CN111424134A - 铁铬铝合金连铸板坯的生产方法 - Google Patents

铁铬铝合金连铸板坯的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁铬铝合金连铸板坯的生产方法，其中：钢包浇注时，不吹氧气直接打开钢包水口；连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Fe2O3：0.01％～1.50％、其余全部为MgO；连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Al2O3：0.03％～1.80％、Fe2O3：0.01％～1.50％、CaO：0.01％～4.0％、MnO：0.01～0.1％、Na2O：0.01％～1.0％、C：5.0％～9.0％、水分：0.01～1.2％、其余全部为MgO；连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.5～0.8，保护渣成分按质量百分比控制为：C：6.0％～8.5％、Al2O3：1.2％～3.50％、Na2O：8％～11.5％、F－：6.0％～11.5％、Li2O：3.0％～6.5％、MgO：0.5％～2.0％、其余为CaO和SiO2；对连铸坯进行热修磨表面，修磨前连铸坯表面温度控制在100℃～700℃，修磨后连铸坯表面温度控制在大于等于50℃，修磨重量损失率控制为0.2％～8％。

Description

铁铬铝合金连铸板坯的生产方法
技术领域
本发明总体上涉及合金连铸技术领域，更具体地涉及一种铁铬铝合金连铸板坯的生产方法。
背景技术
铁铬铝合金是铁素体组织的电热合金材料，主要牌号有1Cr13Al4、0Cr21Al5、0Cr21Al6、0Cr25Al5和0Cr27Al7Mo2等钢种(GB/T 1234、ASTM B 603中或其它标准规定的电热合金铁铬铝牌号)，广泛地应用于电热、环保等领域。目前主要采用电渣重熔、锻造板坯的方式生产宽度不超过200mm的板坯，再经过热轧、冷轧生产铁铬铝合金带材，生产效率低下、产品规格有限。为此，现有技术中也开始出现通过连铸工艺来生产铁铬铝合金板坯，然后经过热轧、冷轧生产铁铬铝合金带材。
然而，由于铁铬铝合金中含铝3％～7％，而铝极易与连铸保护渣等发生反应，使铁铬铝合金连铸板坯在生产过程中出现漏钢、夹杂等问题，无法正常连铸成功铁铬铝合金板坯。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种铁铬铝合金连铸板坯的生产方法，消除了连铸漏钢和板坯夹杂等问题，且连铸板坯宽度最大可达到2050mm，显著增大了铁铬铝合金带材的宽度，由此拓宽了铁铬铝合金带材的应用范围。
本发明的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法包括下述步骤：
钢水在VOD炉(真空吹氧脱碳精炼炉)冶炼，完成脱碳、还原操作；
钢水到达LF炉(钢包精炼炉)进行成分、温度调整，钢水在离开LF炉前，钢包底吹氩搅拌，搅拌时间控制为≥10分钟，控制钢水覆盖在炉渣之下而不裸露在空气下；
钢包到达板坯连铸机，不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注；
其中：
连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高20℃～50℃，液面高度控制为≥800mm；
连铸结晶器的液面波动控制在±5mm之内；
连铸机拉速控制为0.1～1.5m/min，且拉速波动值控制在±0.02m/min之内；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Fe2O3：0.01％～1.50％、其余全部为MgO；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Al2O3：0.03％～1.80％、Fe2O3：0.01％～1.50％、CaO：0.01％～4.0％、MnO：0.01～0.1％、Na2O：0.01％～1.0％、C：5.0％～9.0％、水分：0.01～1.2％、其余全部为MgO；
连铸结晶器的保护渣碱度R＝CaO/SiO2控制为0.5～0.8，保护渣成分按质量百分比控制为：C：6.0％～8.5％、Al2O3：1.2％～3.50％、Na2O：8％～11.5％、F-：6.0％～11.5％、Li2O：3.0％～6.5％、MgO：0.5％～2.0％、其余为CaO和SiO2；
对连铸坯进行热修磨表面，修磨前连铸坯表面温度控制在100℃～700℃，修磨后连铸坯表面温度控制在大于等于50℃，修磨重量损失率控制为0.2％～8％。
优选地，在上述铁铬铝合金连铸板坯的生产方法中，钢水成分满足1Cr13Al4、0Cr21Al5、0Cr21Al6、0Cr25Al5和0Cr27Al7Mo2等钢种要求(GB/T 1234、ASTM B 603中或其它标准规定的电热合金铁铬铝牌号)。
作为一种具体实施方式，在上述铁铬铝合金连铸板坯的生产方法中，以牌号为0Cr21Al6的铁铬铝合金的钢水作为原料，该钢水的化学成分按质量百分比为：C：0.008％、Si：0.21％、Mn：0.10％、Al：5.5％、Cr：19.8％、La：0.07％、Ti：0.11％、Nb：0.09％、P：0.021％、S：0.001％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，其中：钢水在离开LF炉前钢包底吹氩搅拌的搅拌时间控制为14分钟，钢包到达板坯连铸机时不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注，连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高32℃～44℃，液面高度控制为815mm，连铸结晶器的液面波动控制在-3mm到+2.8mm，连铸机拉速控制为0