CN110385411A - 一种预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，高铝冷镦钢一般要求钢种中Al的质量百分含量在0.020～0.050％，属于较难浇注钢种。开浇过程容易引起连铸中包水口结瘤，导致结晶器液面波动钢水卷渣，从而降低钢水纯净度。本发明技术方案：在浇注高铝冷镦钢时，采用低铝钢种做开浇第一第二炉进行过渡，高铝冷镦钢做第三炉，该钢种必须与高铝冷镦钢有C、Si、Mn、P、S元素公共成分，混浇时，公共成分铸坯改判为低铝钢种。该发明可以有效防止高铝冷镦钢开浇连铸中包水口结瘤现象发生，浇注过程平稳，中包拉浇时间可达13～16小时，可实现16炉以上多炉浇注。

Description

一种预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法
技术领域
本发明涉及一种预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，属于冶金技术领域。
背景技术
冷镦钢一般用来制造各种机械标准件和紧固件，如螺栓、螺母、铆钉、自攻螺钉等。冷镦工艺要求该钢种具有较高的洁净度，控制钢种的Si、Al含量，使钢材具有细晶和碳化物球化组织，以提高钢材的塑性和冷顶锻性能。
冶炼冷镦钢的关键是要提高钢水纯净度。目前主要难点是控制钢中Si含量在较低水平以保证钢的冷镦性能，同时为了保证钢水纯净度，冶炼过程采用Al脱氧，并控制钢中Al在较高水平，一般要求Al的质量百分含量在0.020～0.050％。连铸浇注时，不可避免存在二次氧化，Al较高时，二次氧化生成Al2O3较多，容易引起连铸浇注时中包水口结瘤，降低钢水纯净度。因此，选用Al含量较低钢种进行开浇过渡时，先进行二次氧化，待高铝冷镦钢开浇时，再二次氧化生成的Al2O3大幅度降低，但这种方法混浇部分铸坯(混浇铸坯，是指连铸浇注过程中，前后两炉不同钢种进行浇注的部分)通常作为废钢处理，造成不必要的浪费。现有技术中另一种控制连铸浇注结瘤的方法为，连铸时，在中包冲击区及各流之间采用加纯Ca线，使中间包内因二次氧化生成的Al2O3与Ca反应生成低熔点的钙铝盐得以上浮去除，但这种方法容易对中包钢水造成污染。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种能预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，采用该方法，不需要向中包加纯Ca线，且不会产生废钢。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，所述方法包括采用低铝钢种开浇至少两炉进行过渡，然后用高铝冷镦钢浇注，所述低铝钢种和高铝冷镦钢中至少含有C、Si、Mn、P、S公共成分，连铸浇注过程中，混浇部分铸坯改判为低铝钢种；所述低铝钢种中Al的质量百分含量在0.010～0.015％，所述高铝钢种中Al的质量百分含量在0.020～0.050％。
作为优选，所述低铝钢种中各公共成分质量百分含量为：C＝0.05～0.09％，Si≤0.12％，Mn＝0.25～0.40％，P≤0.030％，S≤0.030％；所述高铝冷镦钢中各公共成分质量百分含量为：C＝0.06～0.10％，Si≤0.08％，Mn＝0.32～0.55％，P≤0.025％，S≤0.020％；所述公共成分在各自钢种中的含量区间重叠的部分为：C＝0.06-0.09％，Si≤0.08％，Mn＝0.32-0.40％，P≤0.025％，S≤0.020％。
本发明技术方案中一般建议两炉或两炉以上进行过渡，其他钢厂可根据生产安排要求，可将高铝冷镦钢做第四或第五炉，以此类推，不限制在第三炉。
相比于现有技术，本发明具有如下积极效果：可以有效防止高铝冷镦钢开浇连铸中包水口结瘤现象发生，浇注过程平稳，中包拉浇时间可达13～16小时，可实现16炉以上多炉浇注，能保证顺利开浇，并且实现多炉浇注。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明下面结合实施例作进一步详述：
实施例1：
高铝冷镦钢以牌号ML08Al为例，低铝钢种为牌号ZT195(相当于Q195)。生产工艺：高炉铁水—120吨转炉—120吨钢包精炼炉(LF)—10机10流连铸机(160mm*160mm方坯)。
ZT195成分质量百分含量要求：C 0.05～0.09％，Si≤0.12％，Mn 0.25～0.40％，P≤0.030％，S≤0.030％，Al≥0.010％。ML08Al成分质量百分含量要求：C0.06～0.10％，Si≤0.08％，Mn 0.32～0.55％，P≤0.025％，S≤0.020％，Al≥0.020％。设计ZT195与ML08Al公共成分为：C：0.06-0.09％，Si≤0.08％，Mn：0.32-0.40％，P≤0.025％，S≤0.020％。
预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，具体步骤如下：
