CN106825463A - 一种小方坯连铸机生产低碳Ni‑Mo合金钢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种小方坯连铸机生产低碳Ni‑Mo合金钢的方法，属于炼钢连铸技术领域。控制钢中[P]≤0.0140％、[S]≤0.0060％；中间包钢水温度控制在1540～1550℃；结晶器冷却水流量为100～150m3/h；二冷采用自动配水，比水量0.8～1.2L/kg；结晶器电磁搅拌参数为频率3～5Hz，电流250～350A；连铸机拉速控制在2.3±0.1m/min，进拉矫机之前铸坯角部温度为900～1100℃；最后铸坯下线后缓冷。优点在于，合理有效，为低碳Ni‑Mo合金钢的成功工业生产奠定了基础。

Description

一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法
技术领域
本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法。
背景技术
低碳Ni-Mo合金钢合金含量达到3～6％，该钢种要求具有低焊接裂纹敏感性，以及大焊接热输入下的低温冲击韧性要求，需要通过Ni-Mo等合金元素为主的强化手段，以保证低温冲击韧性及可焊接性。裂纹敏感性较高，易产生中心裂纹、缩孔等缺陷。合金钢本身粘度大，为了防止浇铸过程冻流，断浇，需合理匹配过热度、拉速等工艺。由于该钢种碳含量处于近包晶范围，需合理控制结晶器冷却工艺，避免铸坯表面凹陷等缺陷。
经专利及文献检索，专利CN101135022A公布了一种弧形铸机生产Cr-Mo合金钢圆坯的工艺方法，指出连铸过程中需控制[P]、[S]元素上限，避免因凝固过程中形成熔点较低的FeS、磷化铁薄膜，而导致的钢高温韧性降低，从而改善铸坯裂纹缺陷、缩孔等缺陷。但是，该专利中碳含量范围较宽(≦0.35％)，不适用于低碳(≦0.1％)Ni-Mo合金钢的小方坯连铸生产。
综上所述，结合首钢长材产线特点，制定一套合理的生产工艺，是实现低碳Ni-Mo合金钢工业生产，促进高附加值产品开发的关键环节。本专利提供的一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的工艺方法，基于对钢种热物性参数的理解，系统分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器冷却强度，保证铸坯在凝固过程中不产生强烈回温，避开脆性区矫直，成功控制了铸坯裂纹、表面凹陷以及中心缩孔等缺陷的产生，合理有效，为低碳Ni-Mo合金钢的成功工业生产奠定了基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法，解决了生产过程中发生漏钢，内部及表面易产生缺陷的问题。通过控制合理有效的炼钢精炼工艺、连铸二冷工艺参数，避免以上问题发生，生产出符合要求的低碳Ni-Mo合金钢连铸坯。
本发明所涉及的低碳Ni-Mo系列合金钢种质量百分比成分范围如下：C≤0.1，Si：0.1-0.7％，Mn：1.2-2.0％，Ni：1.50-3.75％，Mo：0.2-0.7％，P≤0.0140％，S≤0.0060％，其余为Fe及残余元素。
一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法，生产流程为：铁水+废钢→转炉冶炼(加镍板、MoFe)→LF炉精炼(脱S、调Ti)→小方坯连铸机(150mm×150mm～200mm×200mm)→高速线材轧制。具体步骤及参数如下：
1、开浇前准备：
(1)中间包烘烤温度大于≥1100℃；(中包烘烤温度是指开浇前中间包预热温度；中间包钢水温度指钢液温度，二者不同)。
(2)大包长水口和结晶器浸入式水口均采用铝碳质水口；
2、保护浇铸措施：
(1)开浇前中间包充氩；长水口采用Ar封；
(2)中间包采用无碳中间包覆盖剂；采用低碳钢专用保护渣；结晶器保护渣保持“黑渣”操作；保护渣勤加、少加，确保钢液面足够的保护渣厚度40～50mm，以保持保护渣表面呈灰色。
(3)浇铸过程，避免裸浇，确保保护浇铸效果；
3、连铸工艺
(1)中间包钢水温度控制在1540～1550℃，过热度控制在30～40℃；
(2)结晶器冷却水流量为100～150m3/h；二冷采用自动配水，比水量0.8～1.2L/kg。
(3)结晶器电磁搅拌参数：频率3～5Hz，电流250～350A。
(4)连铸机拉速控制在2.3±0.1m/min，保证进拉矫机之前铸坯角部温度范围控制在900～1100℃。
4、铸坯下线后缓冷。
本发明的优点在于：基于对钢种热物性参数的理解，系统分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器冷却强度，保证铸坯在凝固过程中不产生强烈回温，避开脆性区矫直，避免了铸坯裂纹、表面凹陷以及中心缩孔等缺陷，合理有效，为低碳Ni-Mo合金钢的成功工业生产奠定了基础。
具体实施方式
实施例1
1)在首钢长材产线实现了该低碳Ni-Mo合金钢的工业生产及供货，该小方坯连铸机为5机5流全弧型150mm×150mm小方坯连铸机，基弧半径R10m。生产过程中主要连铸工艺参数如下：钢中[P]：0.0130％、[S]：0.0040％。
1、开浇前准备：
(1)中间包烘烤温度1120℃；
(2)大包长水口和结晶器浸入式水口均采用铝碳质水口；
2、保护浇铸措施：
(1)开浇前中间包充氩；长水口采用Ar封；
(2)中间包采用无碳中间包覆盖剂；采用低碳钢专用保护渣；结晶器保护渣保持“黑渣”操作；保护渣勤加、少加，确保钢液面足够的保护渣厚度40～50mm，以保持保护渣表面呈灰色。
(3)浇铸过程，避免裸浇，确保保护浇铸效果；
3、连铸工艺
(1)中间包钢水温度控制在1545℃，过热度控制在33℃；
(2)结晶器冷却水流量为110m3/h；二冷采用自动配水，比水量1.0L/kg。
(3)结晶器电磁搅拌参数：频率4Hz，电流300A。
(4)连铸机拉速控制在2.3m/min，进拉矫机之前铸坯角部温度范围控制在930～970℃。
4、铸坯下线后缓冷。
采用本发明所述方法，实现了低碳Ni-Mo合金钢的小方坯连铸生产，如表1所示为冶炼成分。表2所示为铸坯低倍质量评级，满足控制要求。
表1低碳Ni-Mo合金钢冶炼成分
样序 C Si Mn P S Ni Mo
中包 0.09 0.55 1.4 0.013 0.004 3.2 0.6
表2低碳Ni-Mo合金钢铸坯低倍评级

