CN110877098A - 减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，该方法用于高合金不锈钢的连铸生产过程，包括如下内容：调节连铸二次冷却的二次冷却区的冷却水水量，根据中间包重量有序地对拉坯速度进行调整，对结晶器封顶方式及封顶时间进行控制。本发明的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法能够解决连铸生产过程尾段坯组织致密性差而发生中心疏松甚至分层的问题，同时加强铸坯的中间段的补缩，将尾段坯缩孔及疏松最大程度控制在切尾部分，降低尾段坯轧制废品率，提高产品成材率。

Description

减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法
技术领域
本发明涉及不锈钢连铸工艺技术领域，特别涉及一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法。
背景技术
近年来，由于高合金不锈钢的性能优异，且附加值高，高合金不锈钢的需求量逐年增高。现有的高合金不锈钢中，合金元素含量通常都要求在35％以上，高合金不锈钢除了含有常规的Cr和Ni等元素外，还含有较多的Cu、Nb、N、Mo、Co、Ti和B等特殊元素；连铸是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢厂(或车间)的重要组成部分，现有的连铸生产的工艺流程为：钢包浇注、中间包注入、结晶器结晶、二次冷却、拉坯矫直、切割、辊道输送、推钢和铸坯。由于高合金不锈钢的合金含量高，相较于普通不锈钢，高合金不锈钢的导热系数低，在进行高合金连铸生产时，容易造成连铸过程的液芯长度长，尾段坯凝固部分填充不致密，使尾段坯发生中心疏松或分层的问题，从而导致产品的废品率大大增加。
因此，开发一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，以解决在连铸过程中尾段坯发生中心疏松或分层的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法。
本发明公开了一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，用于高合金不锈钢的连铸生产过程，所述方法包括：
将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为460～590L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.35～0.55L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为30～40L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为120～140L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为70～90L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为70～90L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为50～70L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为60～80L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为60～80L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.6～0.75m/min，当中间包剩余钢水重量为9～11t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为7.5～8.5t时，拉速降低0.15～0.08m/min，当中间包剩余钢水重量为5.5～6.5t时，拉速继续降低0.04～0.06m/min，当中间包剩余钢水重量为4.5～5.3t时，拉速再继续降低0.04～0.06m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5～5.3t时，拉速控制为0.2～0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为120～150s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的400～600m尾部切除。
在优选实施方案中，连铸二次冷却采用弱冷方式。
在优选实施方案中，结晶器的封顶方式采用结晶器停车打水封顶方式。
在一个优选实施方案中，将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为518.8L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.46L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为37L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为120L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为78.4L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为76.3L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为63.8L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为79.8L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为63.5L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.65m/min，当中间包剩余钢水重量为10t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为8t时，拉速降低0.10m/min，当中间包剩余钢水重量为6t时，拉速继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量为5t时，拉速再继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5t时，拉速控制为0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为130s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的500mm尾部切除。
在另一个优选实施方案中，将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为565.81L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.49L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为36.97L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为140L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为90L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为88.94L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为59.6L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为80L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为70.3L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.7m/min，当中间包剩余钢水重量为10t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为8t时，拉速降低0.10m/min，当中间包剩余钢水重量为6t时，拉速继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量为5t时，拉速再继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5t时，拉速控制为0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为120s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的500mm尾部切除。
