具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明的镇静钢的浇铸方法,采用如图1所示的波浪段2的钢锭模,其模体1的内腔工作段为波浪边多边形截面形状,且最好采用内腔为三段设置的钢锭模,即模体1的内腔包括顺序设置在波浪段2的下部的过渡段3和圆形截面的圆段4,圆段4和波浪段2之间通过过渡段3平滑过渡连接。采用上述钢锭模用下铸法浇铸轧管用大圆波浪镇静钢钢锭,钢水中硫含量的控制在0.025%以下,钢水浇铸过热度控制在40~80℃范围内,浇铸线速度为80~230mm/min。
浇铸温度与浇铸速度对钢锭质量的影响两者密切相关,通常用“高温慢注”和“低温快注”来指导浇铸工艺操作。当浇铸速度过快时与浇铸温度过高对钢锭质量的影响是相同的,会使得同一时间内带进模内的热量增加,模内平均温度高,将使钢锭激冷层减薄,容易在钢锭的中下部产生纵裂纹;同时也使整个钢锭凝固时间延长,成份偏析加重,夹杂物增加,柱状晶较发达。本发明通过降低浇铸速度、浇铸温度使钢锭激冷层减薄的现象得到抑制,模内钢水静压力增加平缓,不仅在钢锭浇注时避免了纵裂纹的产生,同时还消除了轧管时产生钢管外折叠的缺陷,浇铸速度的降低使其钢中气体排出相对容易。
为了达到更好的效果,浇铸过热度控制在45~65℃范围内,浇铸线速度为120~160mm/min。
同样的道理,为了达到更好的效果,浇铸时钢锭模的模体1的温度为40~60℃。
按照常规,采用自熔型固体保护渣保护浇铸,钢锭模内腔为上小下大且其帽口采用挂插绝热板、上加保温剂或发热剂的方式。
另外,为了减小钢锭内外温差,抑制产生内部裂纹的倾向,冷却的方式采用缓冷方式。根据钢种不同可采用模冷、坑冷或坑冷加退火方式等,当采用模冷时模冷时间≥13h。
实施例1:
本发明的镇静钢的浇铸方法,用如图1所示的波浪段2的钢锭模,在90t电炉采用下铸法浇铸20#Φ580/4.0t上小下大25边轧管用大圆波浪钢锭。
1.浇铸轧管用钢锭工艺流程:
电炉→DC(直流)—钢包精炼炉LF→模铸(车铸)→模冷→脱模→钢锭表面清理
2.钢水质量控制:
2.1精炼结束前喂CaSi线0.4~0.6kg/t钢,精炼炉出钢硫含量控制在0.025%以下;
2.2钢水出精炼炉温度为1560~1580℃;
3.浇铸用绝热板、保护渣及碳化稻壳保温剂等技术要求:
3.1绝热板技术要求:
绝热板尺寸见表2
体积密度:<0.95g/cm3 水份<1%
抗折强度:>1.5Mpa(15kgf/cm2)加热线收缩(1200℃ 1h):<6%
尺寸偏差:±4mm 厚度偏差:±2mm
3.2浇铸用保护渣技术条件见表1:
表1圆波浪钢锭浇铸用保护渣的理化性能
保护渣型号 |
C |
SiO2 |
CaO |
Al2O3 |
Fe2O3 |
碱度(CaO/SiO2) |
半球点(℃) |
熔化速度(秒) |
粒度(-100日) |
4213 |
11~14 |
39~44 |
9~13 |
9~14 |
4~6 |
0.2~0.33 |
1190~1230 |
120~180 |
>80% |
3.3碳化稻壳保温剂技术要求:
固定碳≥45%
容重≤0.10g/cm3
水份≤0.5%
4.浇铸前的准备工作:
4.1严禁使用冷模及烫模,浇铸时钢锭模温度不大于60℃;
4.2每次使用锭模将内壁残钢粘渣清刷干净,再用压缩空气吹扫;
4.3新钢锭模必须烘烤到80~120℃,内壁铁锈等清刷干净,并保证浇铸前钢锭模温度不大于60℃,不得是冷模或烫模。
4.4钢锭模禁止打水冷却。
4.5中注管装:
4.5.1中注管高度按表2中所列执行;
4.5.2注管砖内壁浮砂、砖刺应清刷干净。
4.5.3注管砖与中心砖之间,以及注管砖与注管砖之间接缝应旋转几圈使其紧密接合后再放后节砖。注管砖应安放端正。
4.5.5在注管砖与中注管铁壳之间灌满过筛3~10mm的干砂,填砂应紧密。灌砂前需将中注管漏斗砖较正。中注管铁壳脚与底板缝隙超过5mm时用泥料塞紧周围缝隙。
4.6绝热板的安装:
4.6.1安装前必须将锭模上的残钢、残渣清理干净。
4.6.2受潮的绝热板不得安装。
4.6.3安装时先将绝热板对称挂在模口内,楔紧时楔板下沿不得超出挂板下沿。绝热板上沿应与模口上沿相平,高低不得大于10mm
4.6.4绝热板应紧贴模壁,挂板与楔板间隙不得大于4mm
