CN116689717A - 一种塑料模具钢连铸板坯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塑料模具钢连铸板坯的制备方法，涉及钢铁冶炼技术领域，该方法包括以下步骤：将钢水连铸后，制得连铸板坯；所述连铸过程中压下方式采用轻压下与凸形辊大压下组成。本方法采用凸形辊大压下技术提高特厚板坯内部质量，改善特厚板坯的中心偏析和中心疏松缺陷；有效的改善低圧缩比的保探伤特厚板的内部质量，并把低圧缩比保探伤特厚板的探伤合格率控制在96％以上。采用本方法工业生产的特厚板坯，实施后效果良好，能够满足低成本、高效生产高品质特厚塑料模具钢的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于技术领域，具体是一种塑料模具钢连铸板坯的制备方法。
背景技术
塑料模具钢，它具有高强度、硬度、耐磨性及足够的韧性，主要应用于冷轧、热轧及塑料模具用钢，用于锻造、冲压、切型和压铸等。为提高塑料制品质量和扩大应用领域，塑料模具钢正向厚规格、硬度均匀性好、探伤级别高、使用寿命长的方向发展。目前，高品质特厚塑料模具钢一般均采用模铸钢锭、锻造坯、甚至复合坯来生产，但成材率低，成本高，直接采用400mm以上连铸坯来生产，是提高成材率，降低成本的最好办法。
由于高品质特厚塑料模具钢的工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求较高，尤其要必须保证铸坯和特厚板的中心致密度及中心疏松缺陷得以改善，否则就难以保证塑料模具钢特厚板的安全质量问题。因此，消除铸坯中心疏松及中心偏析对连铸生产该类钢种具有重大意义。
相关技术中公开了高品质塑料模具钢特厚板连铸母坯的制备方法，该方法在连铸的过程中控制拉坯速度为0.80m/min～0.90m/min；采用凝固末端重压下；采用轻压下与重压下按固相率分配压下量进行压下。该方法采用凝固末端动态重压下技术提高铸坯内部质量，使铸坯的中心偏析和中心疏松缺陷得以改善；在生产120mm(压缩比仅为2.12:1)规格特厚板的目标下，有效的改善低圧缩比的探伤厚板的内部质量，并把生产过程中低圧缩比探伤厚板的探伤合格率控制在99％以上。但该方法所生产的高品质塑料模具钢连铸母坯无法满足200mm以上特厚模具钢板生产要求。
相关技术中还公开了一种连铸坯生产特厚合金模具钢板及其制造方法，该钢板以Fe为基础元素，且包含如下质量百分比的化学成分C：0.35～0.45％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.30～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cr：180～2.00％，Mo：0.15～0.25％，Al：0.01～0.05％，Ni：≤0.30％，Cu：≤025％，B：0002％及不可避免的杂质元素；碳当量≥0.98。钢板厚度为200mm～300mm。生产工艺采用450mm厚连铸坯生产，生产厚度为200mm～300mm，通过合适的成分设计、加热方式、尤其是一种创新型的“差温+大压下”轧制工艺，以及热处理制度得到高探伤要求的特厚合金模具钢。该方法虽然采用450mm厚连铸坯生产特厚模具钢，并没有通过连铸工艺创新来改善特厚板坯内部质量，而是通过“差温+大压下”轧制工艺提高轧制压下渗透来压合内部疏松，单道次压下为60mm～63mm，对粗轧机轧制能力要求太高。
相关技术中还公开了一种预硬型镜面塑料模具钢及其冶炼方法，该模具钢是由下述质量百分比含量的元素组成：C：0.20～0.25％、Si：050～070％、Mn：180～200％、S≤0005、P≤0015、Cr：30～50％、Mo：030～050％、Ni：001～003％、Al≤001、N≤0005、B：00008～00015％，其余为Fe和不可避免杂质，同时上述化学成分还必须满足公式：
(1)B＝0043％+0625S～0128C～00031Cr～00036Mo；
(2)Al＝～0034％～0167C+569S+0696Ti+987N；
