CN107598110B

CN107598110B - 含铅和碲不锈钢连铸的方法

Info

Publication number: CN107598110B
Application number: CN201710695423.3A
Authority: CN
Inventors: 张增武; 赵恕昆; 陈景锋; 王鹏; 谭俊; 张润平; 李忠利; 赵东; 李晓军
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2019-08-02
Anticipated expiration: 2037-08-15
Also published as: CN107598110A

Abstract

公开了含铅和碲的不锈钢连铸的方法以及由该方法得到的含铅和碲的不锈钢铸坯。所述方法包括连铸时关闭铸坯二次冷却区最后一个回路的冷却水，将二冷比水量控制在0.35‑0.55L/Kg，其中使用碱度为0.95‑1.10、熔点为1160‑1220℃、粘度(1300℃)为2.0‑3.0dpa.s的结晶器保护渣，所述含铅和碲的不锈钢的化学成分的质量百分比为：C≤0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15‑0.35，Cr 19.00‑21.00，Mo 1.50‑2.50，Pb 0.10‑0.40，Te 0.01‑0.10，Ni≤0.50，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.030，余量为Fe及其他不可避免的杂质。使用该方法可减少铸坯内部中心疏松、缩孔和表面裂纹缺陷，防止漏钢事故。

Description

含铅和碲不锈钢连铸的方法

技术领域

本申请大体上涉及合金材料领域。更具体地，本申请涉及不锈钢连铸领域。

背景技术

为改善钢的切削性能，提高切削速度和刀具寿命及工件的表面光洁度，需在不锈钢中加入一定量的硫、磷、铅和碲易切削元素，形成易切不锈钢，满足一些行业生产需求。

钢中加入铅，在切削加工时，切削刀具同工件、铁屑之间产生强烈的磨擦使分布在钢中的铅微粒熔化，产生润滑作用，降低切削阻力，减少磨损，使切屑细碎；钢中加入碲，在切削加工时，能降低刀具上的积屑尺寸，减少刀具阻力，使钢中硫化物形貌纺锤体化，从而提高钢的切削性能，提高刀具使用寿命和加工生产效率。

但是，含铅和碲不锈钢连铸时，问题较多：浇钢过程中易出现漏钢，在拉矫过程中铸坯钩头易出现断裂，铸坯皮下有纵向裂纹，铸坯内部有大于1.0级中心疏松和缩孔缺陷。

发明内容

概述

一方面，本申请涉及含铅和碲的不锈钢连铸的方法，其包括连铸时关闭铸坯二次冷却区最后一个回路的冷却水，将二冷比水量控制在0.35-0.55L/Kg，其中使用碱度为0.95-1.10、熔点为1160-1220℃、粘度(1300℃)为2.0-3.0dpa.s的结晶器保护渣，所述含铅和碲的不锈钢的化学成分的质量百分比为：C≤0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S0.15-0.35，Cr 19.00-21.00，Mo 1.50-2.50，Pb 0.10-0.40，Te 0.01-0.10，Ni≤0.50，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.030，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

另一方面，本申请涉及由包括以下步骤的方法得到的含铅和碲的不锈钢铸坯：连铸时关闭铸坯二次冷却区最后一个回路的冷却水，将二冷比水量控制在0.35-0.55L/Kg，其中使用碱度为0.95-1.10、熔点为1160-1220℃、粘度(1300℃)为2.0-3.0dpa.s的结晶器保护渣，所述含铅和碲的不锈钢的化学成分的质量百分比为：C≤0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15-0.35，Cr 19.00-21.00，Mo 1.50-2.50，Pb 0.10-0.40，Te 0.01-0.10，Ni≤0.50，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.030，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

具体实施方式

详述

在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。

除非本申请中另有要求，在整个说明书和所附的权利要求书中，词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。

