CN115519083A - 一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,具体为:在LF精炼结束前钢水温度达到合适的位置,保证连铸钢水过热度在20℃左右,一冷和二冷使用较大水量,足辊段水量比例达到100%,末端电磁搅拌使用较高的电流,采用1.10m/min拉速浇注。通过使用低碱度高黏度保护渣,加强凝固传热,提高铜管锥度,避免铸坯冷却收缩后与结晶器产生较大的气隙,使得铸坯表面整体冷却更加均匀,二冷增加足辊冷却水量提高冷却强度和均匀性及降低拉速铸坯充分冷却达到均匀增加坯壳厚度的效果,避免冷却不均导致铸坯凹陷与裂纹,避免连铸发生漏钢事故。本发明可以使管坯钢15CrMoG连铸方坯表面探伤合格率达到100%,无裂纹缺陷,表面凹陷深度小于1mm,从而提高钢材性能稳定性。
Description
技术领域
本发明属于合金钢技术领域,涉及一种管坯用连铸方坯的生产方法,具体涉及一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法。
背景技术
管坯钢15CrMoG主要应用于高压锅炉管,属于无缝钢管类别,使用时经常处于高温和高压条件,要求钢管具有高的持久强度和塑性变形能力,最小的实效倾向和热脆性,高的抗腐蚀性能,并有良好的组织稳定性。高质量的管坯钢15CrMoG满足窄的化学成分、高的纯净度、组织均匀和良好的表面质量等四大质量指标。
目前管坯钢15CrMoG的生产主要采用高拉速和弱冷工艺,浇铸拉速恒定在1.30m/min,一冷水在115-125m3/h之间,二冷水比水量设定0.30L/kg,二冷水各段分配比例:足辊段40%、活动段40%和固定段20%,采用10mm的小R角和1.6mm低锥度铜管,高碱度和低黏度保护渣降低传热效果,连铸坯表面存在严重凹陷、角部横向裂纹及生产过程纵裂漏钢问题,导致钢材表面缺陷多,造成钢材穿管过程中开裂严重,表面质量控制一般也不易达到要求,难以保证大量供应和质量的稳定性。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,本发明的控制方法可以使管坯钢15CrMoG连铸方坯表面探伤合格率达到100%,无裂纹缺陷,表面凹陷深度小于1mm,从而提高钢材性能稳定性。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,包括以下步骤:
1)在 LF精炼中期将钢水合金成分调整至目标值后,电极通电对钢水进行升温,保证连铸钢水一定的过热度,真空处理结束及时将钢包吊运到连铸,保证连铸顺行;
2)钢包到连铸工位进行加盖,开浇后进行手动测温,与自动测温进行对比调节,保证温度显示准确性;
3)钢包开浇后做好长水口、中包及浸入式水口的保护浇铸,保证钢水与空气隔绝,做好中包对中调整,保证水口插入深度;
4)连铸使用专用保护渣与铜管,恒拉速浇铸,根据工艺要求设置结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌参数,同时一冷水和二冷水量设定不变,直到中包浇铸结束;
所述步骤4)中,专用保护渣的碱度为0.45,黏度为1.24Pa.s;专用铜管长度为900mm,R角为18mm,锥度为2.4mm,距上口100mm内无锥度;浇铸拉速恒定在1.10m/min,波动范围±0.01m/min。
本发明的进一步改进方案为:
所述步骤1)中,当电极通电进行钢水升温时,温度升高到液相线温度+65℃,保证连铸钢水过热度在20±6℃左右。
进一步的,所述步骤1)中,真空处理工位必须保证在连铸上一炉钢水浇完前2min将下一炉钢包吊运到连铸平台。
进一步的,所述步骤2)中,当通过手持测温枪进行测温时,测温枪头需插入中包钢液面20cm,停留时间为30s。
进一步的,所述步骤3)中,长水口通过液压机械手装在钢包滑动水口上,与钢包底部成90°垂直向下。
进一步的,所述步骤3)中,当调整中包浸入式水口对中情况时,水口插入结晶器中左右与铜管臂距离相差不超过2mm,前后与铜管臂距离相差不超过2mm。
进一步的,所述浸入式水口插入结晶器钢液面以下130mm。
