CN110846591A - 稀土耐热不锈钢连铸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土耐热不锈钢连铸方法，该方法包括：选取预设质量百分比的合金钢。在LF精炼炉内向钢水中喂入纯Ce稀土线，喂入量根据钢水重量确定。喂线结束后，进行吹氩搅拌。将中包盖与中包接触面用耐火泥密封，并将中包上所有开孔用陶瓷纤维板密封，注入氩气排空中包内空气。连铸大包开浇，将中包钢水量和钢水温度控制在预设范围内。打开中包塞棒机构向结晶器内浇入钢水，浇铸预设时间后启动连铸机进行拉钢。拉钢的结晶器振动参数为振幅±2.69mm，负滑脱时间0.129s，结晶器保护渣黏度为0.15‑0.20Pa.s，二元碱度控制在0.85‑0.95。本发明的稀土耐热不锈钢连铸方法，实现了钢中稀土含量在0.03％以上钢种的连铸生产，可实现两炉连浇，且能轧制3mm以下的冷板，表面质量良好。

Description

稀土耐热不锈钢连铸方法
技术领域
本发明涉及炼钢工艺技术领域，尤其涉及一种稀土耐热不锈钢连铸方法。
背景技术
稀土耐热不锈钢是在钢中加入稀土元素获得的一种新型合金钢。通过在不锈钢中加入稀土元素，能够对不锈钢中的夹杂物进行变性，减少夹杂物的危害。其次，让稀土占据晶界有效空间，阻止其他杂质的进入，减少有害元素在晶界的偏析。同时稀土还能细化晶粒、控制钢中组织的晶界纯净度。因此，稀土耐热钢不锈钢相比普通的耐热不锈钢具有良好的抗高温蠕变强度和高温持久性。在冶金、能源动力、石油化工等领域有广发的应用。
由于稀土元素极易氧化，连铸过程水口结瘤堵塞严重，不仅影响浇铸，还引起结晶器液面剧烈波动、水口偏流、结晶器流场紊乱、拉速不稳定，加之稀土元素易与结晶器保护渣发生反应以及稀土夹杂物上浮进入保护渣导致结晶器保护渣性能恶化，不仅增大了卷渣的风险，还容易导致结晶器内坯壳润滑不良，在铸坯表面形成大翻皮和漏钢等问题。
目前，国内只有稀土钢模铸的方法，连铸方法也仅局限于稀土含量特别低(0.03％以下)的碳钢方面，而且可浇性较差，稀土含量高的耐热不锈钢国内尚未实现连铸生产。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种稀土耐热不锈钢连铸方法。具体技术方案如下：
一种稀土耐热不锈钢连铸方法，所述方法包括：选取如下质量百分比的合金钢：C：0.03-0.10；Si：1.40-2.00；Mn≤0.80；P≤0.04；S≤0.03；Cr：20.00～22.00；N为0.14-0.20；Ni为10.00-12.20；余量为铁及不可避免的杂质；在LF精炼炉内向钢水中喂入纯Ce稀土线，喂入量根据钢水重量确定；喂线结束后，进行吹氩搅拌；将中包盖与中包接触面用耐火泥密封，并将中包上所有开孔用陶瓷纤维板密封，注入氩气排空中包内空气；连铸大包开浇，将中包钢水量和钢水温度控制在预设范围内；打开中包塞棒机构向结晶器内浇入钢水，浇铸预设时间后启动连铸机进行拉钢；拉钢的结晶器振动参数为振幅±2.69mm，负滑脱时间0.129s，结晶器保护渣黏度为0.15-0.20Pa.s，二元碱度控制在0.85-0.95。
可选地，钢水到达LF精炼炉后，通过吹氩测温，控制喂线前温度为1590-1605℃。
可选地，喂线时，控制喂线速度为120-170m/min，喂入量为钢水重量的0.11-0.14％。
可选地，吹氩搅拌时，用200-280L/min的流量进行底吹强搅拌18-22min，然后按照120-150L/min的流量进行底吹弱搅拌8-10min，并控制吹氩结束后的温度为1530-1540℃。
可选地，注入氩气排空中包内空气时，注入流量控制在80-120L/min，注入时间为3-5min。
可选地，连铸大包开浇时，将中包钢水量控制在13-15吨，中包钢水温度控制在1495-1510℃。
可选地，向结晶器内浇入钢水时，中包浇铸70-90s后开始启动连铸机进行拉钢。