在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。

定义

在本文中，术语“比水量”系指是连铸机二冷区单位时间内消耗的总水量与单位时间内通过二冷区铸坯质量的比值，以L/Kg为单位。

在本文中，术语“二次冷却区”即二冷，系指从结晶器出口到拉矫机前一定范围内设置的喷水或气雾冷却区域。

在本文中，术语“中包”即中间包，系指位于钢包与结晶器之间用于浇铸钢液、内壁带有耐火材料的过渡容器。

在本文中，术语“液相线”系指钢液在固态与液态交叉点的温度。

在本文中，术语“过热度”系指中包内钢液温度与该钢液相线温度之差。

在本文中，术语“碱度”为二元碱度，系指在保护渣组分中CaO与SiO₂质量百分数的比值。

在本文中，术语“中包覆盖剂”系指用于加在连铸中包内钢液表面的渣料，具有保温、防止钢液二次氧化和吸收钢液中夹杂物等作用。

在本文中，术语“浸入式水口”系指钢液从中包进入结晶器内、用耐火材料制作的保护装置。

在本文中，术语“浸入式水口插入深度”系指浸入式水口垂直插入到结晶器内钢液中的长度。

在本文中，术语“拉速”系指连铸每一流单位时间内拉出铸坯的长度，以m/min为单位。

具体实施方案

一方面，本申请涉及含铅和碲的不锈钢连铸的方法，其包括连铸时关闭铸坯二次冷却区最后一个回路的冷却水，将二冷比水量控制在0.35-0.55L/Kg，

其中使用碱度为0.95-1.10、熔点为1160-1220℃、粘度(1300℃)为2.0-3.0dpa.s的结晶器保护渣，

所述含铅和碲的不锈钢的化学成分的质量百分比为：

C≤0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15-0.35，Cr 19.00-21.00，Mo1.50-2.50，Pb 0.10-0.40，Te 0.01-0.10，Ni≤0.50，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.030，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

在某些实施方案中，中包钢液的过热度约为25-55℃。

在某些实施方案中，浸入式水口插入深度约为100-140mm。

在某些实施方案中，拉速约为0.70-1.10m/min。

在某些实施方案中，使用结晶器电磁搅拌。

在某些实施方案中，结晶器电磁搅拌电流强度约为400-700A。

在某些实施方案中，结晶器电磁搅拌频率约为3-5Hz。

在某些实施方案中，结晶器电磁搅拌电流强度约为400-700A、频率约为3-5Hz。

在某些实施方案中，铸坯为方坯或圆坯。

在某些实施方案中，铸坯断面为324-710cm²。

在某些实施方案中，断面为324-710cm²的方坯或圆坯。

在某些实施方案中，钢包精炼炉处理结束至钢包开浇对钢液进行镇静。

在某些实施方案中，钢包精炼炉处理结束至钢包开浇对钢液镇静时间约15-20min。

在某些实施方案中，二次冷却区具有多个回路的冷却水。

在某些实施方案中，二次冷却区具有四个或四个以上回路的冷却水。

由于铅比重大，在钢液中易沉淀，造成铅成分偏析；由于硫、铅、氧的存在，钢液粘度大，流动性差，为保证其可浇性须提高浇铸温度，铸坯易产生中心疏松和缩孔；由于钢中硫含量高，易在晶界处析出低熔点的FeS，发生晶界脆性而形成裂纹。

因此，本申请的方法通过控制结晶器保护渣碱度、熔点和粘度三项重要指标，能使结晶器传热均匀，有效润滑铸坯，提高铸坯表面质量，防止漏钢事故。此外，本申请的方法通过控制二冷比水量能够解决铸坯中心疏松和缩孔、皮下纵向裂纹及钩头断裂等质量问题。

另一方面，本申请涉及由包括以下步骤的方法得到的含铅和碲的不锈钢铸坯：连铸时关闭铸坯二次冷却区最后一个回路的冷却水，将二冷比水量控制在0.35-0.55L/Kg，

所述含铅和碲的不锈钢的化学成分的质量百分比为：C≤0.05，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.050，S 0.15-0.35，Cr 19.00-21.00，Mo 1.50-2.50，Pb 0.10-0.40，Te 0.01-0.10，Ni≤0.50，Cu≤0.50，V≤0.30，Nb≤0.10，N≤0.030，余量为Fe及其他不可避免的杂质。