其冶炼方法包括KR脱硫-130t转炉-LF-RH-板坯连铸-铸坯缓冷；该方法制得的塑料模具特厚钢板的洛氏硬度HRC28～34，最大截面硬度差≤3HRC，满足预硬化高镜面塑料模具制作要求。该发明在连铸过程中采用了电磁搅拌，其电流为450A，频率为6Hz，增加了连铸坯的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料模具钢连铸板坯的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
具体如下，本发明公开了一种塑料模具钢连铸板坯的制备方法，包括以下步骤：
将钢水连铸后，制得连铸板坯；
所述连铸过程中压下方式采用轻压下与凸形辊大压下组成；
所述轻压下部分从fs(铸坯中心固相率)＝0.2以后开始压下，到fs＝0.95结束；
所述轻压下总压下量为14mm～16mm；
所述凸形辊大压下部分从fs＝1.0以后开始压下，到铸坯表面与心部温度差在500℃以下时结束压下；
所述凸形辊大压下部分的总压下量为7mm～20mm。
根据本发明制备方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
本发明主要是通过特厚板坯连铸技术、凝固末端凸形大压下技术等措施综合运用来降低高品质特厚塑料模具钢用连铸板坯的中心疏松，进而提高铸坯中心偏析与中心疏松等缺陷，为生产低圧缩比保探伤特厚板提供条件。
本发明采用凝固末端凸形辊大压下技术提高特厚板坯内部质量，改善特厚板坯的中心偏析和中心疏松缺陷；在生产251mm(压缩比仅为1.76:1)规格特厚板的目标下，有效的改善低圧缩比的保探伤特厚板的内部质量，并把低圧缩比保探伤特厚板的探伤合格率控制在96％以上。采用本方法工业生产的特厚板坯，实施后效果良好，能够满足低成本、高效生产高品质特厚塑料模具钢的使用要求。
根据本发明的一些实施方式，所述钢水的过热度为20℃～30℃。
根据本发明的一些实施方式，所述连铸板坯的厚度为430mm～450mm。
根据本发明的一些实施方式，所述轻压下部分的固相率为0.2～0.95。
根据本发明的一些实施方式，所述凸形辊大压下的压下速率为0.02mm/s～0.03mm/s。
根据本发明的一些实施方式，所述凸形辊大压下的压下速率为0.02mm/s～0.025mm/s。
根据本发明的一些实施方式，所述凸形辊大压下时的拉速为0.4m/min～0.5m/min。
根据本发明的一些实施方式，所述凸形辊大压下结束时铸坯表面与心部温度差为490℃～500℃。
根据本发明的一些实施方式，所述凸形辊大压下时单段压下量为8mm～10mm。
根据本发明的一些实施方式，所述凸形辊大压下的区间长度为10m～11m。
根据本发明的一些实施方式，所述塑料模具钢为XG2311模具钢。
根据本发明的一些实施方式，所述连铸过程中，控制拉坯速度为0.4m/min～0.5m/min。
根据本发明的一些实施方式，所述连铸过程中采用凝固末端凸形辊大压下方法。
本发明要解决的技术问题是提供一种高品质特厚塑料模具钢用连铸板坯的制备方法，以提高其内部质量，大幅提高连铸坯生产高品质特厚塑料模具钢板的探伤合格率，从而降低批量规模生产时的生产成本。
根据本发明的一些实施方式，所述连铸过程中采用473mm(长度)×2600mm(宽度)直结晶器连续弯曲连续矫直弧形连铸机进行生产。
根据本发明的一些实施方式，所述连铸机的弧形半径为12m。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施方式中塑料模具钢连铸板坯的制备方法，由以下步骤组成：
连铸过程中，采用473×2600直结晶器连续弯曲连续矫直弧形连铸机进行生产，其弧形半径为12m，控制拉坯速度在0.40m/min～0.50m/min之间；
采用凝固末端凸形辊大压下技术，压下速率为0.025mm/s，压下时铸坯拉速为0.40m/min～0.50m/min，压下区间长度为11m，压下时外弧辊位置不变，单段内弧辊向下压的最大压下量为20mm；
凝固末端凸形辊大压下技术采用轻压下按固相率分配压下量与凸形辊压下按铸坯表面与心部温度差分配压下量进行压下；
轻压下部分从fs＝0.2以后开始压下，到fs＝0.95结束，轻压下总压下量为15mm；
凸形辊大压下部分从fs＝1.0以后开始压下，到铸坯表面与心部温度差小于500℃结束压下，凸形辊大压下部分的总压下量为7mm～20mm。
