02； N 0.045；
Ti 0.01； Cu 0.01； 其余为Fe与不可避免的杂质。
Ⅲ 铸前将模内抽清干净；钢锭模底铺2层马粪纸，在每支钢锭模底均匀散加15Kg保护渣，在模内用铁链吊挂7.5Kg袋装保护渣，保护渣袋底部距模底300mm。
Ⅳ 开包流钢0.5t，钢流规整后上中注管浇铸，浇钢过程实施氩封保护。第1盘锭身铸速167.5mm/min，钢液上至帽口50mm时加入发热剂，每支钢锭模加发热剂12Kg，帽口铸速40mm/min，发热剂燃烧后，1450℃保温时间19min；第2盘锭身铸速171mm/min，钢液上至帽口45mm时加入发热剂，每支加发热剂12Kg，帽口铸速43mm/min，发热剂燃烧后，1435℃保温时间18.5min；注余量3.5t；浇铸结束到钢锭脱模时间5小时。
用本发明模铸出的8.4t不锈钢钢锭锻成∮320mm管坯料后，用∮2mm当量标准探伤，钢锭尾部探伤合格率为97％，钢锭帽口上部收缩呈平盘形。
本实施例在步骤Ⅲ中，加入的保护渣化学成分质量百分比：
CaO 24.5； SiO2 45； Al2O3 10； MgO 4； Fe2O3 6； K2O 2.10；
Na2O 1.40； C 3.0； F- 4
保护渣物理指标：
熔点 1175℃；熔速(1350℃) 40s；水份 0.4％； 容重 1.4g/cm3
加入量：2.68Kg/t。
在步骤Ⅳ中，加入的发热剂化学成分质量百分比：
CaO 7； SiO2 24； Al2O3 24； Al 12； MgO 16； Fe2O3 5；
C 6； F- 6
发热剂物理指标：
水份1.3％；容重 0.8g/cm3；膨胀倍数2.2倍；点火时间 3min；
发热温度 1550℃；燃烧时间 5min；40min后保温温度 1210℃
加入量：1.43Kg/t。
实施例二
本实施例的钢种TP2Cr13，液相线1495℃，步骤为：
Ⅰ 5.8t钢锭模，3盘，帽口高400mm，铸前钢锭模温度66℃。
Ⅱ LF炉出站，浇铸温度1580℃，钢水量84.5t，钢水化学成分质量百分比为：
C 0.19； Si 0.50； Mn 0.45； P 0.018； S 0.001； Cr 12.30；
Ni 0.15； Al 0.017； Cu 0.01； N 0.0176；其余为Fe与不可避免的杂质。
Ⅲ 铸前将模内抽清干净；在钢锭模底铺2层马粪纸，每支钢锭模底均匀散加10Kg保护渣，在模内用铁链吊挂吊挂5Kg保护渣，保护渣袋底距模底260mm。
Ⅳ 开包流钢0.3t，钢流规整后上中注管浇铸，浇钢过程实施氩封保护。第1盘5支，锭身铸速183mm/min，钢液上至帽口50mm时加入发热剂，每支钢锭模加发热剂9Kg，帽口铸速40mm/min，发热剂燃烧后，1463℃保温时间16.5min；第2盘4支，锭身铸速179mm/min，钢液上至帽口45mm时加入发热剂，每支加发热剂9Kg，帽口铸速43mm/min，发热剂燃烧后，1451℃保温时间17min；第3盘4支，锭身铸速175mm/min，钢液上至帽口40mm时加入发热剂，每支加发热剂9Kg，帽口铸速42mm/min，发热剂燃烧后，1442℃保温时间16min；注余量3.2t；浇铸结束到钢锭脱模时间4.5小时。
用本发明模铸出的5.8t不锈钢钢锭锻成∮280mm管坯料后，用∮2mm当量标准探伤，钢锭尾部探伤合格率为98％，钢锭帽口上部收缩呈平盘形。
本实施例在步骤Ⅲ中，加入的保护渣化学成分质量百分比：
CaO 25；SiO2 42；Al2O3 12；MgO 5； Fe2O3 5；K2O 2.0；Na2O 1.50；
C 4.5； F- 3；
保护渣物理指标：
熔点 1130℃；熔速(1350℃) 45s；水份 0.36％； 容重 1.39g/cm3
