CN113118405A - 一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，属于炼钢连铸技术领域，方法包括：将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；结晶器的冷却水流量为90～120m3/h，所述结晶器的二冷比水量为0.3～1.5L/kg，基于对含锑耐候螺栓用钢热物性参数以及高温热‑力学性能的理解，系统的分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器及二次冷却区冷却强度，提出了合理有效的连铸工艺，为含锑耐候螺栓用钢的小方坯连铸生产奠定了基础。

Description

一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法
技术领域
本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法。
背景技术
耐候钢，即耐气候条件腐蚀钢，由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成。耐候性为普碳钢的2～8倍，同时，它具有耐锈、使构件抗腐蚀等特点。耐候钢一般应用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备等结构件。对于制作紧固件的耐候钢，由于采用螺纹连接方式，具有沟槽腐蚀特征，较配套板材具有更为苛刻的腐蚀不利条件，服役过程中要求紧固件原材料具有比配套材料更高的耐腐蚀性能匹配。因此需要在钢中添加Sb元素，Sb的加入可以提高钢的抗均匀腐蚀能力，对耐点蚀性能非常优秀。
锑的相对密度为6.68g/cm3，熔点为630℃，在连铸过程中会对钢的高温热-塑性产生重要影响。因此，需要结合含锑钢种的高温热-塑性曲线，制定合理连铸工艺以提高铸坯质量。
目前，针对含锑钢种的连铸方法还尚未见报道。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法。
本发明实施例提供了一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，所述方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
所述结晶器的冷却水流量为90～120m3/h，所述结晶器的二冷比水量为0.3～1.5L/kg。
可选的，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，连铸的拉速为0.8-2.8m/min。
可选的，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，中间包的铝损控制在≦50ppm。
可选的，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，向所述结晶器中加入保护渣，所述保护渣的熔点为900℃-1050℃，保护渣的粘度为1dPa·S-8dPa·S。
可选的，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，所述中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水的温度控制在过热度10℃-35℃。
可选的，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，结晶器采用结晶器电磁搅拌技术。
可选的，所述结晶器采用结晶器电磁搅拌技术中，结晶器电磁搅拌的参数为：频率3Hz-6Hz、电流200A-400A。
可选的，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，结晶器采用末端电磁搅拌技术。
可选的，所述结晶器采用末端电磁搅拌技术中，末端电磁搅拌的参数为：频率3Hz-18Hz、电流100A-400A。
可选的，所述含锑耐候螺栓钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.15％-0.40％、Si：0.01％-2.2％、Mn：0.30％-2.0％、P：≤0.03％、S：≤0.02％、Cu：0.20％-0.50％、Ni：0.2％-1.0％、Cr：0.5％-1.5％、Ti：0.04％-0.50％、B：<0.01％、Sb：0.05％-0.2％、Alt：0.01％-0.05％,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，方法包括：将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；结晶器的冷却水流量为90～120m3/h，所述结晶器的二冷比水量为0.3～1.5L/kg，基于对含锑耐候螺栓用钢热物性参数以及高温热-力学性能的理解，系统的分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器及二次冷却区冷却强度，提出了合理有效的连铸工艺，为含锑耐候螺栓用钢的小方坯连铸生产奠定了基础。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
小方坯连铸工序为具体工艺参数如下：
1)连铸拉速为0.8-2.8m/min。
2)连铸过程中间包铝损控制在≦50ppm。
3)保护渣熔点为900-1050℃、粘度为1-8dPa·S。
4)中间包钢水温度控制在过热度10-35℃。
5)结晶器冷却水流量为90-120m3/h。二冷比水量为0.3-1.5L/kg。
6)结晶器电磁搅拌技术是含锑耐候螺栓用钢小方坯连铸的可选技术。应用结晶器电磁搅拌技术的参数范围为：频率3-6Hz，电流200-400A。
7)末端电磁搅拌技术是含锑耐候螺栓用钢小方坯连铸的可选技术。应用末端电磁搅拌技术的参数范围为：频率3-18Hz，电流100-400A。
8)矫直压力为25-125bar。