可选地，拉钢时，拉坯速度控制在0.7-0.8m/min，结晶器浸入式水口插入深度控制在110-130mm。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的稀土耐热不锈钢连铸方法，实现了钢中稀土含量在0.03％以上钢种的连铸生产，拉钢过程不需要换水口，可实现两炉连浇，铸坯没有气孔、裂纹、卷渣、夹杂等缺陷，生产过程稳定。此外，该方法不仅能够轧制中板，也能轧制3mm以下的冷板，表面质量良好，很好的满足了客户的需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例提供的稀土耐热不锈钢连铸方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
本发明实施例提供了一种稀土耐热不锈钢连铸方法，如附图1所示，该方法包括：
选取如下质量百分比的合金钢：C：0.03-0.10；Si：1.40-2.00；Mn≤0.80；P≤0.04；S≤0.03；Cr：20.00～22.00；N为0.14-0.20；Ni为10.00-12.20；余量为铁及不可避免的杂质。
在LF精炼炉内向钢水中喂入纯Ce稀土线，喂入量根据钢水重量确定。例如，可以根据钢水重量以及成品含Ce率确定喂入纯Ce稀土线的重量。此外，由于喂入的是纯Ce线，减少稀土硅钙线中掺杂的La等元素，避免发生钢水污染和节瘤。
喂线结束后，进行吹氩搅拌。通过该步骤，一方面使稀土Ce在钢水中分布均匀，避免在钢包中下部聚集，另一方面对钢水温度进行控制，便于后续进行开浇连铸。
将中包盖与中包接触面用耐火泥密封，并将中包上所有开孔用陶瓷纤维板密封，注入氩气排空中包内空气。通过该步骤，将中包与外界完全隔绝，且将中包内的空气排空，避免发生氧化现象。示例地，将中包上所有开孔用陶瓷纤维板密封，包括密封测温孔、加渣孔、塞棒孔和注流孔。
连铸大包开浇，将中包钢水量和钢水温度控制在预设范围内。
打开中包塞棒机构向结晶器内浇入钢水，浇铸预设时间后启动连铸机进行拉钢。拉钢的结晶器振动参数为振幅±2.69mm，负滑脱时间0.129s，结晶器保护渣黏度为0.15-0.20Pa.s，二元碱度(R＝CaO/SiO2)控制在0.85-0.95。通过对结晶器保护渣的性能进行改进，防止结晶器保护渣性能恶化造成坯壳润滑困难。
可选地，上述钢水到达LF精炼炉后，通过吹氩测温，控制喂线前温度为1590-1605℃，举例来说，可以为1590℃、1595℃、1605℃等。具体地，进行温度控制时，若温度高于控制范围(超过1605℃)则吹氩降温，温度低于控制范围(低于1590℃)则送电升温。温度合适后开始喂入纯Ce线。
可选地，由于稀土类夹杂物比重较大，容易在钢包中下部聚集。为了避免稀土在钢包中下部聚聚，确保稀土线喂入后稀土的收得率，喂线时，控制喂线速度为120-170m/min例如，可以为120m/min、150m/min、170m/min等，喂入量为钢水重量的0.11-0.14％，举例来说，可以为0.11％、0.13％、0.14％等。
本发明实施例提供的稀土耐热不锈钢连铸方法中，吹氩搅拌时，用200-280L/min(例如，可以为200L/min、240L/min、280L/min等)的流量进行底吹强搅拌18-22min(例如，可以为18min、20min、22min等)，然后按照120-150L/min(例如，可以为120L/min、130L/min、150L/min等)的流量进行底吹弱搅拌8-10min(例如，可以为8min、9min、10min等)，并控制吹氩结束后的温度为1530-1540℃(例如，可以为1530℃、1535℃、1540℃等)。
可选地，注入氩气排空中包内空气时，注入流量控制在80-120L/min，举例来说，可以为80L/min、100L/min、120L/min等，注入时间为3-5min，举例来说，可以为3min、4min、5min等，确保空气排出较彻底。