4.6.5绝热板必须干燥、清洁,装板时模温不得大于200℃。
4.7铸锭前对中注管和锭模进行点灯抽尽灰砂,确保汤道系统畅通、清洁,模内无异物。
4.8开浇前吊挂保护渣。保护渣配比按4213工艺要求配制,保护渣必须烘烤干燥,水份小于0.5%,用低袋包装,吊挂高度以距锭模底部100~150m为宜。
4.9保温剂碳化稻壳按1kg/t钢进行准备;
5.浇铸操作:
5.1浇铸过热度:45~80℃;
5.2浇注速度:见表2
5.3浇钢操作人员应根据钢水温度、钢种、锭型大小和季节来确定浇铸速度,浇铸时钢液面应平稳上升,并做到:
①保护渣均匀覆盖不翻滚;
②钢水温度高时,注速偏慢,温度低时注速偏快;
③中流开浇,均匀调速,注速平稳,锭身浇至距帽口线50~100mm时,开始减流,逐渐减至填注流股。
④水口结瘤应及时打掉但不能掉入锭模或中注管内,水口缩小用氧气烧,烧氧应在一板浇完移包时进行。
5.4帽部填充不得断流冲压。每板钢水上帽后加入干燥的碳化稻壳或其它保温剂进行保温,覆盖要均匀,其用量见表2,。
6.铸后动车、缓冷及脱模要求:
6.1钢水浇完后动车时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
6.2缓冷时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
6.3锭模待浇时间:锭模待浇时间是指钢锭模放好后至浇铸开始之间的时间。钢锭模待浇时间不得大于36小时。
6.4钢锭浇铸完成后采用模冷方式,铸后的动车时间及缓冷时间见表3。
7.脱模后按一般表面要求进行表面清理。
实施例2
90t电炉采用下铸法浇铸20G、Φ500/2.5t上小下大23边轧管用大圆波浪钢锭
1.浇铸轧管用钢锭工艺流程:
电炉→DC(直流)—钢包精炼炉LF→VD(真空处理)→模铸(车铸)→模冷→脱模→钢锭表面清理
2.钢水质量控制:
2.1炉体不正常和新炉体前二炉不得冶炼本钢;
2.2新钢包、新锭模不得使用;
2.3浇铸系统必须清洁干燥,采用Ar气保护浇铸;
2.4精炼结束前喂CaSi线0.4~0.6kg/t钢,精炼炉出钢硫控制在0.025%以下,钢水出VD炉温度为1565~1580℃;
3浇铸用绝热板、保护渣、碳化稻壳保温剂技术要求(见实例1):
4.浇铸前的准备工作:
4.1选用内表面质量好的钢锭模,做好刷模工作,浇铸系统采用优质耐火材料。
4.2严禁使用冷模及烫模,浇铸时钢锭模温度不大于60℃;
4.3使用中注管高度见表2
4.3每次使用锭模将内壁残钢粘渣清刷干净,再用压缩空气吹扫;
4.4钢锭模禁止打水冷却。
4.5其它参见实例1。
5.浇铸操作:
5.1浇铸过热度:60~90℃;
5.2浇注速度:见表2
5.3浇钢操作人员应根据钢水温度和季节来确定浇铸速度,浇铸时钢液面应平稳上升,并做到:
①保护渣均匀覆盖不翻滚;
②钢水温度高时,注速偏慢,温度低时注速偏快;
③中流开浇,均匀调速,注速平稳,锭身浇至距帽口线50~100mm时,开始减流,逐渐减至填注流股。
④水口结瘤应及时打掉但不能掉入锭模或中注管内,水口缩小用氧气烧,烧氧应在一板浇完移包时进行。
5.4帽部填充不得断流冲压。每板钢水上帽后加入干燥的保温剂或其它发热剂进行保温,覆盖要均匀,其用量见表2。
6.铸后动车、缓冷及脱模要求:
6.1钢水浇完后动车时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始动车之间的时间。
6.2缓冷时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
6.3锭模待浇时间:锭模待浇时间是指钢锭模放好后至浇铸开始之间的时间。钢锭模待浇时间不得大于36小时。
6.4钢锭浇铸完成后采用模冷方式,铸后的动车时间及缓冷时间见表3。
7.脱模后按高级表面要求进行表面清理。
实施例3
40t直流电弧炉采用下铸法浇铸20#、Φ350/0.9t上小下大19边轧管用圆波浪钢锭
1.浇铸轧管用钢锭工艺流程:
40T直流电弧炉→LF(钢包精炼炉)→模铸(坑铸)→模冷→脱模→钢锭表面清理
2.钢水质量控制:
2.1浇铸系统必须清洁干燥;
2.2精炼结束前喂CaSi线0.4~0.6kg/t钢,精炼炉出钢硫控制在0.025%以下,钢水出LF炉温度为1570~1600℃;
