CN111331096A - 一种消除双相不锈钢气泡的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于连铸技术领域，涉及一种消除双相不锈钢气泡的方法，包括，生产连铸坯时，先连铸至少一炉非双相不锈钢，然后将双相不锈钢与所述非双相不锈钢连续浇铸，最后切掉所述非双相不锈钢和所述双相不锈钢衔接时的过渡坯。本发明的消除双相不锈钢气泡的方法，可降低双相不锈钢钢水从液态至固态的温降，抑制双相不锈钢在凝固过程钢中氮气的析出，彻底消除双相不锈钢板气泡缺陷。
Description
技术领域
本发明属于连铸技术领域，涉及一种消除双相不锈钢气泡的方法，尤其涉及一种消除双相不锈钢气泡的方法及由该方法制备的双相不锈钢。
背景技术
不锈钢中氮元素可以形成并扩大奥氏体相区，可代替部分金属镍。因此，以氮代镍的低成本双相不锈钢成为业内研究的重点。双相不锈钢因其具有使用寿命长、强度高、轻量化、良好焊接性能、耐腐蚀和绿色环保等诸多优点，越来越受到用户的青睐。主要品种包括S32205、S32101、S32750、S32304等，产品已广泛应用在国防、航天、石化及造船及海水系统等行业重大工程。
由于双相不锈钢钢液中氮含量较高，在连铸工序浇铸前期，中间包吸热量大，钢水从液态至固态温降大，凝固过程钢中气体易析出，会产生铸坯内部气泡缺陷，影响双相不锈钢质量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种消除双相不锈钢气泡的方法，可降低双相不锈钢钢水从液态至固态的温降，消除双相不锈钢气泡缺陷，提高双相不锈钢板质量。
具体的，本发明的消除双相不锈钢气泡的方法，生产连铸坯时，先连铸至少一炉非双相不锈钢，然后将双相不锈钢与所述非双相不锈钢连续浇铸，最后切掉所述非双相不锈钢和所述双相不锈钢衔接时的过渡坯。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，连铸拉速随中包钢液的减少逐步降低；当所述中包钢液降至阈值时，开浇第一炉双相不锈钢，逐步提高所述连铸拉速。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，开浇第二炉及后续炉次的所述双相不锈钢时，大包正常开浇，按目标连铸拉速浇完中包内钢液。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，所述中包钢液为10-14t时，所述连铸拉速为0.3-0.5m/min；所述中包钢液为7-9t时，所述连铸拉速为0.05-0.15m/min。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，所述中包钢液为12t时，所述连铸拉速为0.4m/min；所述中包钢液为8t时，所述连铸拉速为0.1m/min。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，当所述中包钢液降至4-6t时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速按0.05-0.15m/min、0.3-0.5m/min、0.7-0.9m/min、0.9-1.1m/min逐步提速。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，当所述中包钢液降至5t时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速按0.1m/min、0.4m/min、0.8m/min、1.0m/min逐步提速。
上述消除双相不锈钢气泡的方法，所述过渡坯为第一次降低所述连铸拉速时4-6m之间的铸坯。
另一方面，本发明还提供了一种双相不锈钢，其由上述的消除双相不锈钢气泡缺陷的方法连铸而成。所述双相不锈钢包括S32205、S32101、S32750、S32304。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明的消除双相不锈钢气泡的方法，可降低双相不锈钢钢水从液态至固态的温降，抑制双相不锈钢在凝固过程钢中氮气的析出，彻底消除双相不锈钢板气泡缺陷；
(2)本发明的双相不锈钢无皮下气泡、中心疏松和裂纹等缺陷，表面质量可实现无修磨。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
本文使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序或重要性，而是用于区别一个要素与另一要素，术语“该”“所述”“一个”和“一种”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所提及的对象。另外，本文公开的所有范围包括端点而且可独立地组合。
具体的，本发明的消除双相不锈钢气泡的方法，生产连铸坯时，先连铸至少一炉非双相不锈钢，然后将双相不锈钢与所述非双相不锈钢连续浇铸，最后切掉所述非双相不锈钢和所述双相不锈钢衔接时的过渡坯。
本发明通过在连铸双相不锈钢钢坯前，先连铸至少一炉非双相不锈钢，钢水接触连铸中间包耐材，中间包耐材温度随着连铸过程不断接近钢水温度，之后再连续浇铸双相不锈钢，避免了中间包仅浇铸双相不锈钢时，双相不锈钢钢水温度因中间包耐材温度低、温降大的现象发生。借此，降低了双相不锈钢钢包钢水温度及双相不锈钢钢水从液态至固态的温降，进而抑制双相不锈钢在凝固过程钢中氮气的析出，消除了双相不锈钢板气泡缺陷。
其中，所述双相不锈钢指铁素体与奥氏体各约占50％，一般较少相的含量最少也需要达到30％的不锈钢。
其中，所述双相不锈钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
