CN111139364A - 一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法 - Google Patents

一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，要解决的是尚未有大重量的9Ni钢锭的制造方法的问题。本发明具体步骤如下：步骤一，采用真空感应的形式生产自耗电极，对自耗电极进行化学成分复验；步骤二，采用自耗电极作为电渣重熔的原材料，将多支自耗电极电渣重熔为所需重量的钢锭，电渣重熔的熔炼用渣采用φAH‑8渣系，电渣重熔时采用干燥空气进行气氛保护，控制重熔过程中H元素的含量，定时定量加入脱氧剂，电渣重熔进行渣样分析和渣H分析；步骤三，电渣重熔结束后5‑8小时脱锭，2小时内进行锻造，期间采用保温罩保护。本发明使用真空感应生产自耗电极，电渣重熔的方式进行钢锭的冶炼，可以生产出40吨以上的9Ni钢锭。

Description

一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法
技术领域
本发明涉及钢锭制造领域，具体是一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法。
背景技术
钢水经盛钢包注入铸模凝固形成钢锭。钢液在炼钢炉中冶炼完成后，必须铸成一定形状的锭或坯才能进行加工。用铸模铸成钢锭的工艺过程简称为铸锭。钢锭至今仍是轧钢生产的主要原料。钢锭质量的优劣、锭型的状况以及其重量大小对轧钢生产有着十分重要的作用。
9Ni钢锭就是其中一种，为了一些项目的需要，9Ni钢锭需要制造为40吨以上，现有的9Ni钢锭最大仅仅只有15吨，制造难度大并且冶炼时间长，容易产生质量问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，具体步骤如下：
步骤一，采用真空感应的形式生产自耗电极，使得电渣重熔的原材料中的质量得到进一步的提升，对自耗电极进行化学成分复验，尤其针对P元素，尽可能控制在一个极低的水平，保证9Ni产品在低温环境下的性能要求；
步骤二，采用自耗电极作为电渣重熔的原材料，将多支自耗电极电渣重熔为所需重量的钢锭，电渣重熔的熔炼用渣采用φAH-8渣系，电渣重熔时采用干燥空气进行气氛保护，控制重熔过程中H元素的含量，防止冷脆，同时严格控制气相、液相与钢中H元素平衡，定时定量加入脱氧剂，保证电渣重熔时炉内气氛为还原性气氛，电渣重熔进行渣样分析和渣H分析，通过变价氧化物的变化调整熔炼速度和脱氧剂的用量；
步骤三，电渣重熔结束后5-8小时脱锭，2小时内进行锻造，期间采用保温罩保护，防止因为组织应力与热应力导致钢锭开裂。
作为本发明实施例进一步的方案：生产自耗电极之前在将电渣炉设置为单相双极串联工作模式，可以保持熔炼过程中有超高功率，电渣炉中铺设结晶器和水冷底板，确保整个重熔过程为强冷却，结晶器采用内径为1500-2400mm的铜壁水冷结晶器。
作为本发明实施例进一步的方案：自耗电极使用前在表面进行防氧化处理，减少重熔过程中变价氧化物的增量。
作为本发明实施例进一步的方案：自耗电极进行电渣重熔时采用四轮一组的配对方式，可以达到化学成分均匀。
作为本发明实施例进一步的方案：φAH-8渣系包括萤石、白刚玉、石灰、石英砂和电熔镁砂按照重量比62-67:18-23:10.2-12.6:4.5-5.7:3.8-4.4混合的混合物。
作为本发明实施例进一步的方案：渣样分析和渣H分析的频率为50-70分钟一次。
作为本发明实施例进一步的方案：自耗电极使用前进行预热，防止自耗电极端头因为即刻太热导致的炸裂，金属块掉入熔池中，导致钢锭报废。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
本发明设计合理，使用真空感应生产自耗电极，电渣重熔的方式进行钢锭的冶炼，可以生产出40吨以上的9Ni钢锭，满足人们的使用需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，具体步骤如下：
步骤一，采用真空感应的形式生产自耗电极，使得电渣重熔的原材料中的质量得到进一步的提升，对自耗电极进行化学成分复验，尤其针对P元素，尽可能控制在一个极低的水平，保证9Ni产品在低温环境下的性能要求；
步骤二，采用直径为580mm的自耗电极作为电渣重熔的原材料，将多支自耗电极电渣重熔为所需重量的钢锭，电渣重熔的熔炼用渣采用φAH-8渣系，φAH-8渣系包括萤石、白刚玉、石灰、石英砂和电熔镁砂按照重量比62:18:10.2:4.5:3.8混合的混合物，电渣重熔时采用干燥空气进行气氛保护，控制重熔过程中H元素的含量，防止冷脆，同时严格控制气相、液相与钢中H元素平衡，定时定量加入脱氧剂，保证电渣重熔时炉内气氛为还原性气氛，电渣重熔进行渣样分析和渣H分析，通过变价氧化物的变化调整熔炼速度和脱氧剂的用量，更换自耗电极的时间不超过7分钟；
步骤三，电渣重熔结束后5小时脱锭，2小时内进行锻造，期间采用保温罩保护，防止因为组织应力与热应力导致钢锭开裂，可以得到40-120吨重量的钢锭。
实施例2
