CN107287531A - 一种OCr17连铸坯及其生产方法 - Google Patents

一种OCr17连铸坯及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种0Cr17连铸坯及其生产方法，连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04‑0.06%，Si：0.25‑0.45%，Mn：0.40‑0.55%，P≤0.035%，S≤0.030%，Cr：16.50‑16.75%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷、铸坯角部修磨倒角平面宽度控制。本发明方法使送轧钢连铸坯表面合格率在99%以上，确保消除了连铸坯表面、皮下裂纹；通过修角减少角部轧制展宽变形、降低角部温降，消除0Cr17线材折叠、裂纹，盘条一检合格率99%以上，酸洗二次检验合格率在95%以上。

Description

一种OCr17连铸坯及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种0Cr17连铸坯及其生产方法。
背景技术
0Cr17因耐蚀性较好，加工成零部件表面光亮，广泛应用于家电、汽车等行业。
目前国内生产0Cr17不锈钢线材的企业较多，线材轧制用铸坯为连铸坯，因该钢种传热性能较差凝固过程温降梯度大，细化晶粒元素含量低，这导致其细小等轴晶层薄且柱状晶发达，因此易在铸坯表面、皮下产生裂纹遗传至轧制工序，使线材产生裂纹，在铸坯冷却过程中因晶粒粗大，会因热应力产生裂纹甚至引起连铸坯断裂。
连铸坯角部虽然存在圆角，但受连铸机结晶器铜管加工限制及铸坯冷却因素影响，铸坯圆角半径尺寸几乎不受控，这导致大量铸坯圆角半径较小，较小的铸坯圆角半径，在轧制时因角部轧制变形过大及温降偏大塑性下降，使线材表面均不同程度的出现通条折叠、裂纹，导致后续冷镦开裂。若通过结晶器铜管设计增大铸坯圆角半径，不仅影响结晶器铜管通钢量，更易导致连铸机漏钢事故。
本发明从连铸机结晶器流量、二冷流量、结晶器电磁搅拌参数设计，连铸坯缓冷，铸坯角部修磨倒角参数计算设计，使送轧钢的连铸坯表面合格率达99%以上，确保消除了连铸坯表面、皮下裂纹，并通过修角减少角部轧制展宽变形、降低角部温降，消除0Cr17线材折叠、裂纹，盘条表面检验合格率达到95%以上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种0Cr17连铸坯；本发明还提供了一种0Cr17连铸坯的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种0Cr17连铸坯，所述连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04-0.06%，Si：0.25-0.45%，Mn：0.40-0.55%，P≤0.035%，S≤0.030%，Cr：16.50-16.75%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供一种0Cr17连铸坯的生产方法，所述方法包括连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷、铸坯角部修磨倒角平面宽度控制。
本发明所述连铸机结晶器水流量控制为1450-1550L/min。
本发明所述二冷水流量控制，连铸机工作拉速为1.1m/min；1区水流量为45.8-46.2L/min，2区水流量为36.8-37.2L/min，3区水流量为19.8-20.2L/min。
二冷水流量与拉速关系，下表用于连铸机非稳态浇铸及微机控制计算：
连铸机拉速（m/min） ≤1.0 1.1 1.3 1.5 1.6 1.7
1区水流量（L/min） 38 46 54 65 68 72
2区水流量（L/min） 30 37 43 49 52 55
3区水流量（L/min） 16 20 23 27 29 31
本发明所述结晶器（结晶器铜管壁厚12mm）电磁搅拌参数控制，电流370A、频率4Hz。
本发明所述连铸坯缓冷控制，连铸坯切割完毕经固定集坯床直接进缓冷坑盖盖缓冷，连铸坯表面温度≤300℃出坑。
本发明所述铸坯角部修磨倒角平面宽度控制为：8.5-22mm。
铸坯角部修磨倒角平面尺寸最大值≤2*（2*细小等轴晶层厚度2）1/2=2*（2*8*8）1/2，计算结果为≤22mm。
本发明所述方法适用于150mm*150mm断面的0Cr17连铸坯。
本发明所述方法生产的送轧钢连铸坯表面合格率在99%以上，盘条一检合格率99%以上，酸洗二次检验合格率在95%以上
本发明方法采用的原理是：
0Cr17为铁素体不锈钢，碳含量低，铬含量高，传热较差，钢水凝固、冷却过程温降梯度大，易产生较大热应力，当热应力超过晶界结合强度时会产生裂纹，连铸坯的表面、皮下裂纹源于结晶器内，在后续冷却过程进一步扩展，该裂纹会遗传至轧制工序导致线材表面裂纹。本发明通过控制连铸坯凝固、冷却过程传热，降低热应力来解决以上问题。通过结晶器水流量设计实现结晶器弱冷避免裂纹产生；二冷水流量参数设计、连铸坯缓冷可适当降低连铸坯表面温降，从而降低凝固、冷却过程连铸坯内外温度梯度进而降低热应力。以上综合作用不仅可以降低、消除连铸坯表面、皮下裂纹，还可增大连铸坯等轴晶区，从而改善线材裂纹。
连铸坯角部在轧制过程中宽展变形高于其他部位，易在轧槽边缘形成折叠，且连铸坯角部在轧制过程中为二维传热，轧制过程中热损失大、温降高，使塑性下降，从而形成裂纹。连铸坯在生产中角部虽有一定圆角半径可以克服以上问题，但受连铸机结晶器铜管加工限制及连铸坯冷却因素影响，铸坯圆角半径尺寸几乎不受控，这导致大量铸坯圆角半径较小，因此需要通过对铸坯角部修磨满足轧制要求。本发明对连铸坯角部修磨倒角平面最小尺寸设计，可以减少连铸坯角部轧制过程中宽展变形量，并降低连铸坯轧制过程中温降，增加角部塑性，同时对连铸坯角部修磨倒角平面最大尺寸进行设计计算，避免粗大晶粒裸露，粗大晶粒裸露不仅使铸坯塑性降低，而且会导致铸坯轧制加热时晶界氧化，使线材表面出现裂纹。
本发明通过连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制，连铸坯缓冷、铸坯角部修磨倒角平面宽度控制，消除了0Cr17连铸坯裂纹，提高了连铸坯送轧钢合格率，降低了线材裂纹。