.1～0.7m/min；连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：1.8％、Fe2O3：0.35％、MgO：97.85％；连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：2.85％、Al2O3：1.08％、Fe2O3：1.42％、CaO：3.16％、MnO：0.07％、Na2O：0.19％、C：7.8％、水分：0.8％、MgO：82.63％；连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.61，保护渣成分按质量百分比控制为：C：7.2％、Al2O3：1.52％、Na2O：9.3％、F-：8.8％、Li2O：4.6％、MgO：1.17％、CaO：25.54％、SiO2：41.87％；连铸坯热修磨前连铸坯表面温度控制在240℃～520℃，连铸坯热修磨后连铸坯表面温度控制在180℃～360℃，修磨重量损失率控制为2.6％。
作为一种具体实施方式，在上述铁铬铝合金连铸板坯的生产方法中，以牌号为1Cr13Al4的铁铬铝合金的钢水作为原料，该钢水的化学成分按质量百分比为：C：0.008％、Si：0.35％、Mn：0.08％、Al：4.58％、Cr：13.86％、Ti：0.44％、P：0.012％、S：0.001％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，其中：钢水在离开LF炉前钢包底吹氩搅拌的搅拌时间控制为15分钟，钢包到达板坯连铸机时不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注，连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高26℃～48℃，液面高度控制为825mm，连铸结晶器的液面波动控制在-3.2mm到+2.6mm，连铸机拉速控制为0.1～0.7m/min；连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：1.62％、Fe2O3：0.33％、MgO：98.05％；连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：2.72％、Al2O3：0.99％、Fe2O3：1.36％、CaO：3.18％、MnO：0.07％、Na2O：0.17％、C：8.0％、水分：0.75％、MgO：82.76％；连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.61，保护渣成分按质量百分比控制为：C：7.2％、Al2O3：1.52％、Na2O：9.3％、F-：8.8％、Li2O：4.6％、MgO：1.17％、CaO：25.54％、SiO2：41.87％；连铸坯热修磨前连铸坯表面温度控制在220℃～518℃，连铸坯热修磨后连铸坯表面温度控制在166℃～385℃，修磨重量损失率控制为1.7％。
利用本发明的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法可以生产出规格为厚度120～250mm、宽度200～2050mm的铁铬铝合金连铸板坯。而且，在铁铬铝合金连铸板坯的生产过程中未发生漏钢，连铸板坯轧制钢卷后表面夹杂微小，不影响使用。
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。
本发明的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法以牌号为1Cr13Al4、0Cr21Al5、0Cr21Al6、0Cr25Al5和0Cr27Al7Mo2等的铁铬铝合金的钢水作为原料，并且总体上本发明的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法包括下述步骤：
钢水在VOD炉(真空吹氧脱碳精炼炉)冶炼，完成脱碳、还原操作；
钢水到达LF炉(钢包精炼炉)进行成分、温度调整，钢水在离开LF炉前，钢包底吹氩搅拌，搅拌时间控制为≥10分钟，控制钢水覆盖在炉渣之下而不裸露在空气下；
钢包到达板坯连铸机，不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注；
其中：
连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高20℃～50℃，液面高度控制为≥800mm；
连铸结晶器的液面波动控制在±5mm之内；
连铸机拉速控制为0.1～1.5m/min，且拉速波动值控制在±0.02m/min之内；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Fe2O3：0.01％～1.50％、其余全部为MgO；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Al2O3：0.03％～1.80％、Fe2O3：0.01％～1.50％、CaO：0.01％～4.0％、MnO：0.01～0.1％、Na2O：0.01％～1.0％、C：5.0％～9.0％、水分：0.01～1.2％、其余全部为MgO；
连铸结晶器的保护渣碱度R＝CaO/SiO2控制为0.5～0.8，保护渣成分按质量百分比控制为：C：6.0％～8.5％、Al2O3：1.2％～3.50％、Na2O：8％～11.5％、F-：6.0％～11.5％、Li2O：3.0％～6.5％、MgO：0.5％～2.0％、其余为CaO和SiO2；
对连铸坯进行热修磨表面，修磨前连铸坯表面温度控制在100℃～700℃，修磨后连铸坯表面温度控制在大于等于50℃，修磨重量损失率控制为0.2％～8％。