可选地，连铸大包开浇时，将中包钢水量控制在13-15吨，举例来说，可以为13吨、14吨、15吨等，中包钢水温度控制在1495-1510℃，举例来说，可以为1495℃、1503℃、1510℃等，以保证结晶器化渣效果良好。
可选地，打开中包塞棒机构向结晶器内浇入钢水时，当结晶器内钢水含量达到预设量后开始进行拉钢，示例地，中包浇铸70-90s(例如，可以为70s、80s、90s等)后开始启动连铸机进行拉钢。
可选地，拉钢时，拉坯速度控制在0.7-0.8m/min，举例来说，可以为0.7m/min、0.8m/min、0.9m/min等，确保成品质量，结晶器浸入式水口插入深度控制在110-130mm，避免发生结瘤现象。
综上所述，本发明实施例提供的一个优选的稀土耐热不锈钢连铸方法为：
一种稀土耐热不锈钢连铸方法，该方法包括：
选取如下质量百分比的合金钢：C：0.03-0.10；Si：1.40-2.00；Mn≤0.80；P≤0.04；S≤0.03；Cr：20.00～22.00；N为0.14-0.20；Ni为10.00-12.20；余量为铁及不可避免的杂质。
钢水到达LF精炼炉后，通过吹氩测温，控制喂线前温度为1590-1605℃，然后在LF精炼炉内向钢水中喂入纯Ce稀土线，控制喂线速度为120-170m/min，喂入量为钢水重量的0.11-0.14％。
喂线结束后，进行吹氩搅拌，用200-280L/min的流量进行底吹强搅拌18-22min，然后按照120-150L/min的流量进行底吹弱搅拌8-10min，并控制吹氩结束后的温度为1530-1540℃。
将中包盖与中包接触面用耐火泥密封，并将中包上所有开孔用陶瓷纤维板密封，注注入氩气排空中包内空气，注入流量控制在80-120L/min，注入时间为3-5min。
连铸大包开浇，连铸大包开浇时，将中包钢水量控制在13-15吨，中包钢水温度控制在1495-1510℃。
打开中包塞棒机构向结晶器内浇入钢水，中包浇铸70-90s后开始启动连铸机进行拉钢。拉坯速度控制在0.7-0.8m/min，结晶器浸入式水口插入深度控制在110-130mm。拉钢的结晶器振动参数为振幅±2.69mm，负滑脱时间0.129s，结晶器保护渣黏度为0.15-0.20Pa.s，二元碱度(R＝CaO/SiO2)控制在0.85-0.95。
本发明实施例提供的稀土耐热不锈钢连铸方法，实现了钢中稀土含量在0.03％以上钢种的连铸生产，拉钢过程不需要换水口，可实现两炉连浇，铸坯没有气孔、裂纹、卷渣、夹杂等缺陷，生产过程稳定。此外，该方法不仅能够轧制中板，也能轧制3mm以下的冷板，表面质量良好，很好的满足了客户的需求。
以下结合具体示例对本发明的稀土耐热不锈钢连铸方法进行说明：
本实施例是在规格为180×1238的立式板坯连铸机上进行的，钢种为S30815，成品化学成分质量百分比：
选取合金钢的质量百分比成分如下：C为0.05-0.1；Si为1.4-2.0；Mn为0.5-0.8；P≤0.030；S≤0.002；Cr为20.70-21.30；Ni为10.0-12.0；N为0.14-0.20；其余为Fe与不可避免的杂质。
钢水到LF炉工序后，先吹氩测温，控制喂线前温度为1605℃。
控制喂线速度在150m/min，喂入量为钢水重量的0.12％。
喂线结束后，用250L/min的流量进行底吹强搅拌20min，按照135L/min的流量进行底吹弱搅拌10min。吹氩结束后，出钢温度控制在1535℃。
连铸中包盖和包沿接触部位用耐火泥全部密封，中包盖塞棒孔、测温孔、加渣孔和注流孔全部用陶瓷纤维板密封，用流量为80L/min的氩气进行排空5min。
连铸大包开浇，将中包钢水量控制在14吨，中包钢水温度控制在1505℃，打开中包塞棒机构开始往结晶器内浇钢，中包浇铸85s后开始启动连铸机进行拉钢，拉坯速度控制在0.75m/min，结晶器浸入式水口插入深度控制在120mm。
拉钢的结晶器振动参数为振幅±2.69mm，负滑脱时间0.129s。采用的结晶器保护渣黏度为0.16Pa.s，保护渣二元碱度(R＝CaO/SiO2)控制在0.91。