在某些实施方案中，铸坯为方坯或圆坯。

在某些实施方案中，铸坯断面为324-710cm²。

在某些实施方案中，铸坯断面为324-710cm²的方坯或圆坯。

在某些实施方案中，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别小于1.0级。

在某些实施方案中，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别为0.5级。

在某些实施方案中，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别为0级。

下文中，本申请将通过如下实施例进行详细解释以便更好地理解本申请的各个方面及其优点。然而，应当理解，以下的实施例是非限制性的而且仅用于说明本申请的某些实施方案。

实施例

实施例1

本实施例是在220×220mm²四流方坯连铸机上进行的，该铸机二次冷却区有4个回路的冷却水，钢种为0Cr20NiCuMo2，液相线为1485℃。

在钢包精炼炉处理后，钢液重量为82t，钢液温度为1581℃，钢液成分的质量百分比：

C 0.013；Si 0.33；Mn 1.26；P 0.033；S 0.321；Cr 20.01；Ni 0.16；Mo 1.86；Pb0.20；Te 0.041；Cu 0.17；V 0.08；Nb 0.03；N 0.017；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

钢包开浇，钢包精炼炉处理结束至钢包开浇钢液镇静时间为17min；中包钢液为8t时中包温度为1533℃(过热度为48℃)；中包钢液为12t时四流依次开浇，加入结晶器保护渣(碱度为0.96、熔点为1205℃、粘度(1300℃)为2.2dpa.s)；起步拉速为0.5m/min，1.5min后拉速升至0.80min，关闭铸坯二次冷却区第4回路的冷却水，将二冷比水量控制为0.421L/Kg；中包钢液为15t时添加中包覆盖剂160Kg；浸入式水口插入深度为120mm；铸坯出结晶器2.5m，开启结晶器电磁搅拌(电流强度为550A、频率为4.5Hz)；10min中包温度为1528℃(过热度为43℃)，拉速为0.90m/min，二冷比水量0.426L/Kg；20min中包测温为1525℃(过热度为40℃)，拉速为0.95m/min，二冷比水量为0.429L/Kg；30min中包测温为1523℃(过热度为38℃)，拉速为0.95m/min，二冷比水量为0.429L/Kg。

钢包浇完，中包钢液位降至180mm时，拉速降至0.5m/min，进行封顶操作。

成品化学成分质量百分比：

C 0.014；Si 0.32；Mn 1.26；P 0.033；S 0.320；Cr 20.01；Ni 0.16；Mo 1.86；Pb0.19；Te 0.04；Cu 0.17；V 0.08；Nb 0.03；N 0.0175；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

浇钢过程中无漏钢事故发生，在拉矫过程中铸坯钩头未发生断裂，铸坯无皮下纵向裂纹，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别为0级，铸坯表面无修磨。

实施例2

本实施例是在240×240mm²四流方坯连铸机上进行的，该铸机二次冷却区有5个回路的冷却水，钢种为0Cr20NiCuMo2，液相线为1485℃。

在钢包精炼炉处理后，钢液重量为86t，钢液温度为1583℃，钢液成分的质量百分比：

C 0.022；Si 0.29；Mn 1.36；P 0.035；S 0.316；Cr 20.53；Ni 0.21；Mo 1.75；Pb0.27；Te 0.039；Cu 0.20；V 0.08；Nb 0.03；N 0.015；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

钢包开浇，钢包精炼炉处理结束至钢包开浇钢液镇静时间为17min；中包钢液为10t时中包温度为1530℃(过热度为45℃)；中包钢液为13t时四流依次开浇，加入结晶器保护渣(碱度为0.98、熔点为1201℃、粘度(1300℃)为2.3dpa.s)；起步拉速为0.5m/min，1.5min后拉速升至0.75min，关闭铸坯二次冷却区第5回路的冷却水，将二冷比水量控制为0.425L/Kg；中包钢液为18t时添加中包覆盖剂165Kg；浸入式水口插入深度为130mm；铸坯出结晶器3.2m，开启结晶器电磁搅拌(电流强度为600A、频率为4.5Hz)；10min中包温度为1528℃(过热度为43℃)，拉速为0.80m/min，二冷比水量0.430L/Kg；20min中包测温为1525℃(过热度为40℃)，拉速为0.85m/min，二冷比水量为0.433L/Kg；30min中包测温为1522℃(过热度为37℃)，拉速为0.90m/min，二冷比水量为0.435L/Kg。

钢包浇完，中包钢液位降至200mm时，拉速降至0.5m/min，进行封顶操作。

成品化学成分质量百分比：

C 0.023；Si 0.28；Mn 1.36；P 0.035；S 0.313；Cr 20.53；Ni 0.21；Mo 1.75；Pb0.26；Te 0.037；Cu 0.20；V 0.08；Nb 0.03；N 0.016；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