实施例1
本实施例为一种塑料模具连铸板坯的制备方法，由以下步骤组成：
将中间包钢水连铸，制得塑料模具钢连铸板坯；
连铸过程中先进行轻压下，再进行凸形辊大压下；
本实施例中连铸生产横断面尺寸为2500mm×443mm的XG2311模具钢(压缩比为1.76)；
连铸机拉速为0.42m/min，并保持拉速稳定不变；
中间包钢水过热度为20℃～25℃；
采用凝固末端凸形辊大压下，压下速率为0.025mm/s，压下区间长度为11m，总压下量22mm；
其中轻压下部分的固相率范围为0.2～0.95，轻压下量为15mm；
凸形辊大压下部分从fs＝1.0以后开始压下，到铸坯表面与心部温度差498℃结束压下，凸形辊大压下的压下量为7mm。
浇注完毕后，对XG2311模具钢铸坯内部质量进行低倍检验(中华人民共和国黑色冶金行业标准《连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图》YB/T4003-2016)，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心缩松比例由61％提高到100％(相对于对比例1)，中心疏松缺陷评级为1.0级比例由65％提高到100％(相对于对比例1)，中心偏析≤C1.0级的比例由50％提高到100％(相对于对比例1)。
实施例2
本实施例为一种塑料模具连铸板坯的制备方法，由以下步骤组成：
将中间包钢水连铸，制得塑料模具钢连铸板坯；
连铸过程中先进行轻压下，再进行凸形辊大压下；
本实施例中连铸生产横断面尺寸为2150mm×435mm的XG2311模具钢(压缩比为1.73)；
连铸机拉速为0.45m/min，并保持拉速稳定不变；
中间包钢水过热度为21℃～25℃；
采用凝固末端凸形辊大压下，压下速率为0.025mm/s，压下区间长度为11m，总压下量30mm；
其中轻压下部分的固相率范围为0.2～0.95，轻压下量为15mm；
凸形辊大压下部分从fs＝1.0以后开始压下，到铸坯表面与心部温度差499℃结束压下，凸形辊大压下的压下量为20mm。
浇注完毕后，对XG2311模具钢铸坯内部质量进行低倍检验(中华人民共和国黑色冶金行业标准《连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图》YB/T4003-2016)，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心缩松比例由61％提高到100％(相对于对比例1)，中心疏松缺陷评级为1.0级比例由65％提高到100％(相对于对比例1)，中心偏析≤C1.0级的比例由50％提高到100％(相对于对比例1)。
实施例3
本实施例为一种塑料模具连铸板坯的制备方法，由以下步骤组成：
将中间包钢水连铸，制得塑料模具钢连铸板坯；
连铸过程中先进行轻压下，再进行凸形辊大压下；
本实施例中连铸生产横断面尺寸为1700mm×430mm的XG2311模具钢(压缩比为1.71)；
连铸机拉速为0.5m/min，并保持拉速稳定不变；
中间包钢水过热度为21℃～25℃；
采用凝固末端凸形辊大压下，压下速率为0.025mm/s，压下区间长度为11m，总压下量35mm；
其中轻压下部分的固相率范围为0.2～0.95，轻压下量为15mm；
凸形辊大压下部分从fs＝1.0以后开始压下，到铸坯表面与心部温度差497℃结束压下，凸形辊大压下的压下量为20mm。
浇注完毕后，对XG2311模具钢铸坯内部质量进行低倍检验(中华人民共和国黑色冶金行业标准《连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图》YB/T4003-2016)，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心缩松比例由61％提高到100％(相对于对比例1)，中心疏松缺陷评级为1.0级比例由65％提高到100％(相对于对比例1)，中心偏析≤C1.0级的比例由50％提高到100％(相对于对比例1)。
对比例1
本对比例为一种塑料模具连铸板坯的制备方法，由以下步骤组成：