具体实施方式
定义1：本文中，“高合金不锈钢的连铸生产过程”在立式板坯连铸机上进行。
定义2：本文中，“连铸二次冷却”指的是在连铸生产过程中，在结晶器出口到拉矫机的长度区间内对铸坯进行的强制均匀冷却；“二次冷却区”指的是结晶器出口到拉矫机的长度区间。
定义3：本文中，从结晶器出口到拉矫机的二次冷却区根据立式板坯连铸机的组装方式划分为六个独立部分，依次为一段、二段、三段、四段、五段和六段；其中，根据一段辊子上短下长的结构特征，一段又分为一段上和一段下。
定义4：本文中，“拉速”表示拉坯速度，指的是把铸坯从结晶器中拉出的速度。
本发明实施例提供了一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，用于高合金不锈钢的连铸生产过程，该方法包括：
将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为460～590L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.35～0.55L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为30～40L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为120～140L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为70～90L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为70～90L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为50～70L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为60～80L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为60～80L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.6～0.75m/min，当中间包剩余钢水重量为9～11t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为7.5～8.5t时，拉速降低0.15～0.08m/min，当中间包剩余钢水重量为5.5～6.5t时，拉速继续降低0.04～0.06m/min，当中间包剩余钢水重量为4.5～5.3t时，拉速再继续降低0.04～0.06m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5～5.3t时，拉速控制为0.2～0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为120～150s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的400～600m尾部切除。
在优选实施方案中，连铸二次冷却采用弱冷方式。
在优选实施方案中，结晶器的封顶方式采用结晶器停车打水封顶方式。
为使本发明的上述技术方案更加清楚，下面将结合本发明具体实施例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。
实施例1
本实施例1中，高合金不锈钢的连铸生产在180*1238mm2立式板坯连铸机上进行，连铸生产的不锈钢钢种为S33400，液相线为1415℃，S33400的化学成分含量为(按质量百分比计)：C≤0.08，Si≤1.00，Mn≤1.00，P≤0.030，S≤0.015，Cr 18.00-20.00，Ni≤19.00-21.00，Al 0.15-0.6，Ti 0.15-0.6，N≤0.020，Mo 0.5-0.8，其余为Fe与不可避免的杂质。
本发明实施例1的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法包括如下内容：
根据钢种特性，设计连铸生产过程对应的冷却模型为弱冷模式；
测定钢种的固相线和液相线，结合钢种成分、连铸生产过程的拉速和浇注温度，对照设定的冷却模型和凝固曲线进行二次冷却区的冷却水量的调节。
将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为518.8L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.46L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为37L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为120L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为78.4L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为76.3L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为63.8L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为79.8L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为63.5L/min；
当浇注第2炉钢包浇注结束后，中间包剩余钢水质量为18.8t，中间包内钢水温度为1454℃，拉速控制为0.65m/min，当中间包剩余钢水重量为10t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为8t时，拉速降低0.10m/min，此时拉速降至0.55m/min，当中间包剩余钢水重量为6t时，拉速继续降低0.05m/min，此时拉速降至0.5m/min，当中间包剩余钢水重量为5t时，拉速再继续降低0.05m/min，此时拉速降至0.45m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5t时，拉速控制为0.3m/min，当中间包剩余钢水重量为2.6t时进行关包；
停车进行结晶器钢水封顶扒渣时，停止拉坯，封顶时间控制为130s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，完成拉坯后，将铸坯的尾段坯最后的500mm尾部切除。
本实施例1生产出的断面180*1238mm2的矩形坯，连浇炉数2炉，尾坯无疏松和分层现象发生，连铸正常生产。
其中，第2炉成品的化学成分含量为(按质量百分比计)：C 0.014，Si 0.564，Mn0.514，P 0.0246，S 0.001，Cr 19.88，Ni 19.94，Al 0.318，Ti 0.287，N 0.0082，Mo 0.563，其余为Fe与不可避免的杂质。
实施例2
本实施例2中，高合金不锈钢的连铸生产在180*1245mm2立式板坯连铸机上进行，连铸生产的不锈钢钢种为S30815，液相线为1440℃，S30815的化学成分含量为(按质量百分比计)：C 0.05-0.1，Si 1.40-2.00，Mn≤0.80，P≤0.040，S≤0.030，Cr 20.00-22.00，Ni10.00-12.00，N 0.14-0.20，Ce 0.03-0.08，其余为Fe与不可避免的杂质。
本发明实施例2的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法包括如下内容：
根据钢种特性，设计连铸生产过程对应的冷却模型为弱冷模式；
测定钢种的固相线和液相线，结合钢种成分、连铸生产过程的拉速和浇注温度，对照设定的冷却模型和凝固曲线进行二次冷却区的冷却水量的调节。
将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为565.81L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.49L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为36.97L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为140L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为90L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为88.94L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为59.6L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为80L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为70.3L/min；