进一步的,所述步骤4)中,结晶器电磁搅拌参数设置为295-305A/6.0Hz,末端电磁搅拌模式为交替模式,末端电磁搅拌参数设置为175-185A/10Hz。
进一步的,末端电磁搅拌位置距结晶器距离为10.0m。
进一步的,所述步骤4)中,一冷水水量设定155-165m3/h,二冷水比水量设定0.40L/kg,二冷水各段分配比例:足辊段100%、活动段0%和固定段0%。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明通过使用低碱度高黏度保护渣,促进热量向铜管壁传递,柱状晶充分快速生长,抑制初生奥氏体晶粒粗大,提高钢的力学性能,因为包晶钢奥氏体单相温度最高,凝固进入奥氏体单相区后,在初生奥氏体晶界阻碍奥氏体晶粒长大的第二相(δFe或液相)突然消失情况下,奥氏体相急剧长大,而液相凝固时的体积收缩(3.5%~4.0%)和高温下发生δFe→γFe转变的线收缩(0.38%)会导致坯壳与结晶器壁过早形成气隙,降低了铸坯凝固向结晶器的传热速率,而且结晶器气隙的产生是不均匀的,导致热流的不均匀和坯壳生长的不均匀,使得铸坯表面产生凹陷,造成凝固坯壳内的温度梯度和应力梯度不均匀,促进了裂纹的形成,通过提高铜管锥度,避免铸坯冷却收缩后与结晶器产生较大和不均匀的气隙,使得铸坯表面整体冷却更加均匀;
本发明在保证铸坯成型出结晶器后增加冷却水量及降低拉速,因为生产过程中由于扩大奥氏体单相区元素的存在和冷却速率高于平衡态,以及相变造成的体积收缩而形成的冷却延缓,助长奥氏体晶粒长大,降低了钢的高温塑性,坯壳的薄弱处易产生裂纹,严重时发生漏钢事故,通过增加冷却水量提高冷却强度及降低拉速使铸坯充分冷却,抑制奥氏体晶粒粗大,提高钢的高温塑性,避免铸坯产生凹陷与裂纹,同时避免连铸发生漏钢事故;
本发明增加冷却强度提高柱状晶生长速度,凝固前沿溶质元素来不及向四周扩散,避免连铸坯元素偏析聚集,从而解决由于硫元素偏析导致的夹杂物硫化物超标问题,同时使用180A/10Hz末端电磁搅拌产生的电磁搅拌李打断枝晶,避免枝晶搭桥降低铸坯缩孔残余级别,提高轧材中心质量;
综上,本发明通过连铸工艺技术优化,改善铸坯表面质量,同时使钢中硫化物夹杂的数量和级别降低,使钢材达到了纯净度高、组织均匀、表面质量良好的高质量水平。通过本发明的控制方法可以使管坯钢15CrMoG连铸方坯表面探伤合格率达到100%,无裂纹缺陷,表面凹陷深度小于1mm,从而提高钢材性能稳定性。
附图说明
图1为实施例1制得的连铸坯内部低倍检验图;
图2为实施例1制得的连铸坯表面低倍检验图;
图3为实施例2制得的连铸坯内部低倍检验图;
图4为实施例2制得的连铸坯表面低倍检验图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明技术方案做详细说明。
实施例1
LF精炼工序进行15CrMoG冶炼时,精炼中期将钢水合金元素成分调整至目标值后,电极通电将钢水升温至液相线温度+64℃吊包进行真空处理;软吹结束后转运到连铸进行浇注成200×200mm方坯;连铸过程使用专用保护渣和铜管,所述专用保护渣碱度为0.45、粘度(1300℃)为1.24Pa.s,SiO2:41.36%,CaO:18.61%,Na2O+K2O:3.96,F:4.11%,C固:16.22%,半球温度1170℃,铜管长度为900mm,R角为18mm,锥度为2.4mm,距上口100mm内无锥度;连铸过程一冷水水量在157~163m3/h波动,结晶器电磁搅拌器参数为(295~304)A/6.0Hz,末端电磁搅拌器参数为(178~183)A/10Hz(交替模式),拉速1.10m/min,二冷比水量0.40L/kg,活动段与固定段无水,过热度在20~25℃。
连铸坯低倍检验结果如图1、图2所示,表面和内部无明显裂纹缺陷,对铸坯表面进行抛丸磁粉探伤,未发现裂纹缺陷。
实施例2
LF精炼工序进行15CrMoG冶炼时,精炼中期将钢水合金元素成分调整至目标值后,电极通电将钢水升温至液相线温度+67℃吊包进行真空处理;软吹结束后转运到连铸进行浇注成200×200mm方坯;连铸过程使用专用保护渣和铜管,所述专用保护渣碱度为0.45、粘度(1300℃)为1.24Pa.s,铜管长度为900mm,R角为18mm,锥度为2.4mm,距上口100mm内无锥度;连铸过程一冷水水量在156~164m3/h波动,结晶器电磁搅拌器参数为(296~302)A/6.0Hz,末端电磁搅拌器参数为(177~182)A/10Hz(交替模式),拉速1.10m/min,二冷比水量0.40L/kg,活动段与固定段无水,过热度在19~26℃。
