CN106180623A - 一种在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺 - Google Patents

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钱刚
阮小江
陈玉辉
徐国庆
韩全军
李忠平
官跃辉
刘吉刚
刘俊
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Abstract

本发明涉及在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺：连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用碱性覆盖剂和中包渣双层覆盖剂；在浇注过程中结晶器液面采用涡流探头全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器表面保护渣与高钛钢水适应；结晶器二冷区采用前部快冷，中部和后部慢冷。本发明可有效的防止浇注过程中钢水的二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，防止保护渣变性，同时通过优化冷却能够抑制钢中大颗粒钛化物的析出，解决模铸中钛化物颗粒较大，分布不均的问题，确保钢种钛化物细小均匀分布。

Description

一种在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺
技术领域
本发明属于冶金行业的连铸技术领域，具体涉及一种高钛耐磨钢钢坯的连铸工艺。
背景技术
近几年我国在低合金马氏体耐磨钢研究方面取得很大的进展，该类型耐磨钢具有优良的强韧性和耐磨性，且成本不高。当前，通过在马氏体基体上引入第二相强化，来进一步提高材料的综合性能是马氏体耐磨钢的一个研究热点，以Cr-Mo为主的成分体系上通过添加一定量的钛合金元素，配合控制热轧及热处理工艺相关参数使其以硬质相TiC形式弥散析出，可开发一种耐磨性优异的超高强度马氏体耐磨钢板，但目前对于第二相的种类、形态、分布和大小的控制还不理想。
钛化物通常会在凝固过程中就开始析出，如果凝固过程控制不当，最终会造成第二相钛化物尺寸偏大、分布不均，从而影响耐磨钢的综合性能，尤其对一些高钛耐磨钢种。目前，高钛耐磨钢通常采用模铸工艺，模铸时由于冷却缓慢容易导致铸坯中钛化物析出后快速长大，最终影响钢板中第二相TiC的颗粒大小和分布，导致钢板性能不合，产品合格率低，且模铸工艺生产周期长，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，通过连铸时全保护浇注，有效地防止浇注过程中钢水的二次氧化，确保钢水中钛的稳定性。同时通过二冷区冷却的优化确保了钢中钛化物细小均匀分布。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，工艺如下，
（1）铸坯开浇前往中间包内充惰性气体氩气，充气时间维持在10min以上；
（2）连铸过程采取全程保护浇注：钢包到中间包采用长水口氩封保护渣浇注，中间包到结晶器采用滑板式浸入式水口保护浇注，中间包钢水采用双层覆盖剂保护，下面一层为碱性覆盖剂，上面一层为中包渣；
（3）结晶器表面铺设的保护渣的主要成分重量百分比为：SiO2 ：20-40%、Al2O3 ：大于0且≤8%、CaO：20-40%、Fe2O3：大于0且≤5.5%、H2O：≤0.5%、固定C：大于0且≤6%，Na2O：6-10%、Li2O1.5-5%、F-：3-8%，CaO/ SiO2≤1；
上述组分的保护渣通过添加Na2O、Li2O以及F来调整保护渣的熔点，降低保护渣粘度，利于保护渣的润滑，同时采用了低碱度(CaO/SiO2≤1)设计降低了保护渣的析晶温度，实现了玻璃态的润滑以及钢水的防氧化。该保护渣可以有效防止钢水中Ti、Al等易氧化元素的氧化，并且能有效防止Ti氧化后生产氧化钛对保护渣性能及使用效果恶化的影响。
（4）结晶器液面采用涡流探头液面自动检查控制，连铸拉速按中间包过热度自动控制，过热度控制在20～45℃，浇注拉速控制在0.6～1.3m/min；
（5）结晶器内保护渣的渣面保持稳定，液渣层厚度控制在10～15mm，且每隔10±2min进行一次结晶器渣圈清理，结晶器保护渣补充分批若干次的添加方式，每次加入10±1kg，循环时间为5±1min；
（6）结晶器宽面冷却水流量6100～7000L/min，窄面冷却水流量310～330L/min；
（7）二冷区采取气雾冷却的方式，整个二冷区布设若干冷却回路，二冷区分为前部快冷区、中部慢冷区和后部慢冷区，二冷区总比水量控制在0.6～1.0L/kg，前部快冷区的冷却水量占总量的30～50%。
上述工艺对应铸坯的尺寸：厚度为150mm，宽度为1600～3250mm。
该高钛耐磨钢中Ti的质量百分含量在0.4%以上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）采用连铸生产效率高，铸坯收得率高，大大降低了生产成本和生产强度。
（2）实现了铸坯二冷区快速冷却，确保钛化物大量形核，避免早期钛化物过度生长，从而实现了钛化物颗粒细小均匀分布，避免了模铸中钛化物颗粒粗大，影响最终性能。
