CN117448662A - 一种无磁钢zynm7冶炼及连铸生产工艺 - Google Patents

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刘兴
刘科
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Abstract

本发明涉及一种无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺，通过在原有模铸生产工艺基础上对浇注方法进行优化，开发出采用IF感应炉配料→IF感应炉初炼→AOD炉冶炼→LF精炼均质净化处理→CC立式连铸浇钢→空冷的工艺流程，将浇注方式由模铸改为连铸浇钢，过程中通过优化料型配比缩短了冶炼时间，连铸通过使用专用保护渣，过程控制二冷区参数、过热度和恒拉速，确保连铸坯质量，同时解决了模铸电极坯规格受限排产困难的问题，提高了无磁产品的生产效率。

Description

一种无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺
技术领域
本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺。
背景技术
ZYNM7钢是一种用于制造高强无磁钻铤和承压钻杆的无磁钢，具有非常低的磁导率，较高的强度，硬度及耐磨性，对晶间腐蚀、A法和E法均有严格要求。目前此钢种冶炼存在着整体冶炼时间长、生产效率低，同时因电渣过程不允许交替电渣而电极坯规格受限造成排产困难等问题，上述问题是目前急需解决问题。
发明内容
本发明的目的在于对现有无磁钢ZYNM7冶炼、浇铸技术进行优化，从而设计开发出一种生产效率高、锭型选择性强的无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺，其特征在于：采用IF感应炉配料→IF感应炉初炼→AOD炉冶炼→LF精炼均质净化处理→CC立式连铸浇钢→空冷的工艺流程，其冶炼及连铸工艺包括如下步骤：
步骤1)、感应炉配料包括240～360kg/tCr13的料头或钢屑及240～360kg/tCr16的料头或钢屑、100～150kg/t的高碳铬铁、4～7kg/t的钼铁、12～16kg/t的镍板材料，在所述配料中按照质量百分比控制高碳铬铁P≤0.035％，Si≤4.0％，料头或钢屑P≤0.025％，感应炉熔清后在1580～1620℃取样，钢液温度在1620～1660℃时出钢到清理干净的钢包中；
步骤2)、将经步骤1)处理的钢液送至AOD炉兑钢，保持兑钢前AOD炉内温度≥1000℃，炉内加入1000kg石灰，兑钢后氮气吹炼，控制温度1650～1680℃分批加入石灰2000～4000kg，高碳铬铁70～120kg/t，每批加料≤2000kg，碳含量≤0.015％后加入硅铁20～25kg/t进行预还原，预还原结束后加入电解金属锰220～240kg/t和铝块10～16kg/t烧铝升温，吹氩搅拌30s后改为吹氮搅拌，按照质量百分比控制Si：0.30％～0.50％，温度1640～1700℃，流扒渣，按照质量百分比补加CaO≥92％的石灰100～300kg，萤石100～200kg，氮气搅拌至温度1480～1550℃出钢；
步骤3)、将经步骤2)处理的钢液吊回精炼，进行氮气搅拌并分批次加入硅钙粉0.5～1.5kg/t持续还原净化处理，喂入硅钙线2～4m/t深度脱氧后弱搅拌时间≥15min，温度1460～1475℃吊包至连铸上钢；
步骤4)、将经步骤3)处理的钢液，吊转连铸工位，通过长水口注入中间包，采取长水口氩气保护、中间包内充氩、覆盖剂覆盖、整体浸入式水口方式保护浇铸，使用无磁钢连铸专用ST-SP保护渣，保护渣控制碱度R(CaO/SiO2)为1.0±0.1，熔融点温度1146±50℃，粘度在1300℃下5.74±1.00P，另外控制水分不超过0.5％，连铸过程拉速按照0.35～0.40m/min,中间包内钢水过热度按照25～45℃,结晶器电磁搅拌参数为500A，2HZ，末端电磁搅拌参数为400A，2Hz，二冷区水流量三个分区按照35，46，36L/min进行冷却，浇注过程保持拉速和钢液面稳定，浇铸成连铸坯；
步骤5)、将经步骤4)生产的铸坯堆放在无穿膛风的干燥地面上，不允许有金属物垫在下面，空冷时防止穿膛风直接吹到连铸坯上。
本发明产生的积极效果如下：
1、通过优化炉料料型组合搭配比例，提高AOD后成分一次合格率，缩短冶炼时间提高生产效率；
2、AOD后返回LF精炼均质净化处理，出钢前喂入硅钙线深度脱氧，降低钢液氧含量提高钢液纯净度；
3、立式连铸采用低拉速拉钢，使用专用保护渣，过程通过三级电磁搅拌，确保连铸坯表面质量及内部成分均匀性，同时解决了模铸电极坯规格受限排产困难的问题，提高了无磁产品的生产效率。
具体实施方式
实施例：一种无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺，其冶炼工艺流程为IF感应炉配料→IF感应炉初炼→AOD炉冶炼→LF精炼均质净化处理→CC立式连铸浇钢→空冷。同时为了保证夹杂物、性能和连铸连续性生产需求，其冶炼及连铸工艺包含如下步骤：
步骤1)、配料由240～360kg/tCr13料头(钢屑)及240～360kg/tCr16料头(钢屑)、100～150kg/t高碳铬铁、4～7kg/t钼铁、12～16kg/t镍板材料组成，配料控制高碳铬铁P≤0.035％，Si≤4.0％，料头(钢屑)P≤0.025％，感应炉熔清后1580～1620℃取样，钢液温度1620～1660℃时出钢到清理干净的钢包中；
步骤2)、将经步骤1)处理的钢液送至AOD炉兑钢，保持兑钢前AOD炉内温度≥1000℃，炉内加入1000kg石灰，兑钢后氮气吹炼，控制温度1650～1680℃分批加入石灰2000～4000kg，高碳铬铁70～120kg/t，每批加料≤2000kg，碳含量≤0.015％后加入特种硅铁20～25kg/t预还原，预还原结束加入电解金属锰220～240kg/t和铝块10～16kg/t烧铝升温，吹氩搅拌30s后改为吹氮搅拌，控制Si：0.30％～0.50％、温度1640～1700℃，流扒渣，补加CaO≥92％的石灰100～300kg，萤石100～200kg，氮气搅拌至温度1480～1550℃出钢；
步骤3)、将经步骤2)处理的钢液吊回精炼，进行氮气搅拌并分批次加入硅钙粉0.5～1.5kg/t持续还原净化处理，喂入硅钙线2～4m/t深度脱氧后弱搅拌时间≥15min，温度1460～1475℃吊包至连铸上钢；
步骤4)、将经步骤3)处理的钢液吊转至连铸平台测温后上大包回转台，大包钢水通过长水口注入中间包内，上水口与下水口间采用氩气保护，中间包使用吹氩塞棒，氩气流量控制3～5L/min，中间包采用无碳覆盖剂，最后一炉取样结束后加入碳化稻壳减少钢液的热辐射损失及保护钢液不被二次氧化，连铸过程中，控制中间包内钢水过热度在25～45℃；中间包内钢水通过整体浸入式水口注入结晶器内，整体浸入式水口插入深度100～150mm，采用无磁钢连铸坯专用保护渣ST-SP，均匀补加保护渣，结晶器内钢水通过外置式结晶器电磁搅拌器对进行电磁搅拌，搅拌参数电流500A,2HZ，通过一冷水冷却，结晶器内钢水电磁搅拌以形成等轴晶；拉坯机以0.35～0.40m/min的拉坯速度拉坯，保持拉速恒定，拉坯机采用三辊夹持以消除夹持应力；铸坯行走方向与浇钢平台垂直；二冷区采取三段喷淋对铸坯进行强冷，其中三个分区喷淋水量控制为35、46、36L/min进行冷却；在二冷室下部液相穴凝固末端上部，通过外置式铸流电磁搅拌器对钢水进行电磁搅拌，搅拌参数电流50A,12HZ，降低圆坯1/2半径处偏析；在拉坯机下部通过外置式末端电磁搅拌器对铸坯液芯进行电磁搅拌，搅拌参数电流400A,4HZ，提高铸坯芯部质量；铸坯经与拉坯速度同步的火焰切割机在垂直方向上切割成定尺铸坯，经倾翻辊道倾翻至水平辊道上，被勾钢机吊至出坯辊道上出坯；出坯后清理端面、标识，送至沙坑摆放进行空冷；
步骤5)、将经步骤4)生产的铸坯堆放在无穿膛风的干燥地面上，不允许有金属物垫在下面，空冷时防止穿膛风直接吹到连铸坯上。