Claims (3)

1.一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)开浇前准备：
①中间包烘烤温度大于≥1100℃；
②大包长水口和结晶器浸入式水口均采用铝碳质水口；
2)保护浇铸措施：
①开浇前中间包充氩；长水口采用Ar封；
②中间包采用无碳中间包覆盖剂；采用低碳钢专用保护渣；结晶器保护渣保持“黑渣”操作；
③浇铸过程，避免裸浇，确保保护浇铸效果；
3)连铸工艺
①中间包钢水温度控制在1540～1550℃，过热度控制在30～40℃；
②结晶器冷却水流量为100～150m3/h；二冷采用自动配水，比水量0.8～1.2L/kg；
③结晶器电磁搅拌参数：频率3～5Hz，电流250～350A；
④连铸机拉速控制在2.3±0.1m/min，保证进拉矫机之前铸坯角部温度范围控制在900～1100℃；
4)铸坯下线后缓冷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中确保钢液面保护渣厚度40～50mm，以保持保护渣表面呈灰色。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所涉及的低碳Ni-Mo系列合金钢种质量百分比成分范围如下：C≤0.1，Si：0.1-0.7％，Mn：1.2-2.0％，Ni：1.50-3.75％，Mo：0.2-0.7％，P≤0.0140％，S≤0.0060％，其余为Fe及残余元素。
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