9)铸坯下线后缓冷，缓冷时间24-48小时。
控制中间包铝损≦50ppm的原因是为了保证钢种的可浇性，该铝损过大的意味着中间包保护效果差，易形成Al2O3夹杂物，引起水口堵塞，影响连续浇铸；
专用保护渣的作用在于控制结晶器与凝固坯壳之间的润滑与传热，控制保护渣熔点为900-1050℃的原因是为了保证合理的渣层结构，该熔点取值过大的不利影响是保护渣熔化效果差，易产生渣圈严重，润滑效果差等问题，过小的不利影响是保温效果差，易引起铸坯凹陷缺陷等；控制保护渣粘度为1-8dPa·S原因是为了与拉速范围相匹配，保证合理的保护渣消耗量，该粘度取值过大的不利影响是保护渣耗量低，难以保证润滑，过小的不利影响是保护渣耗量大，易引起铸坯表面凹陷；
控制中间包钢水温度在过热度10-35℃的原因是保证铸坯凝固过程稳定性，该过热度取值过大的不利影响是铸坯中心偏析严重，内部质量差，过小的不利影响是易导致连铸拉速的波动，难以保证铸坯质量稳定性；
控制二冷比水量为0.3-1.5L/kg的原因是保证与拉速匹配，形成合理温度制度，满足铸坯矫直温度控制需求，该水量取值过大的不利影响是矫直温度进入该钢种热塑性第三脆性区，引起矫直裂纹，影响后续轧制顺行，过小的不利影响是易形成皮下或中间裂纹，难以保证高拉速生产；
缓冷的作用是防止降低铸坯冷却中的相变组织应力与热应力，减少白点的产生，冷却速度为0.05-0.20℃/min，冷却速度过大的不利影响是易形成铸坯表面或内部裂纹，形成白点缺陷；
作为一种可选的实施方式，含锑耐候螺栓钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.15％-0.40％、Si：0.01％-2.2％、Mn：0.30％-2.0％、P：≤0.03％、S：≤0.02％、Cu：0.20％-0.50％、Ni：0.2％-1.0％、Cr：0.5％-1.5％、Ti：0.04％-0.50％、B：<0.01％、Sb：0.05％-0.2％、Alt：0.01％-0.05％,余量为Fe和不可避免的杂质。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法进行详细说明。
实施例1
一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，采用4机4流150mm×150mm小方坯连铸机，方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
小方坯连铸工序为具体工艺参数如下：
1)连铸拉速为0.8m/min。
2)连铸过程中间包铝损控制在50ppm。
3)保护渣熔点为900℃、粘度为1dPa·S。
4)中间包钢水温度控制在过热度10℃。
5)结晶器冷却水流量为90m3/h。二冷比水量为0.3L/kg。
6)应用结晶器电磁搅拌技术的参数范围为：频率3Hz，电流20000A。
7)应用末端电磁搅拌的参数为：频率3Hz、电流100A。
8)矫直压力为25bar。
9)铸坯下线后缓冷24小时。
含锑耐候螺栓钢冶炼成分如下表：
C Si Mn P S Cu Ni Cr Ti B Sb Alt
0.15 0.01 0.30 0.03 0.02 0.20 0.20 0.50 0.04 0.009 0.05 0.01
实施例2
一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，采用4机4流150mm×150mm小方坯连铸机，方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
小方坯连铸工序为具体工艺参数如下：
1)连铸拉速为2.8m/min。
2)连铸过程中间包铝损控制在20ppm。
3)保护渣熔点为1050℃、粘度为8dPa·S。
4)中间包钢水温度控制在过热度35℃。
5)结晶器冷却水流量为120m3/h。二冷比水量为1.5L/kg。
6)应用结晶器电磁搅拌技术的参数范围为：频率6Hz，电流400A。
7)应用末端电磁搅拌的参数为：频率18Hz、电流400A
8)矫直压力为25-125bar。
9)铸坯下线后缓冷36小时。
含锑耐候螺栓钢冶炼成分如下表：
C Si Mn P S Cu Ni Cr Ti B Sb Alt
0.40 2.2 2.0 0.03 0.02 0.50 1.0 1.5 0.5 0.009 0.2 0.05
实施例3
一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，采用4机4流150mm×150mm小方坯连铸机，方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
小方坯连铸工序为具体工艺参数如下：
1)连铸拉速1.8m/min。
2)连铸过程中间包铝损控制32ppm。
3)保护渣熔点1020℃、粘度3.5dPa·S。
4)中间包钢水温度控制在过热度29℃。
5)结晶器冷却水流量：115m3/h。二冷比水量0.62L/kg。
6)应用结晶器电磁搅拌技术具体参数为：频率3.5Hz，电流320A。
7)应用末端电磁搅拌技术的参数为：频率15Hz，电流170A。
8)矫直压力35bar。
9)铸坯下线后缓冷48小时。
含锑耐候螺栓钢冶炼成分如下表：
C Si Mn P S Cu Ni Cr Ti B Sb Alt
0.25 0.15 0.70 0.015 0.01 0.50 0.28 0.90 0.05 0.0080 0.15 0.035
对比例1
一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，采用4机4流150mm×150mm小方坯连铸机，方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
小方坯连铸工序为具体工艺参数如下：
1)连铸拉速1.8m/min。
2)连铸过程中间包铝损控制32ppm。
3)保护渣熔点1020℃、粘度3.5dPa·S。
4)中间包钢水温度控制在过热度29℃。