本发明0Cr17盘条的产品标准参考：《不锈钢盘条》GB/T4356-2002。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过连铸机结晶器流量、二冷流量、结晶器电磁搅拌参数控制，连铸坯缓冷、铸坯角部修磨倒角平面宽度控制，使送轧钢连铸坯表面合格率在99%以上，确保消除了连铸坯表面、皮下裂纹。2、本发明通过修角减少角部轧制展宽变形、降低角部温降，消除0Cr17线材折叠、裂纹，盘条一检合格率99%以上，酸洗二次检验合格率在95%以上。
附图说明
图1为实施例1的0Cr17铸坯低倍表面质量图；
图2为实施例1酸洗后的0Cr17线材试样图；
图3为实施例1酸洗后整包的0Cr17线材图；
图4为对比例1的0Cr17铸坯低倍表面质量图；
图5为对比例1酸洗后的0Cr17线材试样图。
具体实施方式
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
本实施例0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.043%，Mn： 0.50%，Si：0.36%，P：0.018%，S：0.002%，Cr：16.71%，Ni：0.07%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
本实施例0Cr17连铸坯生产方法包括连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷、铸坯角部修磨倒角平面宽度控制，具体工艺步骤如下所述：
（1）结晶器水流量：1480L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：45.8L/min；2区：36.8L/min；3区：20L/min；拉速1.1m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流370A、频率：4Hz；
（4）连铸坯出坑温度：265℃；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度9mm。
按本实施例工艺生产送轧钢连铸坯合格率100%，铸坯低倍表面质量见图1；轧制的Φ5.5mm规格的0Cr17盘条，一检合格率99.8%；酸洗后表面质量良好，无折叠及目视可见裂纹，酸洗后二检合格率98.5%，酸洗后的0Cr17线材试样见图2，酸洗后整包的0Cr17线材见图3。（其他实施例附图与本实施例相似，故省略。）
实施例2
本实施例0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.044%，Mn： 0.50%，Si：0.36%，P：0.016%，S：0.002%，Cr：16.71%，Ni：0.07%，其余为铁和不可避免的杂质元素。。
（1）结晶器水流量：1547L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：46.1L/min；2区：37.1L/min；3区：19.8L/min；拉速1.1m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流370A、频率：4Hz；
（4）连铸坯出坑温度：283℃；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度15mm。
按本实施例工艺生产送轧钢连铸坯合格率100%，轧制的Φ5.5mm规格的0Cr17盘条，一检合格率99.2%；酸洗后表面质量良好，无折叠及目视可见裂纹，酸洗后二检合格率98.3%。
实施例3
本实施例0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.049%，Mn： 0.53%，Si：0.39%，P：0.017%，S：0.002%，Cr：16.68%，Ni：0.07%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
（1）结晶器水流量：1500L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：46L/min；2区：37L/min；3区：20.1L/min；拉速1.1m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流370A、频率：4Hz；
（4）连铸坯出坑温度：300℃；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度19mm。
按本实施例工艺生产送轧钢连铸坯合格率99.3%，轧制的Φ6.5mm规格的0Cr17盘条，一检合格率99.1%；酸洗后表面质量良好，无折叠及目视可见裂纹，酸洗后二检合格率97.5%。
实施例4
本实施例0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.044%，Mn：0.46%，Si：0.36%，P：0.016%，S：0.002%，Cr：16.71%，Ni：0.07%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
（1）结晶器水流量：1455L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：46.1L/min；2区：37.2L/min；3区：19.9L/min；拉速1.1m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流370A、频率：4Hz；
（4）连铸坯出坑温度：247℃；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度20mm。
按本发明工艺生产送轧钢连铸坯合格率99%，轧制的Φ6.5mm规格的0Cr17盘条，酸洗后表面质量良好，一检合格率99%；无折叠及目视可见裂纹，酸洗后二检合格率96.6%。
实施例5
