CN115707537A - 一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,包括以下步骤:1)小规格圆坯连铸机生产小规格低碳低合金钢连铸圆坯,运入缓冷坑,对缓冷坑进行预热;2)小规格连铸圆坯入坑结束后,大规格连铸圆坯铸机生产的大规格高合金钢连铸圆坯立即继续向上逐层紧密码放;3)大规格连铸圆坯生产结束后,另一台小规格圆坯连铸机铸机生产的小规格低碳低合金钢连铸圆坯继续向上逐层码放,盖上保温盖进行保温缓冷。本发明取消退火工序,使用小规格高温钢坯余热对缓冷坑进行加热,并对高合金钢大规格圆坯进行全方位包裹保温,均匀高合金钢连铸圆坯内外温度,减少温差,降低热内应力和相变应力,稳定控制大规格高合金钢连铸圆坯中心裂纹≤1.0级。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域,涉及大口径圆管的大规格连铸圆坯的生产,特别涉及一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法。
背景技术
随着钢铁工业技术的不断进步,连铸技术不断发展,低效、成材率低的模铸生产方式逐步被连铸生产方式代替,尤其是低合金钢钢坯几乎100%采用连铸工艺生产。然而,在许多特殊行业特种设备上对大尺寸,良好的淬透性,较高的强韧性及可塑性,良好的高、低温耐磨性、抗高温疲劳和耐热性,优异的冷热加工性等高合金钢材料还有广泛的市场需求。但是高合金钢钢坯由于合金含量高,导热系数低,内外温差大、组织应力大,裂纹敏感性强,尤其是大规格钢坯,使用连铸工艺生产大规格高合金钢连铸坯时常出现严重中心裂纹导致的报废,后续使用燃气燃烧加热进行退火处理,也不能完全避免,严重影响成材率和生产成本。
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低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,该方法取消退火工序,使用小规格高温钢坯余热对缓冷坑进行加热,并对高合金钢大规格圆坯进行全方位包裹保温,均匀高合金钢连铸圆坯内外温度,减少温差,降低热内应力和相变应力,稳定控制大规格高合金钢连铸圆坯中心裂纹≤1.0级。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,包括以下步骤:
1)相邻小规格圆坯连铸机高拉速生产小规格低碳低合金钢连铸圆坯,通过热送辊道+行车吊运入缓冷坑,对缓冷坑进行预热;
2)小规格连铸圆坯入坑结束后,大规格连铸圆坯铸机生产的大规格高合金钢连铸圆坯立即继续向上逐层紧密码放;
3)大规格高合金钢连铸圆坯生产结束后,相邻的另一台小规格圆坯连铸机铸机高拉速生产的小规格低碳低合金钢连铸圆坯继续向上逐层码放,入坑结束盖上保温盖进行保温缓冷。
本发明的进一步改进方案为:
大规格高合金钢连铸圆坯生产时采用超弱冷二冷工艺,比水量控制为0.02~0.05l/kg。
进一步的,二冷段仅保留足辊段,足辊段使用气雾喷嘴将水雾化后喷射到圆坯表面进行冷却。
进一步的,所述步骤1)中,连铸圆坯规格为Φ350~450mm,连铸圆坯钢种碳含量为≤0.25 wt%,总合金量不超过1.50 wt%。
进一步的,所述步骤1)中,连铸圆坯拉速为0.50~1.00m/min,圆坯入坑后表面温度≥750℃。
进一步的,所述步骤1)中,连铸圆坯码放层数为4~5层。
进一步的,所述步骤2)中高合金钢连铸圆坯入坑时间距所述步骤1)中小规格连铸圆坯入坑结束时间间隔控制在20分钟以内,步骤2)中大规格高合金钢连铸圆坯码放层数为3~8层。
进一步的,所述步骤2)中,连铸圆坯规格为Φ600~800mm,钢种为总合金量大于5wt%的钢种。
进一步的,所述步骤3)中,低碳低合金钢连铸圆坯拉速为0.50~1.00m/min,圆坯入坑后表面温度≥750℃,依次向上紧密码放的层数为2~3层。
进一步的,所述步骤3)中,保温盖盖上后缓冷时间≥200小时后揭开保温盖,圆坯表面温度降到100℃后出坑。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明使用小规格高温钢坯余热对缓冷坑进行加热,并对高合金钢大规格圆坯进行全方位包裹保温,均匀高合金钢连铸圆坯内外温度,减少温差,降低热内应力和相变应力,稳定控制大规格高合金钢连铸圆坯中心裂纹≤1.0级。
本发明使用小规格高温钢坯余热对缓冷坑进行加热,使缓冷坑环境温度升高到500-650℃,而小规格高温钢坯表面温度保持在700-800℃。高合金钢大规格圆坯入坑结束以后被高温小规格钢坯全面覆盖保温,圆坯表面温度逐步回升至700~800℃,表面温度和中心温度逐步趋于一致,内外温差由150~250℃降到20℃以下,然后在缓冷坑中保温200小时以上。在这个过程中,形成的珠光体组织均匀,晶粒细小,片层间距较大,大规格高合金钢连铸圆坯表面及内部硬度降低,塑性和韧性改善,显著改善高高合金钢圆坯锯切和车削性能,达到高合金圆坯或钢材只有在退火后才能进行锯切和车削的加工性能;由于高合金高圆坯表面和内部温差降低,冷却速度趋于相同,因此在缓慢冷却过程中形成的热应力显著降低,同时避免高合金钢圆坯由于冷却速度较快时产生马氏体引起的开裂;加快合金元素的固态扩散,改善枝晶偏析,提高淬火硬度的稳定性,降低淬火开裂倾向。因此,本发明可以使大规格高合金钢连铸圆坯可以达到退火后才具有性能和要求。
本发明通过取消退火工序,降低燃气消耗和二氧化碳排放,同时生产效率得以大幅提高,大规格高合金钢连铸圆坯从生产至交货,至少可以缩短10天以上。
具体实施方式
实施例1