5)结晶器冷却水流量：80m3/h。二冷比水量0.2L/kg。
6)应用结晶器电磁搅拌技术具体参数为：频率3.5Hz，电流320A。
7)应用末端电磁搅拌技术的参数为：频率15Hz，电流170A。
8)矫直压力35bar。
9)铸坯下线后缓冷24小时。
含锑耐候螺栓钢冶炼成分如下表：
C Si Mn P S Cu Ni Cr Ti B Sb Alt
0.25 0.15 0.70 0.015 0.01 0.50 0.28 0.90 0.05 0.0080 0.15 0.035
对比例2
一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，采用4机4流150mm×150mm小方坯连铸机，方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
小方坯连铸工序为具体工艺参数如下：
1)连铸拉速1.8m/min。
2)连铸过程中间包铝损控制32ppm。
3)保护渣熔点1020℃、粘度3.5dPa·S。
4)中间包钢水温度控制在过热度29℃。
5)结晶器冷却水流量：130m3/h。二冷比水量2L/kg。
6)应用结晶器电磁搅拌技术具体参数为：频率3.5Hz，电流320A。
7)应用末端电磁搅拌技术的参数为：频率15Hz，电流170A。
8)矫直压力35bar。
9)铸坯下线后缓冷24小时。
含锑耐候螺栓钢冶炼成分如下表：
C Si Mn P S Cu Ni Cr Ti B Sb Alt
0.25 0.15 0.70 0.015 0.01 0.50 0.28 0.90 0.05 0.0080 0.15 0.035
相关实验：
将实施例1-3和对比例1-2制得的钢坯进行低倍评级，结果如下表所示。
Figure BDA0002970492260000071
Figure BDA0002970492260000081
表中，中心疏松是指酸蚀低倍试样上集中在中心部位的空隙和暗点；中心缩孔是指酸蚀试样的中心部位呈现腐蚀较深的孔洞；
非金属夹杂是指酸蚀低倍试样上呈同形状或不同颜色的空隙或孔洞，并成群分布，测试方法根据YB/T 153-2015(优质结构钢连铸坯低倍组织缺陷评级图)进行评级；
由实施例数据可得，采用本申请提供的连铸方法，能够顺利的连铸含锑耐候螺栓用钢的小方坯，且生产的钢坯符合要求，因本方法为含锑耐候螺栓用钢的小方坯连铸生产奠定了基础；由实施例数据和对比例数据可知，采用本专利所述工艺方法，可以显著提升铸坯内部质量。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例提供的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，基于对含锑耐候螺栓用钢热物性参数以及高温热-力学性能的理解，系统的分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器及二次冷却区冷却强度，提出了合理有效的连铸工艺，为含锑耐候螺栓用钢的小方坯连铸生产奠定了基础。
最后，还需要说明的是，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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述方法包括：
将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸，获得含锑耐候螺栓钢的小方坯；
所述结晶器的冷却水流量为90～120m3/h，所述结晶器的二冷比水量为0.3～1.5L/kg。
2.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，连铸的拉速为0.8-2.8m/min。
3.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，中间包的铝损控制在≦50ppm。
4.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，向所述结晶器中加入保护渣，所述保护渣的熔点为900℃-1050℃，保护渣的粘度为1dPa·S-8dPa·S。
5.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，所述中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水的温度控制在过热度10℃-35℃。
6.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，结晶器采用结晶器电磁搅拌技术。
7.根据权利要求6所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述结晶器采用结晶器电磁搅拌技术中，结晶器电磁搅拌的参数为：频率3Hz-6Hz、电流200A-400A。
8.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述将中间包内的含锑耐候螺栓钢钢水倒入结晶器进行连铸中，结晶器采用末端电磁搅拌技术。
9.根据权利要求8所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述结晶器采用末端电磁搅拌技术中，末端电磁搅拌的参数为：频率3Hz-18Hz、电流100A-400A。
10.根据权利要求1所述的含锑耐候螺栓钢的小方坯连铸方法，其特征在于，所述含锑耐候螺栓钢的化学成分以质量分数计包括：C：0.15％-0.40％、Si：0.01％-2.2％、Mn：0.30％-2.0％、P：≤0.03％、S：≤0.02％、Cu：0.20％-0.50％、Ni：0.2％-1.0％、Cr：0.5％-1.5％、Ti：0.04％-0.50％、B：<0.01％、Sb：0.05％-0.2％、Alt：0.01％-0.05％,余量为Fe和不可避免的杂质。
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