浇钢过程中无漏钢事故发生，在拉矫过程中铸坯钩头未发生断裂，铸坯无皮下纵向裂纹，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别为0.5级，铸坯表面无修磨。

实施例3

本实施例是在直径300mm四流圆坯连铸机上进行的，该铸机二次冷却区有6个回路的冷却水，钢种为0Cr20NiCuMo2，液相线为1485℃。

在钢包精炼炉处理结束后，钢液重量为85t，钢液温度为1583℃，钢液成分的质量百分比：

C 0.015；Si 0.30；Mn 1.21；P 0.035；S 0.303；Cr 20.11；Ni 0.15；Mo 1.82；Pb0.18；Te 0.035；Cu 0.15；V 0.08；Nb 0.025；N 0.016；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

钢包开浇，钢包精炼炉处理结束至钢包开浇钢液镇静时间为18min；中包钢液为10t时中包温度为1532℃(过热度为47℃)；中包钢液13t时四流依次开浇，加入结晶器保护渣(碱度为1.02、熔点为1210℃、粘度(1300℃)为2.31dpa.s)；起步拉速为0.3m/min，2min后拉速升至0.70min，关闭铸坯二次冷却区第6回路的冷却水，将二冷比水量控制为0.449L/Kg；中包钢液为18t时添加中包覆盖剂180Kg；浸入式水口插入深度为135mm；铸坯出结晶器3.5m，开启结晶器电磁搅拌(电流强度为650A、频率为4.0Hz)；10min中包温度为1527℃(过热度为42℃)，拉速为0.75m/min，二冷比水量为0.456L/Kg；20min中包温度为1526℃(过热度为41℃)，拉速为0.80m/min，二冷比水量为0.459L/Kg；30min中包温度为1520℃(过热度为35℃)，拉速为0.80m/min，二冷比水量为0.459L/Kg。

钢包浇完，中包钢液位降至260mm时，拉速降至0.5m/min，进行封顶操作。

成品化学成分质量百分比：

C 0.016；Si 0.30；Mn 1.21；P 0.035；S 0.301；Cr 20.11；Ni 0.15；Mo 1.82；Pb0.175；Te 0.035；Cu 0.15；V 0.08；Nb 0.025；N 0.017；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

浇钢过程中无漏钢事故，在拉矫过程中铸坯钩头未发生断裂，铸坯无皮下纵向裂纹，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别为0.5级，铸坯表面无修磨。

由上述实施例可以看出，使用本申请的方法浇钢过程中不发生漏钢事故，在拉矫过程中铸坯钩头不发生断裂，铸坯无皮下纵向裂纹，铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别小于1.0级，铸坯表面可实现无修磨。

从前述中可以理解，尽管为了示例性说明的目的，描述了本发明的具体实施方案，但是在不偏离本发明的内容和范围的条件下，本领域所述技术人员可以作出各种变形或改进。这些变形或修改都应落入本申请所附权利要求的范围。

Claims

1.含铅和碲的不锈钢连铸的方法，其包括连铸时关闭铸坯二次冷却区最后一个回路的冷却水，将二冷比水量控制在0.421-0.429L/Kg，

其中使用碱度为0.96、熔点为1205℃、1300℃下的粘度为2.2dpa.s的结晶器保护渣，

其中中包的过热度为38℃-48℃，

其中浸入式水口插入深度为120mm，

其中所述铸坯内部中心疏松和缩孔缺陷级别为0级，

所述含铅和碲的不锈钢的化学成分的质量百分比为：

C 0.014；Si 0.32；Mn 1.26；P 0.033；S 0.320；Cr 20.01；Ni 0.16；Mo 1.86；Pb 0.19；Te 0.04；Cu 0.17；V 0.08；Nb 0.03；N 0.0175；余量为Fe及其他不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的方法，其中拉速为0.70-1.10m/min。

3.如权利要求1所述的方法，其中使用结晶器电磁搅拌，电流强度为550A，频率为4.5Hz。

4.如权利要求1所述的方法，其中铸坯为方坯或圆坯，断面为324-710cm²。

5.如权利要求1所述的方法，其中钢包精炼炉处理结束至钢包开浇对钢液进行镇静，镇静时间为17min。

6.如权利要求1所述的方法，其中二次冷却区具有四个以上的回路。

7.由权利要求1至6中任一权利要求所述的方法得到的含铅和碲的不锈钢铸坯。