步骤1，第一炉ZT195转炉终点成分：C：0.046％，Si：0.001％，Mn：0.07％，P≤0.021％，S≤0.025％，出钢温度1628℃。精炼软吹结束后，ZT195钢水成分(质量百分含量)：C：0.073％，Si：0.08％，Mn：0.35％，P：0.021％，S：0.008％，Al：0.012％，开浇温度1620℃；
步骤2，第二炉ZT195转炉终点成分：C：0.044％，Si：0.001％，Mn：0.06％，P≤0.020％，S≤0.024％，出钢温度1630℃。精炼软吹结束后，钢水成分(质量百分含量)：C：0.075％，Si：0.07％，Mn：0.34％，P：0.020％，S：0.009％，Al：0.011％，连浇温度1589℃；
步骤3，第三炉ML08Al转炉终点成分：C：0.056％，Si：0.001％，Mn：0.055％，P≤0.022％，S≤0.028％，出钢温度1630℃。精炼软吹结束后，钢水成分(质量百分含量)：C：0.081％，Si：0.06％，Mn：0.37％，P：0.022％，S：0.011％，Al：0.023％，连浇温度1592℃；
步骤4，连铸浇注准备工作完成后，进行开浇，第一炉顺利浇注结束，第二炉大包浇注结束。第三炉ML08Al开浇后开始混浇，从结晶器开始，每流取3支12000mm铸坯判为混浇铸坯，即为ZT195。取完前三支铸坯后第三炉其余铸坯判为ML08Al，混浇铸坯中公共成分的质量百分含量为：C：0.078％，Si：0.06％，Mn：0.351％，P：0.021％，S：0.010％，Al：0.017％。ML08Al开浇过程未出现中包中包水口结瘤，中包拉浇时间15小时，连铸炉数17炉。
对比实施例1：
高铝冷镦钢以牌号ML08Al为例，无过渡钢种。生产工艺：高炉铁水—120吨转炉—120吨钢包精炼炉(LF)—10机10流连铸机(160mm*160mm方坯)。具体步骤如下：
步骤1，第一炉ML08Al转炉终点成分：C：0.049％，Si：0.001％，Mn：0.065％，P≤0.019％，S≤0.027％，出钢温度1635℃。精炼软吹结束后，钢水成分(质量百分含量)：C：0.085％，Si：0.06％，Mn：0.36％，P：0.019％，S：0.07％，Al：0.025％，开浇温度满足工艺要求；
步骤2，连铸浇注准备工作完成后，进行开浇，第2流、第5流、第8流出现中包水口严重结瘤，并且关掉上述3个流。中包拉浇时间8小时，连铸炉数10炉。
以ML08Al铝损表示钢水Al含量二次氧化程度。实施例1铝损为第三炉精炼软吹结束后钢水Al成分与剔除公共成分后铸坯Al含量之差。对比实施例2铝损为第一炉精炼软吹结束后钢水Al成分与铸坯Al含量之差。如表1所示：
表1铝损对比
由表1看出，对比实施例1中铝损是实施例1的3.89倍，说明二次氧化生成的Al2O3是实施例1的3.89倍，这就大大增加中包水口结瘤风险。
通过本发明，在不向中包加纯Ca线的条件下，可实现高铝冷镦钢顺利开浇，不出现水口结瘤现象，中包拉浇时间可达13～16小时，可实现16炉以上多炉浇注。该方法可推广至其他高铝难开浇钢种
混浇部分效益计算：每支铸坯重量2.39t/支，混浇铸坯重量：3×10×2.39＝71.7t，
混浇铸坯作为废钢损失成本:71.7×2486.03(废钢价格)＝17.75万元，
混浇铸坯用作低铝钢种(即ZT195铸坯)的成本与利润：ZT195铸坯成本：3267.36元/t，ZT195轧钢成本：316.35元/t，轧材售价：4836元/t。
混浇用作低铝钢种的效益：
[(4836-316.35-3267.36)-(3267.36-2486.03)]×71.7＝5.77万元。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，其特征在于：所述方法包括采用低铝钢种开浇至少两炉进行过渡，然后用高铝冷镦钢浇注，所述低铝钢种和高铝冷镦钢中至少C、Si、Mn、P、S为公共成分且所述公共成分在各自钢种中的含量区间均有重叠，连铸浇注过程中，混浇铸坯改判为低铝钢种；所述低铝钢种中Al的质量百分含量在0.010～0.015％，所述高铝钢种中Al的质量百分含量在0.020～0.050％。
2.根据权利要求1所述的预防高铝冷镦钢连铸浇注结瘤的方法，其特征在于：所述低铝钢种中各公共成分质量百分含量为：C＝0.05～0.09％，Si≤0.12％，Mn＝0.25～0.40％，P≤0.030％，S≤0.030％；所述高铝冷镦钢中各公共成分质量百分含量为：C＝0.06～0.10％，Si≤0.08％，Mn＝0.32～0.55％，P≤0.025％，S≤0.020％；所述公共成分在各自钢种中的含量区间重叠的部分为：C＝0.06-0.09％，Si≤0.08％，Mn＝0.32-0.40％，P≤0.025％，S≤0.020％。
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