CN1282512C - 双辊薄带连铸高速钢的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：(1).浇注前对侧封板烘烤预热，预热温度为900～1400℃；(2).采用零辊缝浇注高速钢铸带，浇注温度为1440～＜1480℃，形成熔池后，按铸带厚度的需要调整辊缝，以35m/min＜铸带速度≤100m/min进行浇注。本发明能够满足并保证高速钢双辊薄带连铸浇注的需要，铸出的铸带表面平整、表面和边缘缺陷明显减少，用于工业生产有能耗低，质量好，生产效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于金属铸造领域，特别涉及一种双辊薄带连铸高速钢的生产工艺。
背景技术
双辊薄带连铸技术能直接将钢液铸轧成金属薄带，主要应用于不锈钢和碳钢的生产与研究上，高速钢方面研究较少。
目前，国内外已有40余台双辊薄带连铸机进行了实验室或工业性实验，并有相关的记载。如：[1]1996，(3)：25《世界金属导报》白丙忠的“世界带钢连铸技术新进展”；[2]1997(2)《特钢技术》周守则、潘复生、丁培道的“双辊连铸薄带技术在高速钢中的应用研究”；[3](1997)792-796《Materials Processing Technology》F.Pan，S.Zhou，X.Liang，P.Ding，C.Xu.“Thin strip casting of high speed steels”；[4](1997)788-791《Materials Processing Technology》X.Liang，F.Pan，S.Zhou，P.Ding，C.Xu.“Edge containment of a twin-roll caster for near netshape strip casting.”；[5]2002(23)《东北大学学报》张晓明等的“双辊铸轧高速钢薄带退火时碳化物的球化机理”；[6]2001(6)《鞍钢技术》李朝锋等的“机械侧封对双辊薄带钢连铸稳定性及铸带质量的影响”；[7]2001(3)《本溪冶金高等专科学校学报》朱万军等的“薄带钢连铸技术的发展”；[8]1997(1)《冶金能源》刘守平的“近终形薄带连铸工艺技术比较”；[9]2002(12)《铸造》王义海等的“双辊薄带连铸工艺的研究现状与展望”[10](2000)118-125《Wear244》P.Fournier，F.Platon.“Wear ofrefractory ceramics against nickel.”；[11]2001Vol(50)9《铸造》李祖齐等“双辊薄带连铸技术的研究与发展”；[12]1999《武汉冶金科技大学学报(自然科学版)》徐光、徐楚韶的“带钢近终形生产技术的发展概况”等论文中，记录了高速钢铸带或双辊薄带连铸钢的浇注工艺范围，在这些浇铸工艺范围内可以铸出表面平整、表面和边缘缺陷明显减少的高速钢薄带，但仍停留在实验室研究阶段，由于生产工艺要求严格，不能用于工业生产。另外，在浇注时，需要预留辊缝，采用引带的方式将铸带铸出，结构复杂，容易漏钢。
1988(3)457-464《铁と钢》中日本吉田千里，安中弘行和野崎辉彦曾报道过破坏高速钢铸坯中的共晶碳化物必须进行热轧、冷轧，但没有具体的工艺参数。
从上述记载可以得知，高速钢双辊薄带连铸技术目前不能实现工业化生产。
发明内容
本发明的目的，是提供一种双辊薄带连铸高速钢的生产工艺。它浇注前对侧封板进行高温烘烤，使高速钢铸带边缘的质量良好，采用零辊缝浇注，浇注初期钢液先形成稳定的熔池，不会从辊缝中漏出，减少浪费和环境污染。本发明能够满足并保证高速钢双辊薄带连铸浇注的生产工艺需要。
本发明的目的是这样实现的：
(1).浇注前对侧封板进行烘烤预热，烘烤预热的温度为1400～900℃，较好的是1300～＞1150℃。
(2).采用零辊缝浇注高速钢铸带，浇注温度为1440～＜1480℃，形成熔池后，按铸带厚度的需要调整辊缝，以35m/min＜铸带速度≤100m/min，较好的是35m/min＜铸带速度≤85m/min进行浇注。
铸辊直径为600～1500mm，较好的是700～1200mm。
辊面宽度为260mm＜辊面宽度≤1000mm，较好的是600～300mm。
形成的熔池液而高度为铸辊半径的65％～85％。
本发明的优点是：
1.用零辊缝浇注，可以先形成稳定的熔池，防止初始浇注时漏钢，提高高速钢的产量及成材率。
2.浇注前对侧封板进行高温烘烤预热，经预热的侧封板能降低因吸热所造成的热损失，使钢液在侧封板处不产生凝块，薄带连铸过程稳定，侧封板起到良好的侧封效果，并且铸带边缘的质量良好，提高侧封板的使用寿命。
3.采用较低温度进行浇注，在保证铸带质量的基础上，还可以降低的能耗。