成品耐热不锈钢的质量百分比成分为：C为0.05-0.1；Si为1.4-2.0；Mn为0.5-0.8；P≤0.030；S≤0.002；Cr为20.70-21.30；Ni为10.0-12.0；N为0.14-0.20；稀土Ce为0.03-0.08；其余为Fe与不可避免的杂质。
第一，通过本发明实施例提供的稀土耐热不锈钢连铸方法，提升效率降低成本。本发明实施之前，每小时合格铸坯产量仅有25吨，实施本发明之后，每小时合格铸坯产量增加为42吨。因生产效率的提高以及节省的连铸中间包、耐材等费用达到吨钢50元以上。
第二，提高质量，本发明实施之前，因更换水口造成铸坯表面起皮、拉速波动、液面波动、结晶器流场紊乱引起的卷渣、夹杂轧制率为5.89％，通过实施本发明，轧废率降低到0.65％以下。
第三，丰富产品规格，原有工艺技术仅能勉强满足中板的需求，通过实施本发明之后，可以增加冷轧卷板的铸坯规格，丰富了产品规格范围，满足了更多客户的需求。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，所述方法包括：
选取如下质量百分比的合金钢：C：0.03-0.10；Si：1.40-2.00；Mn≤0.80；P≤0.04；S≤0.03；Cr：20.00～22.00；N为0.14-0.20；Ni为10.00-12.20；余量为铁及不可避免的杂质；
在LF精炼炉内向钢水中喂入纯Ce稀土线，喂入量根据钢水重量确定；
喂线结束后，进行吹氩搅拌；
将中包盖与中包接触面用耐火泥密封，并将中包上所有开孔用陶瓷纤维板密封，注入氩气排空中包内空气；
连铸大包开浇，将中包钢水量和钢水温度控制在预设范围内；
打开中包塞棒机构向结晶器内浇入钢水，浇铸预设时间后启动连铸机进行拉钢；
拉钢的结晶器振动参数为振幅±2.69mm，负滑脱时间0.129s，结晶器保护渣黏度为0.15-0.20Pa.s，二元碱度控制在0.85-0.95。
2.根据权利要求1所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，钢水到达LF精炼炉后，通过吹氩测温，控制喂线前温度为1590-1605℃。
3.根据权利要求1所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，喂线时，控制喂线速度为120-170m/min，喂入量为钢水重量的0.11-0.14％。
4.根据权利要求1所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，吹氩搅拌时，用200-280L/min的流量进行底吹强搅拌18-22min，然后按照120-150L/min的流量进行底吹弱搅拌8-10min，并控制吹氩结束后的温度为1530-1540℃。
5.根据权利要求1所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，注入氩气排空中包内空气时，注入流量控制在80-120L/min，注入时间为3-5min。
6.根据权利要求1所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，连铸大包开浇时，将中包钢水量控制在13-15吨，中包钢水温度控制在1495-1510℃。
7.根据权利要求1所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，向结晶器内浇入钢水时，中包浇铸70-90s后开始启动连铸机进行拉钢。
8.根据权利要求1或7所述的稀土耐热不锈钢连铸方法，其特征在于，拉钢时，拉坯速度控制在0.7-0.8m/min，结晶器浸入式水口插入深度控制在110-130mm。
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