利用本发明的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法可以生产出规格为厚度120～250mm、宽度200～2050mm的铁铬铝合金连铸板坯。而且，在铁铬铝合金连铸板坯的生产过程中未发生漏钢，连铸板坯轧制钢卷后表面夹杂微小，不影响使用。
以下结合具体实施例，详细说明本发明的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法。
实施例1
以牌号为0Cr21Al6的铁铬铝合金的钢水作为实施例1的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法的原料，该钢水的化学成分按质量百分比为：C：0.008％、Si：0.21％、Mn：0.10％、Al：5.5％、Cr：19.8％、La：0.07％、Ti：0.11％、Nb：0.09％、P：0.021％、S：0.001％，其余为Fe及其它不可避免的杂质。
实施例1的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法包括如下步骤：
钢水在VOD炉冶炼，完成脱碳、还原操作；
钢水到达LF炉进行成分、温度调整，钢水在离开LF炉前，钢包底吹氩搅拌，搅拌时间控制为14分钟，控制钢水覆盖在炉渣之下而不裸露在空气下；
钢包到达板坯连铸机，不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注；
其中：
连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高32℃～44℃，液面高度控制为815mm；
连铸结晶器的液面波动控制在-3mm到+2.8mm；
连铸机拉速控制为0.1～0.7m/min，且拉速波动值控制在±0.02m/min之内；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：1.8％、Fe2O3：0.35％、MgO：97.85％；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：2.85％、Al2O3：1.08％、Fe2O3：1.42％、CaO：3.16％、MnO：0.07％、Na2O：0.19％、C：7.8％、水分：0.8％、MgO：82.63％；
连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.61，保护渣成分按质量百分比控制为：C：7.2％、Al2O3：1.52％、Na2O：9.3％、F-：8.8％、Li2O：4.6％、MgO：1.17％、CaO：25.54％、SiO2：41.87％；
对连铸坯进行热修磨表面，修磨前连铸坯表面温度控制在240℃～520℃，修磨后连铸坯表面温度控制在180℃～360℃，修磨重量损失率控制为2.6％。
利用实施例1的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法可以生产出规格为厚度200mm、宽度1080mm的铁铬铝合金连铸板坯。而且，在铁铬铝合金连铸板坯的生产过程中未发生漏钢，连铸板坯轧制钢卷后表面夹杂微小，不影响使用。
实施例2
以牌号为1Cr13Al4的铁铬铝合金的钢水作为实施例2的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法的原料，该钢水的化学成分按质量百分比为：C：0.008％、Si：0.35％、Mn：0.08％、Al：4.58％、Cr：13.86％、Ti：0.44％、P：0.012％、S：0.001％，其余为Fe及其它不可避免的杂质。
实施例2的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法包括如下步骤：
钢水在VOD炉冶炼，完成脱碳、还原操作；
钢水到达LF炉进行成分、温度调整，钢水在离开LF炉前，钢包底吹氩搅拌，搅拌时间控制为15分钟，控制钢水覆盖在炉渣之下而不裸露在空气下；
钢包到达板坯连铸机，不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注；
其中：
连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高26℃～48℃，液面高度控制为825mm；
连铸结晶器的液面波动控制在-3.2mm到+2.6mm；
连铸机拉速控制为0.1～0.7m/min，且拉速波动值控制在±0.02m/min之内；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：1.62％、Fe2O3：0.33％、MgO：98.05％；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：2.72％、Al2O3：0.99％、Fe2O3：1.36％、CaO：3.18％、MnO：0.07％、Na2O：0.17％、C：8.0％、水分：0.75％、MgO：82.76％；
连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.61，保护渣成分按质量百分比控制为：C：7.2％、Al2O3：1.52％、Na2O：9.3％、F-：8.8％、Li2O：4.6％、MgO：1.17％、CaO：25.54％、SiO2：41.87％；
对连铸坯进行热修磨表面，修磨前连铸坯表面温度控制在220℃～518℃，修磨后连铸坯表面温度控制在166℃～385℃，修磨重量损失率控制为1.7％。
利用实施例2的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法可以生产出规格为厚度200mm、宽度1240mm的铁铬铝合金连铸板坯。而且，在铁铬铝合金连铸板坯的生产过程中未发生漏钢，连铸板坯轧制钢卷后表面夹杂微小，不影响使用。
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 (4)

1.一种铁铬铝合金连铸板坯的生产方法，其特征在于，所述铁铬铝合金连铸板坯的生产方法包括下述步骤：