连铸坯低倍检验结果如图3、图4所示,表面和内部无明显裂纹缺陷,对铸坯表面进行抛丸磁粉探伤,未发现裂纹缺陷。
Claims (10)
1.一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在 LF精炼中期将钢水合金成分调整至目标值后,电极通电对钢水进行升温,保证连铸钢水一定的过热度,真空处理结束及时将钢包吊运到连铸,保证连铸顺行;
2)钢包到连铸工位进行加盖,开浇后进行手动测温,与自动测温进行对比调节,保证温度显示准确性;
3)钢包开浇后做好长水口、中包及浸入式水口的保护浇铸,保证钢水与空气隔绝,做好中包对中调整,保证水口插入深度;
4)连铸使用专用保护渣与铜管,恒拉速浇铸,根据工艺要求设置结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌参数,同时一冷水和二冷水量设定不变,直到中包浇铸结束;
所述步骤4)中,专用保护渣的碱度为0.45,黏度为1.24Pa.s;专用铜管长度为900mm,R角为18mm,锥度为2.4mm,距上口100mm内无锥度;浇铸拉速恒定在1.10m/min,波动范围±0.01m/min。
2.根据权利要求1所述的一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,其特征在于:所述步骤1)中,当电极通电进行钢水升温时,温度升高到液相线温度+65℃,保证连铸钢水过热度在20±6℃左右。
3.根据权利要求1所述的一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,其特征在于:所述步骤1)中,真空处理工位必须保证在连铸上一炉钢水浇完前2min将下一炉钢包吊运到连铸平台。
4.根据权利要求1所述的一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,其特征在于:所述步骤2)中,当通过手持测温枪进行测温时,测温枪头需插入中包钢液面20cm,停留时间为30s。
5.根据权利要求1所述的一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,其特征在于:所述步骤3)中,长水口通过液压机械手装在钢包滑动水口上,与钢包底部成90°垂直向下。
6.根据权利要求1所述的一种管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的控制方法,其特征在于:所述步骤3)中,当调整中包浸入式水口对中情况时,水口插入结晶器中左右与铜管臂距离相差不超过2mm,前后与铜管臂距离相差不超过2mm。
7.根据权利要求6所述的控制管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的方法,其特征在于:所述浸入式水口插入结晶器钢液面以下130mm。
8.根据权利要求1所述的控制管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的方法,其特征在于:所述步骤4)中,结晶器电磁搅拌参数设置为295-305A/6.0Hz,末端电磁搅拌模式为交替模式,末端电磁搅拌参数设置为175-185A/10Hz。
9.根据权利要求8所述的控制管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的方法,其特征在于:末端电磁搅拌位置距结晶器距离为10.0m。
10.根据权利要求1所述的控制管坯钢15CrMoG连铸方坯表面质量的方法,其特征在于:所述步骤4)中,一冷水水量设定155-165m3/h,二冷水比水量设定0.40L/kg,二冷水各段分配比例:足辊段100%、活动段0%和固定段0%。
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