一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，具体步骤如下：
步骤一，采用450t电渣炉的单相双极串联工作模式，保持电渣重熔过程中有超高功率，采用1500mm内径的铜壁水冷结晶器和水冷底板，铜壁水冷结晶器结晶器与水冷底板进水量保持在1000m3/小时，确保熔炼时进出水温度差不高于5摄氏度，整个电渣重熔过程为强冷却，采用真空感应方式冶炼自耗电极，自耗电极气体元素含量满足表1要求，再将自耗电极进行装配，每四支自耗电极配对成一组，电渣重熔的熔炼用渣采用以下重量分数的原料：萤石65％、白刚玉20％、石灰11％、石英砂5％和电熔镁砂4％，共重1.8吨；同时增加SiO2，可以降低熔炼用渣的透气性，控制电渣重熔过程中大气中H、O、N元素的影响；
表1
Figure BDA0002378184250000031
步骤二，包括造渣、化渣和重熔，造渣过程如下：启动电渣炉，调节铜壁水冷结晶器内保护气体流量，通入的保护气体水汽含量为0.1g/m3，流量为760立方米/小时，保持炉内氢含量不大于1.5g/m3；将部分配好的渣料加入铜壁水冷结晶器底部，用石墨电极在铜壁水冷结晶器内通电引弧；化渣过程如下：使用超高功率石墨电极进行造渣，能有效抑制电渣重熔过程中的增C现象；逐渐把渣料全部加入铜壁水冷结晶器内，直至渣料全部熔化；造渣结束对熔渣成分和渣H进行分析，确保熔渣成分进入规定区间；造渣结束，渣温不低于1600摄氏度，方可换入自耗电极，造渣时间严格控制在2小时以内；重熔过程如下：对自耗电极进行预热，防止自耗电极端头因为即刻太热导致的炸裂，金属块掉入熔池中，导致钢锭报废，在电渣过程稳定的前提下，采用高电压档数，尽可能的小电流进行操作，保持熔池扁平，防止自耗电极出现长短不一的现象，整个过程采用高功率模式，保证自耗电极的进给速度在2.5～3mm/min，从而获得良好的熔池形态，整个电渣重熔过程采用干燥空气保护，流量为600-800m3/h，保持炉内氢含量不超过1.5g/m3，每小时对熔渣和渣H进行分析，保证熔渣始终保持还原性，以及气体含量尽可能低，铜壁水冷结晶器和水冷底板的水流量保持600m3/h，铜壁水冷结晶器和水冷底板的出水温度不大于50摄氏度，进出水温度差值不高于5摄氏度，为强冷却状态，保证钢锭快速凝固，减少钢锭成分偏析，每小时对炉渣进行测温，要求不低于1650摄氏度，使得电渣过程过热度不低于250摄氏度，保证电渣重熔的提纯效果，以获得超纯净的内在质量，当重熔到电渣锭实际重量比预定重量少3.5吨时，减低电功率转入末期进行补缩操作，补缩时熔炼温度应高于9Ni钢的熔化温度，即不低于1550摄氏度，防止钢锭内暗孔的形成，补缩时间不小于4小时；
步骤三，脱锭：电渣重熔结束后6小时后脱锭，2小时内进行锻造，期间采用保温罩保护，防止因为组织应力与热应力导致钢锭开裂。
采用实施例2的方法生产，将不同的成品进行化学成分检验，检验结果见表2。
表2
Figure BDA0002378184250000041
Figure BDA0002378184250000051
从表2中可以看出，成品符合9Ni钢锭的规范。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，采用真空感应的形式生产自耗电极，对自耗电极进行化学成分复验；
步骤二，采用自耗电极作为电渣重熔的原材料，将多支自耗电极电渣重熔为所需重量的钢锭，电渣重熔的熔炼用渣采用φAH-8渣系，电渣重熔时采用干燥空气进行气氛保护，控制重熔过程中H元素的含量，同时严格控制气相、液相与钢中H元素平衡，定时定量加入脱氧剂，电渣重熔进行渣样分析和渣H分析；
步骤三，电渣重熔结束后5-8小时脱锭，2小时内进行锻造，期间采用保温罩保护。
2.根据权利要求1所述的40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，所述生产自耗电极之前在将电渣炉设置为单相双极串联工作模式，电渣炉中铺设结晶器和水冷底板。
3.根据权利要求1所述的40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，所述自耗电极使用前在表面进行防氧化处理。
4.根据权利要求1或3所述的40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，所述自耗电极进行电渣重熔时采用四轮一组的配对方式。
5.根据权利要求1所述的40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，所述φAH-8渣系包括萤石、白刚玉、石灰、石英砂和电熔镁砂按照重量比62-67:18-23:10.2-12.6:4.5-5.7:3.8-4.4混合的混合物。
6.根据权利要求1或5所述的40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，所述渣样分析和渣H分析的频率为50-70分钟一次。
7.根据权利要求1所述的40吨以上9Ni大型钢锭的制造方法，其特征在于，所述自耗电极使用前进行预热。
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