钢水在VOD炉冶炼，完成脱碳、还原操作；
钢水到达LF炉进行成分、温度调整，钢水在离开LF炉前，钢包底吹氩搅拌，搅拌时间控制为≥10分钟，控制钢水覆盖在炉渣之下而不裸露在空气下；
钢包到达板坯连铸机，不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注；
其中：
连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高20℃～50℃，液面高度控制为≥800mm；
连铸结晶器的液面波动控制在±5mm之内；
连铸机拉速控制为0.1～1.5m/min，且拉速波动值控制在±0.02m/min之内；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Fe2O3：0.01％～1.50％、其余全部为MgO；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：0.01％～5.0％、Al2O3：0.03％～1.80％、Fe2O3：0.01％～1.50％、CaO：0.01％～4.0％、MnO：0.01～0.1％、Na2O：0.01％～1.0％、C：5.0％～9.0％、水分：0.01～1.2％、其余全部为MgO；
连铸结晶器的保护渣碱度R＝CaO/SiO2控制为0.5～0.8，保护渣成分按质量百分比控制为：C：6.0％～8.5％、Al2O3：1.2％～3.50％、Na2O：8％～11.5％、F－：6.0％～11.5％、Li2O：3.0％～6.5％、MgO：0.5％～2.0％、其余为CaO和SiO2；
对连铸坯进行热修磨表面，修磨前连铸坯表面温度控制在100℃～700℃，修磨后连铸坯表面温度控制在大于等于50℃，修磨重量损失率控制为0.2％～8％。
2.根据权利要求1所述的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法，其特征在于，钢水成分满足1Cr13Al4、0Cr21Al5、0Cr21Al6、0Cr25Al5和0Cr27Al7Mo2等钢种要求。
3.根据权利要求1所述的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法，其特征在于，以牌号为0Cr21Al6的铁铬铝合金的钢水作为原料，该钢水的化学成分按质量百分比为：C：0.008％、Si：0.21％、Mn：0.10％、Al：5.5％、Cr：19.8％、La：0.07％、Ti：0.11％、Nb：0.09％、P：0.021％、S：0.001％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，其中：
钢水在离开LF炉前钢包底吹氩搅拌的搅拌时间控制为14分钟，钢包到达板坯连铸机时不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注，连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高32℃～44℃，液面高度控制为815mm，连铸结晶器的液面波动控制在-3mm到+2.8mm，连铸机拉速控制为0.1～0.7m/min；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：1.8％、Fe2O3：0.35％、MgO：97.85％；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：2.85％、Al2O3：1.08％、Fe2O3：1.42％、CaO：3.16％、MnO：0.07％、Na2O：0.19％、C：7.8％、水分：0.8％、MgO：82.63％；
连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.61，保护渣成分按质量百分比控制为：C：7.2％、Al2O3：1.52％、Na2O：9.3％、F－：8.8％、Li2O：4.6％、MgO：1.17％、CaO：25.54％、SiO2：41.87％；
连铸坯热修磨前连铸坯表面温度控制在240℃～520℃，连铸坯热修磨后连铸坯表面温度控制在180℃～360℃，修磨重量损失率控制为2.6％。
4.根据权利要求1所述的铁铬铝合金连铸板坯的生产方法，其特征在于，以牌号为1Cr13Al4的铁铬铝合金的钢水作为原料，该钢水的化学成分按质量百分比为：C：0.008％、Si：0.35％、Mn：0.08％、Al：4.58％、Cr：13.86％、Ti：0.44％、P：0.012％、S：0.001％，其余为Fe及其它不可避免的杂质，其中：
钢水在离开LF炉前钢包底吹氩搅拌的搅拌时间控制为15分钟，钢包到达板坯连铸机时不吹氧气直接打开钢包水口进行浇注，连铸中间包内钢水温度控制为比其熔点高26℃～48℃，液面高度控制为825mm，连铸结晶器的液面波动控制在-3.2mm到+2.6mm，连铸机拉速控制为0.1～0.7m/min；
连铸中间包的内衬耐火材料成分按质量百分比控制为：SiO2：1.62％、Fe2O3：0.33％、MgO：98.05％；
连铸中间包的覆盖剂成分按质量百分比控制为：SiO2：2.72％、Al2O3：0.99％、Fe2O3：1.36％、CaO：3.18％、MnO：0.07％、Na2O：0.17％、C：8.0％、水分：0.75％、MgO：82.76％；
连铸结晶器的保护渣碱度R控制为0.61，保护渣成分按质量百分比控制为：C：7.2％、Al2O3：1.52％、Na2O：9.3％、F－：8.8％、Li2O：4.6％、MgO：1.17％、CaO：25.54％、SiO2：41.87％；
连铸坯热修磨前连铸坯表面温度控制在220℃～518℃，连铸坯热修磨后连铸坯表面温度控制在166℃～385℃，修磨重量损失率控制为1.7％。
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