（3）本发明可有效的防止浇注过程中钢水的二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，防止保护渣变性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
实施例中钢种Ti的质量百分含量在0.4%以上，生产的断面为150*1600mm。
在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，
（1）铸坯开浇前往中间包内充惰性气体氩气，充气时间维持在10min；
（2）连铸过程采取全程保护浇注：钢包到中间包采用长水口氩封保护渣浇注，中间包到结晶器采用滑板式浸入式水口保护浇注，中间包钢水采用双层覆盖剂保护，下面一层为碱性覆盖剂，上面一层为中包渣；
（3）结晶器表面铺设的保护渣的主要成分重量百分比为：SiO2 ：20-40%、Al2O3 ：大于0且≤8%、CaO：20-40%、Fe2O3：大于0且≤5.5%、H2O：≤0.5%、固定C：大于0且≤6%，Na2O：6-10%、Li2O1.5-5%、F-：3-8%，CaO/ SiO2≤1；
（4）结晶器液面采用涡流探头液面自动检查控制，连铸拉速按中间包过热度自动控制，过热度控制在20～45℃，浇注拉速控制在0.6～1.3m/min；
（5）结晶器内保护渣的渣面保持稳定，液渣层厚度控制在10mm，且每隔10min进行一次结晶器渣圈清理，结晶器保护渣补充采用少量多次的方式，每次加入10±1kg，循环时间为5min；
（6）结晶器宽面冷却水流量控制6100～7000L/min，窄面冷却水流量控制310～330L/min；
（7）二冷区采取气雾冷却的方式，整个二冷区布设14道冷却回路，前部4道冷却回路作为快冷区、中间5道冷却回路作为中部慢冷区和剩余5道冷却回路作为后部慢冷区，二冷区总比水量控制在0.6～1.0L/kg，前部快冷区的冷却水量占总量的50%。
实施例2
实施例中钢种Ti的质量百分含量在0.4%以上，生产的断面为150*2400mm。
在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，
（1）铸坯开浇前往中间包内充惰性气体氩气，充气时间维持在15min；
（2）连铸过程采取全程保护浇注：钢包到中间包采用长水口氩封保护渣浇注，中间包到结晶器采用滑板式浸入式水口保护浇注，中间包钢水采用双层覆盖剂保护，下面一层为碱性覆盖剂，上面一层为中包渣；
（3）结晶器表面铺设的保护渣的主要成分重量百分比为：SiO2 ：20-40%、Al2O3 ：大于0且≤8%、CaO：20-40%、Fe2O3：大于0且≤5.5%、H2O：≤0.5%、固定C：大于0且≤6%，Na2O：6-10%、Li2O1.5-5%、F-：3-8%，CaO/ SiO2≤1；
（4）结晶器液面采用涡流探头液面自动检查控制，连铸拉速按中间包过热度自动控制，过热度控制在20～45℃，浇注拉速控制在0.6～1.3m/min；
（5）结晶器内保护渣的渣面保持稳定，液渣层厚度控制在12mm，且每隔12min进行一次结晶器渣圈清理，结晶器保护渣补充采用少量多次的方式，每次加入10±1kg，循环时间为4min；
（6）结晶器宽面冷却水流量控制在6100～7000L/min，窄面冷却水流量控制在310～330L/min；
（7）二冷区采取气雾冷却的方式，整个二冷区布设若干冷却回路，二冷区分为前部快冷区、中部慢冷区和后部慢冷区，二冷区总比水量控制在0.6～1.0L/kg，前部快冷区的冷却水量占总量的45%。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，其特征在于：工艺如下，
（1）铸坯开浇前往中间包内充惰性气体氩气，充气时间维持在10min以上；
（2）连铸过程采取全程保护浇注：钢包到中间包采用长水口氩封保护渣浇注，中间包到结晶器采用滑板式浸入式水口保护浇注，中间包钢水采用双层覆盖剂保护，下面一层为碱性覆盖剂，上面一层为中包渣；
（3）结晶器表面铺设的保护渣的主要成分重量百分比为：SiO2 ：20-40%、Al2O3 ：大于0且≤8%、CaO：20-40%、Fe2O3：大于0且≤5.5%、H2O：≤0.5%、固定C：大于0且≤6%，Na2O：6-10%、Li2O1.5-5%、F-：3-8%，CaO/ SiO2≤1；
（4）结晶器液面采用涡流探头液面自动检查控制，连铸拉速按中间包过热度自动控制，过热度控制在20～45℃，浇注拉速控制在0.6～1.3m/min；
（5）结晶器内保护渣的渣面保持稳定，液渣层厚度控制在10～15mm，且每隔10±2min进行一次结晶器渣圈清理，结晶器保护渣补充采用少量多次的方式，每次加入10±1kg，循环时间为5±1min；
（6）结晶器宽面冷却水流量6100～7000L/min，窄面冷却水流量310～330L/min；
（7）二冷区采取气雾冷却的方式，整个二冷区布设若干冷却回路，二冷区分为前部快冷区、中部慢冷区和后部慢冷区，二冷区总比水量控制在0.6～1.0L/kg，前部快冷区的冷却水量占总量的30～50%。
2.根据权利要求1所述的在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，其特征在于：铸坯的尺寸：厚度为150mm，宽度为1600～3250mm。
3.根据权利要求1所述的在直弧形板坯连铸机上生产高钛耐磨钢的连铸工艺，其特征在于：该高钛耐磨钢中Ti的质量百分含量在0.4%以上。
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