当浇注第1炉钢包浇注结束后，中间包剩余钢水质量为18.0t，中间包内钢水温度为1493℃，拉速控制为0.7m/min，当中间包剩余钢水重量为10t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为8t时，拉速降低0.10m/min，此时拉速降至0.6m/min，当中间包剩余钢水重量为6t时，拉速继续降低0.05m/min，此时拉速降至0.55m/min，当中间包剩余钢水重量为5t时，拉速再继续降低0.05m/min，此时拉速降至0.5m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5t时，拉速控制为0.3m/min，当中间包剩余钢水重量为3t时进行关包；
停车进行结晶器钢水封顶扒渣时，停止拉坯，封顶时间控制为120s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，完成拉坯后，将铸坯的尾段坯最后的500mm尾部切除。
本实施例2生产出的断面180*1245mm2的矩形坯，浇铸炉数1炉，尾坯无疏松和分层现象发生，连铸正常生产。
其中，第1炉成品的化学成分含量为(按质量百分比计)：C 0.078，Si 1.518，Mn0.661，P 0.0247，S 0.001，Cr 20.8，Ni 10.8，N 0.1428，Ce 0.036，其余为Fe与不可避免的杂质。
综上所述，利用本发明的上述的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，通过调整优化二次冷却区的配水制度，建立合理的铸坯表面温度梯度曲线，能够防止冷却不均匀造成凝固搭桥，有效地改善铸坯中心质量；同时，根据中间包重量有序进行降速，并采用结晶器停车打水封顶的尾段坯封顶方式，以减少液芯长度，保证铸坯正常段的钢液补缩时间，能够改善铸坯中心钢液补缩效果，有效地杜绝尾段坯缩孔及中心疏松的产生；本发明减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法能够解决连铸生产过程尾段坯组织致密性差而发生中心疏松甚至分层的问题，同时加强铸坯的中间段的补缩，将尾段坯缩孔及疏松最大程度控制在切尾部分，降低尾段坯轧制废品率，提高产品成材率。
需要说明的是，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的范围。

Claims (5)

1.一种减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，用于高合金不锈钢的连铸生产过程，其特征在于，所述方法包括：
将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为460～590L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.35～0.55L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为30～40L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为120～140L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为70～90L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为70～90L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为50～70L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为60～80L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为60～80L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.6～0.75m/min，当中间包剩余钢水重量为9～11t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为7.5～8.5t时，拉速降低0.15～0.08m/min，当中间包剩余钢水重量为5.5～6.5t时，拉速继续降低0.04～0.06m/min，当中间包剩余钢水重量为4.5～5.3t时，拉速再继续降低0.04～0.06m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5～5.3t时，拉速控制为0.2～0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为120～150s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的400～600m尾部切除。
2.根据权利要求1所述的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，其特征在于，连铸二次冷却采用弱冷方式。
3.根据权利要求1所述的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，其特征在于，结晶器的封顶方式采用结晶器停车打水封顶方式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，其特征在于，将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为518.8L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.46L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为37L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为120L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为78.4L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为76.3L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为63.8L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为79.8L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为63.5L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.65m/min，当中间包剩余钢水重量为10t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为8t时，拉速降低0.10m/min，当中间包剩余钢水重量为6t时，拉速继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量为5t时，拉速再继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5t时，拉速控制为0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为130s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的500mm尾部切除。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的减少高合金不锈钢钢坯的尾段坯的缺陷的方法，其特征在于，将连铸二次冷却的二次冷却区的总水量控制为565.81L/min，将二次冷却区的比水量控制在0.49L/Kg，将二次冷却区的足辊窄面区的冷却水量控制为36.97L/min，将二次冷却区的足辊宽面区的冷却水量控制为140L/min，将二次冷却区的一段上的冷却水量控制为90L/min，将二次冷却区的一段下的冷却水量控制为88.94L/min，将二次冷却区的二段的冷却水量控制为59.6L/min，将二次冷却区的三四段的冷却水量控制为80L/min，将二次冷却区的五六段的冷却水量控制为70.3L/min；
当钢包浇注结束后，根据中间包剩余钢水重量进行拉速调整，当中间包剩余钢水重量大于11t时，将拉速控制为0.7m/min，当中间包剩余钢水重量为10t时，开始降低拉速，当中间包剩余钢水重量为8t时，拉速降低0.10m/min，当中间包剩余钢水重量为6t时，拉速继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量为5t时，拉速再继续降低0.05m/min，当中间包剩余钢水重量小于4.5t时，拉速控制为0.3m/min；
当结晶器钢水封顶时，停止拉坯，并将封顶时间控制为120s，待铸坯的坯壳凝固后再次起步拉坯，将铸坯的尾段坯的500mm尾部切除。
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