加入量：2.59Kg/t。
在步骤Ⅳ中，加入的发热剂化学成分质量百分比：
CaO 8；SiO2 24； Al2O3 23； Al 11； MgO 17； Fe2O3 5；
C 6； F- 6；
发热剂物理指标：
水份 1.6％；容重 0.82g/cm3；膨胀倍数2.21倍；点火时间 3.1min；
发热温度 1562℃；燃烧时间 5min；40min后保温温度 1220℃
加入量：1.55Kg/t。
说明
保护渣是在浇铸过程中覆盖在钢锭模内钢液表面且能维持正常浇铸的渣料。保护渣由基料、助熔剂和熔速调节剂三部分组成，按保护渣分类，本申请为粉渣，其作用：
1. 具有良好的铺散性，防止模内钢液二次氧化。
2. 具有良好的绝热保温性，减少钢锭头部热散失，减少缩孔。
3. 具有一定成渣性，在锭与模之间形成很薄一层渣膜，减缓钢锭热
应力，防止钢锭表面裂纹。
4. 能大量吸附从钢液上浮的夹杂物。
发热剂是指浇完钢锭身后向帽口内加入的可燃材料。因其燃烧放热可起到对钢锭上部保温作用，使上部帽口温度下降缓慢，钢锭在凝固过程中，上部钢水能充分填入钢锭锭身，从而可减少钢锭缩孔和疏松。发热剂中基本成分有：燃烧剂、氧化剂和缓冲剂。
Claims (2)
1.一种模铸方法，它包括下述依次的步骤：
Ⅰ 设置不锈钢钢锭，单支重量5t-12t；铸前钢锭模温度60℃-120℃；
Ⅱ 浇铸温度高出钢种液相线70℃-90℃；
Ⅲ 铸前在钢锭模底铺1层-3层马粪纸，在马粪纸上均匀散加保护渣，加入量为保护渣总量的55％-75％，其余的保护渣装入袋内，用绳或铁链吊于锭模内； 加入的保护渣化学成分质量百分比：
CaO 20-28； SiO2 39-45； Al2O3 6-12； MgO 2-5； Fe2O3 3-7；
K2O 1.80-2.50； Na2O 1.30-2.30； C 2-5； F- 1-5；
保护渣物理指标
熔点 1050-1200℃；熔速(1350℃) 25-55s；水份≤0.5％；
容重≤1.6g/cm3；
加入量：2.3-3.0 Kg/t；
Ⅳ 发热剂在钢液上至帽口高度10％-20％时加入，发热剂燃烧后，大于1430℃保温时间大于15min；
加入的发热剂化学成分质量百分比：
CaO 4-9； SiO2 10-25； Al2O3 15-25； Al 5-16； MgO 10-20；
Fe2O3 1-6； C 3-8； F- 2-7；
发热剂物理指标
水份≤2％；容重≤0.9g/cm3；膨胀倍数≥2倍；点火时间≤3.5min；
发热温度≥1530℃；燃烧时间≥4min；40min后保温温度≥1100℃
加入量：1.4-1.8Kg/t。
2.根据权利要求1所述的模铸方法，其步骤特征是：在步骤Ⅲ中，加入的保护渣化学成分质量百分比：
CaO 24.5； SiO2 45； Al2O3 10； MgO 4； Fe2O3 6； K2O 2.10；
Na2O 1.40； C 3.0； F- 4；
保护渣物理指标
熔点 1175℃；熔速(1350℃) 40s；水份 0.4％； 容重 1.4g/cm3
加入量：2.68Kg/t；
在步骤Ⅳ中，加入的发热剂化学成分质量百分比：
CaO 7； SiO2 24； Al2O3 24； Al 12； MgO 16； Fe2O3 5；
C 6； F- 6；
发热剂物理指标；
水份1.3％；容重 0.8g/cm3；膨胀倍数2.2倍；点火时间 3min；
发热温度 1550℃；燃烧时间 5min；40min后保温温度 1210℃
加入量：1.43Kg/t。
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