将中间包钢水连铸，制得塑料模具钢连铸板坯；
连铸过程中采用轻压下，轻压下扇形段均为平辊；
本对比例中连铸生产横断面尺寸为2500mm×453mm的XG2311模具钢，压缩比为1.80；
连铸机拉速为0.45m/min，并保持拉速稳定不变；
中间包钢水过热度为20℃～25℃；
采用轻压下，压下速率为0.025mm/s，固相率范围为0.35～0.95，压下区间长度为8m，总压下量12mm。
浇注完毕后，对XG2311模具钢铸坯内部质量进行低倍检验(中华人民共和国黑色冶金行业标准《连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图》YB/T 4003-2016))，检查结果表明，铸坯横向低倍无中心缩松比例为61％，中心疏松缺陷评级为1.0级比例为65％，中心偏析≤C1.0级的比例为50％。对比例1的压缩比虽然略大，但是采用对比例1工艺生产的连铸板坯内部致密度不够，轧制特厚板探伤合格率低。
综上所述，本发明主要是通过特厚板坯连铸技术、凝固末端凸形大压下技术等措施综合运用来降低高品质特厚塑料模具钢用连铸板坯的中心疏松，进而提高铸坯中心偏析与中心疏松等缺陷，为生产低圧缩比保探伤特厚板提供条件。本发明采用凝固末端凸形辊大压下技术提高特厚板坯内部质量，改善特厚板坯的中心偏析和中心疏松缺陷；在生产251mm(压缩比仅为1.76:1)规格特厚板的目标下，有效的改善低圧缩比的保探伤特厚板的内部质量，并把低圧缩比保探伤特厚板的探伤合格率控制在96％以上。采用本方法工业生产的特厚板坯，实施后效果良好，能够满足低成本、高效生产高品质特厚塑料模具钢的使用要求。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钢水连铸后，制得连铸板坯；
所述连铸过程中压下方式采用轻压下与凸形辊大压下组成；
所述轻压下部分从fs＝0.2以后开始压下，到fs＝0.95结束；
所述轻压下总压下量为14mm～16mm；
所述凸形辊大压下部分从fs＝1.0以后开始压下，到铸坯表面与心部温度差在500℃以下时结束压下；
所述凸形辊大压下部分的总压下量为7mm～20mm。
2.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述钢水的过热度为20℃～30℃。
3.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述连铸板坯的厚度为430mm～450mm。
4.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述轻压下部分的固相率为0.2～0.95。
5.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述凸形辊大压下的压下速率为0.02mm/s～0.03mm/s。
6.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述凸形辊大压下时的拉速为0.4m/min～0.5m/min。
7.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述凸形辊大压下结束时铸坯表面与心部温度差为490℃～500℃。
8.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述凸形辊大压下时单段压下量为8mm～10mm。
9.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述凸形辊大压下的区间长度为10m～11m。
10.根据权利要求1所述的塑料模具钢连铸板坯的制备方法，其特征在于，所述塑料模具钢为XG2311模具钢。
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2023
- 2023-06-09 CN CN202310682548.8A patent/CN116689717A/zh active Pending
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