CN105855485A - 中碳钢大型扁钢锭的模铸方法 - Google Patents

中碳钢大型扁钢锭的模铸方法 Download PDF

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王全胜
邓建军
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种中碳钢大型扁钢锭的模铸方法,其工艺为:中碳钢钢水精炼结束后进行浇注;所述浇注过程中:过热度控制在30~40℃;钢锭锭身的浇注速度为3t/min~7t/min,帽口浇注时间占总时间的18%~29%。本方法操作简便,既能提高钢锭内部质量,避免缩孔、减少偏析,又能防止钢锭表面出现裂纹。本方法有效地提高了轧制钢板探伤合格率,减少因探伤不合格、表面裂纹造成的计划外废品量。

Description

中碳钢大型扁钢锭的模铸方法
技术领域
本发明涉及一种属于钢铁冶金领域,尤其是一种中碳钢大型扁钢锭的模铸方法。
背景技术
中碳钢是碳含量0.25%~0.60%的碳素钢,中碳钢大型扁钢锭轧成的钢板广泛用于机械制造。中碳钢中的碳含量越高,液相线与固相线相差越大,钢水凝固时间越长,夹杂物越容易偏析,中碳钢的钢锭容易产生缩孔、点密缺陷;钢中碳含量越高,导热系数就越小,钢锭内应力大,钢锭冷却过程容易产生裂纹缺陷。另外随着钢锭重量增大钢水凝固时间越长,夹杂物越容易偏析,缩孔、点密缺陷就越严重,同样钢锭内应力也更大,裂纹产生的几率也更大。中碳钢传统的浇注方法与浇注其他钢种一样,过热度在40~60℃,甚至更高,浇注帽口有“补缩”过程,浇注帽口速度明显减慢,通常帽口部分的重量占钢锭重量的11~16%,而帽口浇注时间占浇注总时间的30~40%。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种中碳钢大型扁钢锭的模铸方法,以有效地提高大型扁钢锭的质量。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:中碳钢钢水精炼结束后进行浇注;所述浇注过程中:过热度控制在30~40℃;钢锭锭身的浇注速度为3t/min~7t/min,帽口浇注时间占总浇注时间的18%~29%。
本发明所述浇注过程中的脱模时间为:20t~30t以下锭型10h及以上脱模,30t~40t锭型14h及以上脱模,40t以上~51t锭型18h及以上脱模。
本发明所述浇注过程中的堆垛缓冷为:20t~30t以下锭型堆垛缓冷12h~20h,30~40t锭型锭型堆垛缓冷16h~24h,40t以上~51t锭型堆垛缓冷20h~36h。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明操作简便,既能提高钢锭内部质量,避免缩孔、减少偏析,又能防止钢锭表面出现裂纹。本发明有效地提高了轧制钢板探伤合格率,减少因探伤不合格、表面裂纹造成的计划外废品量。
具体实施方式
本中碳钢大型扁钢锭的模铸方法采用下述工艺步骤进行生产:
(1)模铸过程中,低过热度有利于缩短钢水凝固时间、减少夹杂物偏析、增加坯壳(激冷层)厚度,夹杂物偏析越少则钢锭内部质量越好,激冷层越厚对减少钢锭表面裂纹越有利。但是钢水过热度太低也会影响到浇注的顺行(开浇失败、浇注过程汤道堵死),钢水进入钢锭模后流动性差,夹杂物不能上浮。精炼完毕,钢水温度达到浇注温度后,有吊运钢水包时间、浇注准备时间、浇注钢锭锭身时间、浇注钢锭帽口时间,钢水温度是不断降低的,尤其到浇注钢锭帽口时,钢水量少,钢水降温更快。一炉钢的钢水量、钢包状况、精炼时间对浇注时的实际钢水温度有很大的影响。钢包散热速度相同条件下,钢水量少,钢水降温越快;钢包下线时间长,温度降低,吸收热量多,钢水降温快;精炼时间短,钢包温度低,吸收热量多,钢水降温快,精炼时间达到一定时间后,钢包吸热与散热达到平衡,钢水降温慢。如果浇注双盘,浇注时间延长近一倍,需要的浇注温度更高。综合考虑钢水量、钢包状况、精炼时间、是否双盘因素后,确定一个既能保证浇注顺畅,又能缩短凝固时间,减少夹杂物偏析,提高钢质量的过热度。本中碳钢大型扁钢锭的模铸方法浇注过程中的过热度控制在30~40℃;最好按下表1进行控制:
表1:过热度控制条件
表1中:A、正常周转包:下线时间在4h以内又投用的钢包;非正常周转包:下线时间在4h以上又投用的钢包。
B、单盘:一包钢水只浇一个底盘上的钢锭;双盘:一包钢水先后浇两个底盘上的钢锭;
C、非正常周转包精炼时间大于等于120分钟的视为正常周转包。