4.采用35m/min＜铸带速度≤100m/min，提高了铸带的凝固速度，铸带组织晶粒细化、抑制偏析、改善碳化物的分布，同时还能够提高生产效率。
本发明能够满足并保证高速钢双辊薄带连铸浇注的需要，铸出的铸带表面平整、表面和边缘缺陷明显减少，用于工业生产有能耗低，质量好，生产效率高的优点。
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1为双辊薄带连铸示意图；
图2为零辊缝浇注开浇前示意图；
图3为零辊缝浇注开浇后示意图。
具体实施方式
通常的双辊薄带连铸高速钢主要工艺流程是：参见图1，高速钢钢液冶炼后，经钢包运送至双辊薄带连铸机，将预热后的侧封板1安装于铸辊2的两侧，然后启动铸机，当钢液4达到预定的浇注温度后，经中间罐5注入两铸辊和侧封板1所构成的空间形成熔池并预留固定距离的辊缝，辊缝间设置引带。由于铸辊的冷却作用，与铸辊相接触的钢液在铸辊上形成凝壳，随着铸辊的转动凝壳厚度不断增加，当两个铸辊上的凝壳相遇后形成铸带3。
本发明的双辊薄带连铸高速钢主要工艺流程是：浇注高速钢前，为提高铸带边部质量，将侧封板烘烤预热至900～1400℃，采用电阻炉对侧封板进行预热，较好的温度范围是900～1150℃，采用硅碳棒炉或者二氧化钼炉对侧封板进行预热，较好的温度范围是大于1150～1400℃。高速钢钢液冶炼后，经钢包运送至双辊薄带连铸机。预热好的侧封板安装于铸辊的两侧，启动铸机，当钢液达到预定的浇注温度1440～＜1480℃时，经中间罐注入到两铸辊和侧封板所构成的空间形成熔池中，熔池液面高度控制在200～600mm，即为辊径半径的65％～85％。由于铸辊中设置有冷却装置，在冷却水的作用下，与铸辊相接触的钢液在铸辊上形成凝壳，随着铸辊的转动凝壳厚度不断增加，当两个铸辊上的凝壳相遇后形成铸带。采用600～1500mm直径的铸辊，铸辊直径较好的范围是700～1200mm，可以提高铸带的凝固速度，改善钢材内部质量。35m/min＜铸带速度≤100m/min，较好的是35m/min＜铸带速度≤85m/min，可以使高速钢的组织晶粒细化。用零辊缝浇铸，以避免在浇铸初期出现漏钢现象。参见图2。侧封板1安装于铸辊的两侧，浇注前使两铸辊2的辊缝为零，钢液4形成熔池稳定后，参见图3，按照铸带厚度的要求，将铸辊2拉开，使辊缝达到设定值，分离力控制在5～30KN范围内，同时与铸辊相接触的钢液4在铸辊上形成凝壳并形成铸带3后，即得到符合设定工艺要求的、质量稳定的高速钢铸带。
熔池液面高度与铸辊的辊径有关，通常根据生产工艺的要求进行调整。如：当铸辊辊径为1200mm时，熔池液面高度可以控制在390～510mm之间，因此具体的熔池液面高度值依据生产工艺要求确定。
铸带的厚度与辊缝设定值有关，同样根据生产工艺和产品的要求进行调整。260mm＜辊面宽度为≤1000mm，较好的辊面宽度为600～300mm。
铸带宽度决定于铸辊辊面宽度。
下面以型号为M2和301高速钢(主要化学成分见表1)为例对本发明做详细说明。
表1为M2和301高速钢主要化学成分。
表1 M2和301高速钢主要化学成分
| 钢种 | 化学组成(at％) | |||||
| W | Mo | Cr | V | Si | C | |
| M2301 | 5.85～6.102.70～3.70 | 4.80～5.201.70～2.70 | 3.75～4.153.80～4.40 | 1.84～2.101.20～1.80 | ＜0.40.70～1.30 | 0.80～0.900.90～1.05 |
采用辊径为600、700、900、1500mm铸辊，用上述生产工艺可以得到符合工业生产要求的、质量稳定的高速钢铸带。浇注工艺参数如表2所述。
表2浇注工艺参数
| 铸辊直径mm | 浇注温度℃ | 铸带速度m/min | 分离力KN | 熔池高度mm | 铸辊辊缝mm | 钢种 |
| 600 | 1478 | 35 | 10 | 240 | 2.4 | M2 |
| 600 | 1470 | 45 | 12 | 220 | 2.5 | M2 |
| 600 | 1460 | 50 | 15 | 210 | 2.8 | M2 |
| 600 | 1445 | 55 | 19 | 200 | 3.0 | 301 |
| 700 | 1472 | 49 | 12 | 260 | 2.5 | M2 |
| 700 | 1461 | 55 | 15 | 240 | 2.8 | M2 |
| 700 | 1455 | 62 | 19 | 230 | 3.0 | 301 |
| 900 | 1475 | 45 | 17 | 350 | 2.6 | M2 |
| 900 | 1465 | 56 | 21 | 320 | 3.2 | M2 |