1.相邻的一台小规格圆坯连铸机生产Φ380mm 20钢(合金总量为0.90%)连铸圆坯,拉速为0.58m/min,通过热送辊道+行车吊运入缓冷坑,圆坯入坑后表面温度为780℃。
2.Φ380mm 20钢在缓冷坑码放层数达到4层后不再继续入坑码放,15分钟后大规格连铸圆坯铸机生产的Φ600mm 高合金钢12Cr5Mo(总合金含量为6.30%)连铸圆坯继续向上逐层紧密码放;
3.Φ600mm 12Cr5Mo生产时采用包晶钢结晶器保护渣;过热度为20-28℃,拉速0.25m/min,进拉矫机温度900℃;采用超弱冷二冷工艺,比水量控制为0.04l/kg;结晶器电磁搅拌电流400A,频率1Hz;末端电磁搅拌电流500A,频率3Hz;
4.Φ600mm 12Cr5Mo生产8炉入坑结束后,相邻的另一台小规格圆坯连铸机生产的Φ380mm 20钢连铸圆坯继续向上依次逐层紧密码放;
5. Φ380mm 20钢连铸圆坯入坑后表面温度为775℃,依次向上紧密码放的层数达到3层后不再继续入坑,立即盖上保温盖,缓冷时间达到200小时后揭开保温盖,圆坯表面温度降到100℃后出坑检查修磨。
本实例生产的Φ600mm 12Cr5Mo中心裂纹为0.5级,中心疏松为1.0级,低倍质量良好,满足下游用户技术要求。
生产的Φ380mm 20钢连铸圆坯低倍组织和性能良好,无任何不良影响。
实施例2
1.相邻的一台小规格圆坯连铸机生产Φ380mm 45钢(合金总量为1.25%)连铸圆坯,拉速为0.56m/min,通过热送辊道+行车吊运入缓冷坑,圆坯入坑后表面温度为770℃。
2.Φ380mm 45钢在缓冷坑码放层数达到5层后不再继续入坑码放,14分钟后大规格连铸圆坯铸机生产的Φ700mm 高合金钢30Cr2Ni4MoV(总合金含量为6.10%)连铸圆坯继续向上逐层紧密码放;
3.Φ700mm 30Cr2Ni4MoV生产时采用专用高镍钢结晶器保护渣;过热度为15-25℃,拉速0.22m/min,进拉矫机温度895℃;采用超弱冷二冷工艺,比水量控制为0.05l/kg;结晶器电磁搅拌电流420A,频率1Hz;末端电磁搅拌电流550A,频率3Hz;
4.Φ700mm 30Cr2Ni4MoV生产7炉入坑结束后,相邻的另一台小规格圆坯连铸机生产的Φ380mm 45钢连铸圆坯继续向上依次逐层紧密码放;
5. Φ380mm 45钢连铸圆坯入坑后表面温度为770℃,依次向上紧密码放的层数达到3层后不再继续入坑,立即盖上保温盖,缓冷时间达到200小时后揭开保温盖,圆坯表面温度降到100℃后出坑检查修磨。
本实例生产的Φ700mm 30Cr2Ni4MoV中心裂纹为0级,中心疏松为1.0级,低倍质量良好,满足下游用户技术要求。
生产的Φ380mm 45钢连铸圆坯低倍组织和性能良好,无任何不良影响。
Claims (10)
1.一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)相邻小规格圆坯连铸机高拉速生产小规格低碳低合金钢连铸圆坯,通过热送辊道+行车吊运入缓冷坑,对缓冷坑进行预热;
2)小规格连铸圆坯入坑结束后,大规格连铸圆坯铸机生产的大规格高合金钢连铸圆坯立即继续向上逐层紧密码放;
3)大规格高合金钢连铸圆坯生产结束后,相邻的另一台小规格圆坯连铸机铸机高拉速生产的小规格低碳低合金钢连铸圆坯继续向上逐层码放,入坑结束盖上保温盖进行保温缓冷。
2.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:大规格高合金钢连铸圆坯生产时采用超弱冷二冷工艺,比水量控制为0.02~0.05l/kg。
3.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤1)中,连铸圆坯规格为Φ350~450mm,连铸圆坯钢种碳含量为≤0.25 wt%,总合金量不超过1.50 wt%。
4.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤1)中,连铸圆坯拉速为0.50~1.00m/min,圆坯入坑后表面温度≥750℃。
5.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤1)中,连铸圆坯码放层数为4~5层。
6.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤2)中高合金钢连铸圆坯入坑时间距所述步骤1)中小规格连铸圆坯入坑结束时间间隔控制在20分钟以内,步骤2)中大规格高合金钢连铸圆坯码放层数为3~8层。
7.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤2)中,连铸圆坯规格为Φ600~800mm,钢种为总合金量大于5wt%的钢种。
8.根据权利要求2所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:二冷段仅保留足辊段,足辊段使用气雾喷嘴将水雾化后喷射到圆坯表面进行冷却。
9.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤3)中,低碳低合金钢连铸圆坯拉速为0.50~1.00m/min,圆坯入坑后表面温度≥750℃,依次向上紧密码放的层数为2~3层。
10.根据权利要求1所述的一种低成本、大规格高合金钢连铸圆坯的生产方法,其特征在于:所述步骤3)中,保温盖盖上后缓冷时间≥200小时后揭开保温盖,圆坯表面温度降到100℃后出坑。
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