(2)本中碳钢大型扁钢锭的模铸方法根据锭型大小、浇注钢锭支数控制浇注钢锭锭身和帽口的时间,浇注钢锭锭身平均每分钟3~7t,锭身平稳上升;帽口浇注不调整或只轻微调整钢水流速,使帽口浇注时间占总浇注时间(浇注钢锭锭身和帽口的总用时)的18%~29%,不刻意延长所谓帽口“补缩”时间。以29.73t锭型为例,传统工艺锭身浇注时间需要15分钟~20分钟,帽口需要7分钟~12分钟的,现在锭身浇注时间大致只需要13分钟~17分钟,帽口大致需要4分钟~6分钟。锭身浇注时间差别不大,帽口浇注时间缩短50%左右。传统工艺是在钢锭重量较小、钢水质量较差(没有VD脱气处理),帽口保温不好的基础上建立起来的,钢锭凝固时间短,帽口钢水下降明显,需要延长帽口浇注时间进行补缩。而大型扁钢锭多数在20t以上,钢锭凝固时间在3h以上,即使延长帽口浇注时间5~10分钟,也不会影响到帽口的收缩,而且浇注时间缩短了也减少了钢水二次氧化,减少夹杂物。而浇注帽口时,钢包内钢水已剩很少,降温很快,如果还是原来帽口浇注方法,要保证正常浇注必须大幅提高开浇前吊包浇注的温度。这样一来,又会造成钢水凝固时间延长,偏析更严重。部分常见锭型浇注时间最好如下表2所示。
表2:常见锭型(一盘)浇注时间
锭型(t) 浇注支数 锭身浇注时间(分钟) 帽口浇注时间(分钟)
21.35 3~5 12~16 3~5
24.77 3~4 12~16 3~5
27.93 3~4 13~17 4~6
29.73 2~3 13~17 4~6
31.24 2~3 13~17 4~6
33.13 2~3 13~17 4~7
35.05 2~3 13~17 4~7
40.56 2 14~18 5~8
44.98 2 14~18 5~8
50.79 2 14~19 5~9
(3)本中碳钢大型扁钢锭的模铸方法中的脱模时间是根据锭型确定的,20t~30t以下锭型10h及以上脱模,30~40t锭型14h及以上脱模,40t以上~51t锭型18h及以上脱模。钢锭表面温度降到400~700℃时进行脱模。
(4)本中碳钢大型扁钢锭的模铸方法中脱模后堆垛缓冷时间是根据锭型确定的,20t~30t以下锭型堆垛缓冷12h~20h,30~40t锭型锭型堆垛缓冷16h~24h,40t以上~51t锭型堆垛缓冷20h~36h。堆垛缓冷时间短会造成堆垛后钢锭表面温度仍然较高,拆剁后容易产生裂纹;堆垛缓冷时间过长会造成堆垛后钢锭表面温度过低,容易在钢锭表面清理时出现裂纹。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-11:本中碳钢大型扁钢锭的模铸方法采用下述工艺步骤。
1、实施例1-11采用下述工艺方法:
(1)21.35t~50.79t锭型的吊包温度为:
A、钢水量在85t以下或非正常周转包:
浇注单盘为:液相线+33~38℃;
浇注双盘为:不组织生产。
B、钢水量在85t以上的正常周转包:
浇注单盘为:液相线+30~35℃;
浇注双盘为:液相线+36~40℃。
(2)21.35t~50.79t锭型的浇注本体和帽口时间见上表2。
(3)脱模时间为:
A、21.35t 、24.77t、27.93t、29.73t锭型为10h及以上。
B、31.24t、33.13t、35.05t锭型为14h及以上。
C、40.56t、44.98t、50.79t锭型为18h及以上。
(4)堆垛缓冷时间为:
A、21.35t 、24.77t、27.93t、29.73t锭型为12h~20h。
B、31.24t、33.13t、35.05t锭型为16h~24h。
C、40.56t、44.98t、50.79t锭型为20h~36h。
(4)具体工艺参数见表1。
表1:各实施例的工艺参数
表1中,实施例1中锭身浇注速度为3t/min;实施例4中锭身浇注速度为7t/min。
(5)经检测,实施例1-11所得扁钢锭的表面质量均为良,探伤均合格。
2、案例对比:采用常规方法进行生产8批次,进行检测。对比例1-8的工艺参数以及产品检测结果见表2。
表2:对比例的工艺参数以及产品检测结果
表2的钢板探伤中:“合”指产品探伤合格,“不合”指产品探伤不合格;表2的钢锭表面中“裂纹废”指因裂纹严重造成产品报废。
3、经大量试验对比,常规方法生产的中碳钢大型扁钢锭的表面良好率为85.5%,探伤合格率仅为75.8%;本方法生产的中碳钢大型扁钢锭的表面良好率为100%,探伤合格率达到98.50%。

Claims (3)

1.一种中碳钢大型扁钢锭的模铸方法,其特征在于:中碳钢钢水精炼结束后进行浇注;所述浇注过程中:过热度控制在30~40℃;钢锭锭身的浇注速度为3t/min~7t/min,帽口浇注时间占总浇注时间的18%~29%。
2.根据权利要求1所述的中碳钢大型扁钢锭的模铸方法,其特征在于,所述浇注过程中的脱模时间为:20t~30t以下锭型10h及以上脱模,30t~40t锭型14h及以上脱模,40t以上~51t锭型18h及以上脱模。
3.根据权利要求1或2所述的中碳钢大型扁钢锭的模铸方法,其特征在于,所述浇注过程中的堆垛缓冷为:20t~30t以下锭型堆垛缓冷12h~20h,30~40t锭型锭型堆垛缓冷16h~24h,40t以上~51t锭型堆垛缓冷20h~36h。
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