在一些优选的实施方式中，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，连铸拉速随中包钢液的减少逐步降低；当所述中包钢液降至阈值时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速逐步提速。
其中，中包也称为“中间包”，是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器，首先接受从钢包浇下来的钢水，然后再由中间包水口分配到各个结晶器中去。中包可以容易地控制流量流速，还可以均匀钢液成分和温度、促进夹杂物上浮。
其中，所述连铸拉速是指浇铸坯从结晶器中被引锭杆拉出来的速度，其大小与连铸机所拉的钢种、中包钢水温度、结晶器及二冷强度等密切相关。
本发明在连铸最后一炉非双相不锈钢时，将连铸拉速随中包钢液的减少逐步降低，可以减少非双相不锈钢和双相不锈钢衔接时的过渡坯的重量，提高过渡坯前的非双相不锈钢和过渡坯后的双相不锈钢合格铸坯重量。开浇第一炉双相不锈钢后，再逐步提高连铸拉速，使其达到双相不锈钢连铸工艺拉速，提高连铸生产效率。
在一些优选的实施方式中，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉，所述中包钢液为10-14t时，所述连铸拉速降低至0.3-0.5m/min；所述中包钢液为7-9t时，所述连铸拉速降低至0.05-0.15m/min，当所述中包钢液降至4-6t时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速按0.05-0.15m/min、0.3-0.5m/min、0.7-0.9m/min、0.9-1.1m/min逐步提速。
当上述各阶段的连铸拉速低于各范围的最小值时，则连铸拉速太小，浇铸时间太长，连铸生产效率降低。当上述各阶段的连铸拉速大于各范围的最大值时，则连铸拉速太大，铸坯冷却强度降低，铸坯坯壳厚度减少，可能发生连铸漏钢事故。
经大量实验证明，按以下技术参数进行实施时，本发明的消除双相不锈钢气泡的方法效果最优，即：所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，所述中包钢液为12t时，所述连铸拉速降低至0.4m/min；所述中包钢液为8t时，所述连铸拉速降低至0.1m/min，当所述中包钢液降至5t时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速按0.1m/min、0.4m/min、0.8m/min、1.0m/min逐步提速。
在一些优选的实施方式中，开浇第二炉及后续炉次的所述双相不锈钢时，大包正常开浇，按目标连铸拉速浇完中包内钢液。
其中，在一些实施方式中，所述目标连铸拉速为0.9-1.1m/min。在又一些实施方式中，所述目标连铸拉速随连铸的进行而改变，本发明在此不做具体限定。
在一些优选的实施方式中，所述过渡坯为第一次降低所述连铸拉速时4-6m之间的铸坯。
另一方面，本发明提供了一种双相不锈钢，其由上述的消除双相不锈钢气泡缺陷的方法连铸而成。
本发明的双相不锈钢无皮下气泡、中心疏松和裂纹等缺陷，表面质量可实现无修磨。
其中，所述双相不锈钢包括但不限于S32205、S32101、S32750、S32304。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件。
实施例1
本实例钢种为双相不锈钢S32205，连铸坯断面200×2000mm2，成品化学成分质量百分比：
C≤0.03；Si≤1.00；Mn≤2.00；P≤0.030；S≤0.020；
Cr 21.00-23.00；Ni 4.50-6.50；Mo 3.00-3.50；N 0.08-0.20；其余为Fe与不可避免的杂质。
实施步骤如下：
(1)1个中间包3炉钢连浇，第1炉不锈钢316L，第2和第3炉连浇双相不锈钢S32205。
(2)第1炉316L大包浇铸结束，中包内钢液继续浇铸，中包钢液浇至12t时，拉速由0.9m/min降至0.4m/min；中包钢液浇至8t时，拉速由0.4m/min降到0.1m/min；中包钢液浇至5t时，连浇第2炉S32205钢开浇；连铸拉速在0.1m/min停留120s后，提速至0.4m/min；在拉速0.4m/min停留60s，提速至0.8m/min；在连铸拉速0.8m/min停留60s，连铸提速至目标拉速0.9m/min。
(3)连铸浇铸的第3炉，钢种S32205大包正常开浇，按目标拉速0.9m/min浇完中包内钢液。
(4)切掉第一次降拉速时4米至6米的过渡坯。
经检验，该浇次双相不锈钢连铸坯轧制成不锈钢板无气泡缺陷。
实施例2
本实例钢种为双相不锈钢S32101，连铸坯断面200×1300mm2，成品化学成分质量百分比：
C≤0.04；Si≤1.0；Mn 4.00-6.00；P≤0.040；S≤0.030；
Cr 21.00-22.00；Ni 1.35-1.70；Mo 0.10-0.80；Cu 0.10-0.80；
N 0.20-0.25；其余为Fe与不可避免的杂质。
实施步骤如下：
(1)1个中间包3炉钢连浇，第1炉不锈钢301L，第2和第3炉连浇双相不锈钢S32101。
(2)第1炉301L大包浇铸结束，中包内钢液继续浇铸，中包钢液浇至12t时，连铸拉速由0.9m/min降至0.4m/min；中包钢液浇至8t时，连铸拉速由0.4m/min降到0.1m/min；中包钢液浇至5t时，连浇第2炉S32101钢开浇；连铸拉速在0.1m/min停留90s后，提速至0.4m/min；在连铸拉速0.40m/min停留45s，提速至0.8m/min；在连铸拉速0.8m/min停留45s，连铸提速至目标连铸拉速1.1m/min。
(3)连铸浇铸的第3炉，钢种S32101大包正常开浇，按目标连铸拉速1.10m/min浇完中包内钢液。
(4)切掉第一次降连铸拉速时4米至6米的过渡坯。