本实施例0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.060%，Mn：0.55%，Si：0.45%，P：0.028%，S：0.030%，Cr：16.75%，Ni：0.35%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
（1）结晶器水流量：1550L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：46.2L/min；2区：36.9L/min；3区：20.2L/min；拉速1.1m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流370A、频率：4Hz；
（4）连铸坯出坑温度：285℃；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度22mm。
按本发明工艺生产送轧钢连铸坯合格率99.4%，轧制的Φ6.0mm规格的0Cr17盘条，一检合格率99.1%；酸洗后表面质量良好，无折叠及目视可见裂纹，酸洗后二检合格率95.9%。
实施例6
本实施例0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.040%，Mn：0.40%，Si：0.25%，P：0.035%，S：0.010%，Cr：16.50%，Ni：0.60%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
（1）结晶器水流量：1450L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：45.9L/min；2区：37.1L/min；3区：20.0L/min；拉速1.1m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流370A、频率：4Hz；
（4）连铸坯出坑温度：276℃；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度8.5mm。
按本发明工艺生产送轧钢连铸坯合格率99.5%，轧制的Φ6.5mm规格的0Cr17盘条，一检合格率99.2%；酸洗后表面质量良好，无折叠及目视可见裂纹酸洗后二检合格率97.2%。
对比例1
本对比例提供常规的0Cr17连铸坯生产工艺。
0Cr17连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.055%，Mn：0.45%，Si：0.35%，P：0.025%，S：0.008%，Cr：16.65%，Ni：0.09%，其余为铁和不可避免的杂质元素。
（1）结晶器水流量：1710L/min；
（2）二冷水流量（L/min）：1区：65 L/min；2区：50 L/min；3区：30 L/min；拉速1.4m/min；
（3）结晶器电磁搅拌参数：电流280A、频率：5Hz；
（4）连铸坯出坑温度：无缓冷；
（5）铸坯角部修磨倒角平面宽度：不倒角。
按本发明工艺生产送轧钢连铸坯合格率80%，铸坯圆角半径5mm，等轴晶率10%，铸坯存在表面裂纹、皮下裂纹，铸坯低倍表面质量见图4；轧制的Φ5.5mm规格的0Cr17盘条，一检合格率80%；酸洗后表面质量存在裂纹，目视可见裂纹，酸洗后二检合格率75%，酸洗后的0Cr17线材试样见图5。
通过图1、4和图2、5对比，可以看出：采用本发明后铸坯等轴晶率由10%提高至30%以上，铸坯表面裂纹、皮下裂纹消失，通过角部倒角使角部尖锐现象消失，可有效减少轧制过程铸坯角部热量损失及展宽变形，消除了线材裂纹及折叠。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种0Cr17连铸坯，其特征在于，所述连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.04-0.06%，Si：0.25-0.45%，Mn：0.40-0.55%，P≤0.035%，S≤0.030%，Cr：16.50-16.75%，Ni≤0.60%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.基于权利要求1所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述方法包括连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷、铸坯角部修磨倒角平面宽度控制。
3.根据权利要求2所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述连铸机结晶器水流量控制，控制水流量为1450-1550L/min。
4.根据权利要求2所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述二冷水流量控制，连铸机工作拉速为1.1m/min；1区水流量为45.8-46.2L/min，2区水流量为36.8-37.2L/min，3区水流量为19.8-20.2L/min。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述结晶器电磁搅拌参数控制，电流370A、频率4Hz。
6.根据权利要求2-4任意一项所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述连铸坯缓冷控制，连铸坯出坑温度≤300℃。
7.根据权利要求2-4任意一项所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述铸坯角部修磨倒角平面宽度控制为：8.5-22mm。
8.根据权利要求2-4任意一项所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述方法适用于150mm*150mm断面的0Cr17连铸坯。
9.根据权利要求2-4任意一项所述的一种0Cr17连铸坯的生产方法，其特征在于，所述方法生产的送轧钢连铸坯表面合格率在99%以上，盘条一检合格率99%以上，酸洗二次检验合格率在95%以上。
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