| 900 | 1455 | 68 | 26 | 310 | 3.5 | 301 |
| 900 | 1440 | 79 | 30 | 290 | 3.2 | 301 |
| 1500 | 1478 | 100 | 27 | 600 | 2.6 | M2 |
| 1500 | 1476 | 95 | 21 | 550 | 2.5 | M2 |
| 1500 | 1474 | 82 | 18 | 450 | 3.2 | M2 |
| 1500 | 1471 | 74 | 20 | 430 | 4.3 | M2 |
| 1500 | 1450 | 61 | 17 | 400 | 4.5 | 301 |
实施例：
将1吨的高速钢钢液置于感应炉或者电炉中冶炼后，于双辊薄带连铸机上进行浇注，浇注过程中采用本发明工艺进行浇注，其结果如下：
表3浇注工艺参数及产品
| 铸辊直径mm | 浇注温度℃ | 铸带速度m/min | 分离力KN | 熔池高度mm | 铸辊辊缝mm | 产品 |
| 250 | 1510 | 13 | 15 | 70 | 2.3 | 浇注出约十米长、1.8～2.8mm厚的M2高速钢铸带 |
| 250 | 1515 | 11 | 14 | 75 | 2.1 | 浇注出约十米长、1.7～2.5mm厚的M2高速钢铸带 |
| 250 | 1500 | 15 | 17 | 63 | 2.5 | 浇注出约十米长、2.2～2.9mm厚的M2高速钢铸带 |
| 250 | 1490 | 12 | 14.5 | 73 | 2.2 | 浇注出约十米长、1.8～2.5mm厚的301高速钢铸带 |
| 250 | 1495 | 11 | 13 | 68 | 2.6 | 浇注出约十米长、2.3～3.0mm厚的301高速钢铸带 |
| 250 | 1485 | 14 | 16 | 60 | 2.5 | 浇注出约十米长、2.3～3.0mm厚的301高速钢铸带 |
| 1200 | 1479 | 85 | 21 | 550 | 2.5 | 浇注出数十米长、2.1～2.9mm厚的M2高速钢铸带 |
| 1200 | 1477 | 64 | 19 | 480 | 2.5 | 浇注出数十米长、2.2～3.2mm厚的M2高速钢铸带 |
| 1200 | 1475 | 50 | 18 | 450 | 3.0 | 浇注出数十米长、2.8～3.5mm厚的M2高速钢铸带 |
| 1200 | 1473 | 38 | 20 | 430 | 4.0 | 浇注出数十米长、3.5～4.2mm厚的M2高速钢铸带 |
| 1200 | 1468 | 25 | 19 | 410 | 6.0 | 浇注出数十米长、5.5～6.2mm厚的M2高速钢铸带 |
| 1200 | 1450 | 37 | 17 | 400 | 4.0 | 浇注出数十米长、3.5～4.2mm厚的301高速钢铸带 |
结论：用上述的工艺参数，可以得到符合工业生产要求的、质量稳定的高速钢铸带。
Claims (8)
1.一种双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：
(1).浇注前对侧封板进行烘烤预热，烘烤预热的温度为900～1400℃；
(2).采用零辊缝浇注高速钢铸带，浇注温度为1440～＜1480℃，形成熔池后，按铸带厚度的需要调整辊缝，以35m/min＜铸带速度≤100m/min进行浇注。
2.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：35m/min＜铸带速度≤85m/min。
3.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：1150℃＜侧封板预热的温度≤1300℃。
4.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：铸辊直径为600～1500mm。
5.根据权利要求4所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：铸辊直径为700～1200mm。
6.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：260mm＜辊面宽度≤1000mm。
7.根据权利要求6所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：辊面宽度为300～600mm。
8.根据权利要求1所述的双辊薄带连铸高速钢的生产工艺，其特征在于：形成的熔池液面高度为铸辊半径的65％～85％。
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