经检验，该浇次双相不锈钢连铸坯轧制成不锈钢板无气泡缺陷。
实施例3
本实例钢种为双相不锈钢S32205，连铸坯断面200×2000mm2，成品化学成分质量百分比：
C≤0.03；Si≤1.00；Mn≤2.00；P≤0.030；S≤0.020；
Cr 21.00-23.00；Ni 4.50-6.50；Mo 3.00-3.50；N 0.08-0.20；其余为Fe与不可避免的杂质。
实施步骤如下：
(1)1个中间包3炉钢连浇，第1炉不锈钢316L，第2和第3炉连浇双相不锈钢S32205。
(2)第1炉316L大包浇铸结束，中包内钢液继续浇铸，中包钢液浇至10t时，连铸拉速由0.9m/min降至0.3m/min；中包钢液浇至7t时，连铸拉速由0.3m/min降到0.05m/min；中包钢液浇至4t时，连浇第2炉S32205钢开浇；连铸拉速在0.05m/min停留120s后，提速至0.3m/min；在连铸拉速0.3m/min停留60s，提速至0.7m/min；在连铸拉速0.7m/min停留60s，连铸提速至目标连铸拉速0.9m/min。
(3)连铸浇铸的第3炉，钢种S32205大包正常开浇，按目标连铸拉速0.9m/min浇完中包内钢液。
(4)切掉第一次降连铸拉速时4米至6米的过渡坯。
经检验，该浇次双相不锈钢连铸坯轧制成不锈钢板无气泡缺陷。
实施例4
本实例钢种为双相不锈钢S32101，连铸坯断面200×1300mm2，成品化学成分质量百分比：
C≤0.04；Si≤1.0；Mn 4.00-6.00；P≤0.040；S≤0.030；
Cr 21.00-22.00；Ni 1.35-1.70；Mo 0.10-0.80；Cu 0.10-0.80；
N 0.20-0.25；其余为Fe与不可避免的杂质。
实施步骤如下：
(1)1个中间包3炉钢连浇，第1炉不锈钢301L，第2和第3炉连浇双相不锈钢S32101。
(2)第1炉301L大包浇铸结束，中包内钢液继续浇铸，中包钢液浇至14t时，连铸拉速由0.9m/min降至0.5m/min；中包钢液浇至9t时，连铸拉速由0.5m/min降到0.15m/min；中包钢液浇至6t时，连浇第2炉S32101钢开浇；连铸拉速在0.15m/min停留90s后，提速至0.5m/min；在连铸拉速0.5m/min停留45s，提速至0.9m/min；在连铸拉速0.9m/min停留45s，连铸提速至目标连铸拉速1.1m/min。
(3)连铸浇铸的第3炉，钢种S32101大包正常开浇，按目标连铸拉速1.1m/min浇完中包内钢液。
(4)切掉第一次降连铸拉速时4米至6米的过渡坯。
经检验，该浇次双相不锈钢连铸坯轧制成不锈钢板无气泡缺陷。
本发明在上文中已以优选实施例公开，但是本领域的技术人员应理解的是，这些实施例仅用于描绘本发明，而不应理解为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与这些实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的权利要求范围内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求书中所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种消除双相不锈钢气泡的方法，其特征在于，生产连铸坯时，先连铸至少一炉非双相不锈钢，然后将双相不锈钢与所述非双相不锈钢连续浇铸，最后切掉所述非双相不锈钢和所述双相不锈钢衔接时的过渡坯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，连铸拉速随中包钢液的减少逐步降低；当所述中包钢液降至阈值时，开浇第一炉双相不锈钢，逐步提高所述连铸拉速。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，开浇第二炉及后续炉次的所述双相不锈钢时，大包正常开浇，按目标连铸拉速浇完中包内钢液。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，所述中包钢液为10-14t时，所述连铸拉速为0.3-0.5m/min；所述中包钢液为7-9t时，所述连铸拉速为0.05-0.15m/min。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述非双相不锈钢连铸至最后一炉时，所述中包钢液为12t时，所述连铸拉速为0.4m/min；所述中包钢液为8t时，所述连铸拉速为0.1m/min。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述中包钢液降至4-6t时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速按0.05-0.15m/min、0.3-0.5m/min、0.7-0.9m/min、0.9-1.1m/min逐步提速。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述中包钢液降至5t时，开浇第一炉双相不锈钢，所述连铸拉速按0.1m/min、0.4m/min、0.8m/min、1.0m/min逐步提速。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，所述过渡坯为第一次降低所述连铸拉速时4-6m之间的铸坯。
9.一种双相不锈钢，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的消除双相不锈钢气泡缺陷的方法连铸而成。
10.根据权利要求9所述的双相不锈钢，其特征在于，所述双相不锈钢包括S32205、S32101、S32750、S32304。
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