Claims (1)

1.一种无磁钢ZYNM7冶炼及连铸生产工艺，其特征在于：采用IF感应炉配料→IF感应炉初炼→AOD炉冶炼→LF精炼均质净化处理→CC立式连铸浇钢→空冷的工艺流程，其冶炼及连铸工艺包括如下步骤：
步骤1）、感应炉配料包括240～360kg/tCr13的料头或钢屑及240～360kg/tCr16的料头或钢屑、100～150kg/t的高碳铬铁、4～7kg/t的钼铁、12～16kg/t的镍板材料，在所述配料中按照质量百分比控制高碳铬铁P≤0.035%，Si≤4.0%，料头或钢屑P≤0.025%，感应炉熔清后在1580～1620℃取样，钢液温度在1620～1660℃时出钢到清理干净的钢包中；
步骤2）、将经步骤1）处理的钢液送至AOD炉兑钢，保持兑钢前AOD炉内温度≥1000℃，炉内加入1000kg石灰，兑钢后氮气吹炼，控制温度1650～1680℃分批加入石灰2000～4000kg，高碳铬铁70～120kg/t，每批加料≤2000kg，碳含量≤0.015%后加入硅铁20～25kg/t进行预还原，预还原结束后加入电解金属锰220～240kg/t和铝块10～16kg/t烧铝升温，吹氩搅拌30s后改为吹氮搅拌，按照质量百分比控制Si：0.30%～0.50%，温度1640～1700℃，流扒渣，按照质量百分比补加CaO≥92%的石灰100～300kg，萤石100～200kg，氮气搅拌至温度1480～1550℃出钢；
步骤3）、将经步骤2）处理的钢液吊回精炼，进行氮气搅拌并分批次加入硅钙粉0.5～1.5kg/t持续还原净化处理，喂入硅钙线2～4m/t深度脱氧后弱搅拌时间≥15min，温度1460～1475℃吊包至连铸上钢；
步骤4）、将经步骤3）处理的钢液吊转连铸工位，通过长水口注入中间包，采取长水口氩气保护、中间包内充氩、覆盖剂覆盖、整体浸入式水口方式保护浇铸，使用无磁钢连铸专用ST-SP保护渣，保护渣控制碱度R（CaO/SiO2）为1.0±0.1，熔融点温度1146±50℃，粘度在1300℃下5.74±1.00P，另外控制水分不超过0.5%，连铸过程拉速按照0.35～0.40m/min,中间包内钢水过热度按照25～45℃,结晶器电磁搅拌参数为500A，2HZ，末端电磁搅拌参数为400A，2Hz，二冷区水流量三个分区按照35，46，36L/min进行冷却，浇注过程保持拉速和钢液面稳定，浇铸成连铸坯；
步骤5）、将经步骤4）生产的铸坯堆放在无穿膛风的干燥地面上，不允许有金属物垫在下面，空冷时防止穿膛风直接吹到连铸坯上。
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