2.3浇铸用绝热板、保护渣、碳化稻壳保温剂技术要求(见实例1):
3.浇铸前的准备工作及注意事项:
3.1严禁使用冷模及烫模,浇铸时钢锭模温度不大于60℃;
3.2使用中注管高度见表2;
3.3每次使用锭模将内壁残钢粘渣清刷干净,再用压缩空气吹扫;
3.4钢锭模禁止打水冷却。
3.5其它参见实例1。
4.浇铸操作:
4.1浇铸过热度:80~120℃;
4.2浇注速度:见表2
4.3浇钢操作人员应根据钢水温度和季节来确定浇铸速度,浇铸时钢液面应平稳上升,并做到:
①保护渣均匀覆盖不翻滚;
②钢水温度高时,注速偏慢,温度低时注速偏快;
③中流开浇,均匀调速,注速平稳,锭身浇至距帽口线50~100mm时,开始减流,逐渐减至填注流股。
④水口结瘤应及时打掉但不能掉入锭模或中注管内,水口缩小用氧气烧,烧氧应在一板浇完移包时进行。
4.4帽部填充不得断流冲压。每板钢水上帽后加入干燥的碳化稻壳或其它保温剂进行保温,覆盖要均匀,其用量见表2,。
5.铸后缓冷及脱模要求:
5.1钢水浇完后脱模时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
5.2缓冷时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
5.3锭模待浇时间:锭模待浇时间是指钢锭模放好后至浇铸开始之间的时间。钢锭模待浇时间不得大于36小时。
5.4钢锭浇铸完成后采用模冷方式,铸后的模冷时间见表3。
6.脱模后按一般表面要求进行表面清理。
实施例4
40t直流电弧炉采用下铸法浇铸42CrMo、Φ650/5.5t上小下大27边轧管用大圆波浪钢锭
1.浇铸轧管用钢锭工艺流程:
40t直流电弧炉→LF(钢包精炼炉)→VD(真空处理)→模铸(坑铸)→坑冷→脱模→退火→钢锭表面清理
2.钢水质量控制:
2.1炉体不正常和新炉体前二炉不得冶炼本钢;
2.2新钢包、新锭模不得使用;
2.3浇铸系统必须清洁干燥,采用Ar气保护浇铸;
2.4精炼结束前喂CaSi线0.4~0.6kg/t钢,精炼炉出钢硫控制在0.025%以下,钢水出VD炉温度为1560~1580℃;
3浇铸用绝热板、保护渣、碳化稻壳保温剂技术要求(见实例1):
4.浇铸前的准备工作:
4.1选用内表面质量好的钢锭模,做好刷模工作,浇铸系统采用优质耐火材料。
4.2严禁使用冷模及烫模,浇铸时钢锭模温度不大于60℃;
4.3使用中注管高度见表2
4.3每次使用锭模将内壁残钢粘渣清刷干净,再用压缩空气吹扫;
4.4钢锭模禁止打水冷却。
4.5其它参见实例1。
5.浇铸操作:
5.1浇铸过热度:40~80℃;
5.2浇注速度:见表2
5.3浇钢操作人员应根据钢水温度和季节来确定浇铸速度,浇铸时钢液面应平稳上升,并做到:
①保护渣均匀覆盖不翻滚;
②钢水温度高时,注速偏慢,温度低时注速偏快;
③中流开浇,均匀调速,注速平稳,锭身浇至距帽口线50~100mm时,开始减流,逐渐减至填注流股。
④水口结瘤应及时打掉但不能掉入锭模或中注管内,水口缩小用氧气烧,烧氧应在一板浇完移包时进行。
5.4帽部填充不得断流冲压。每板钢水上帽后加入干燥的碳化稻壳或其它保温剂进行保温,覆盖要均匀,其用量见表2,。
6.铸后拉模、坑冷及退火要求:
6.1钢水浇完后拉模时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始拉模之间的时间。
6.2坑冷时间系为浇完后拉模钢锭入坑到钢锭开始出坑之间的时间。
6.3锭模待浇时间:锭模待浇时间是指钢锭模放好后至浇铸开始之间的时间。钢锭模待浇时间不得大于36小时。
6.4钢锭浇铸完成后采用坑冷方式,铸后的拉模时间及坑冷时间见表3。
6.5对坑冷后的钢锭进行退火处理,按完全退火曲线进行退火。
7.退火后的钢锭采用砂磨清理方式,按高级表面要求进行表面清理。
实施例5
40t直流电弧炉采用下铸法浇铸10#、Φ450/1.9t上小下大23边轧管用圆波浪钢锭
1.浇铸轧管用钢锭工艺流程:
40T直流电弧炉→LF(钢包精炼炉)→模铸(坑铸)→模冷→脱模→钢锭表面清理
2.钢水质量控制:
2.1浇铸系统必须清洁干燥;
2.2精炼结束前喂CaSi线0.4~0.6kg/t钢,精炼炉出钢硫控制在0.025%以下,钢水出LF炉温度为1580~1600℃;
2.3浇铸用绝热板、保护渣、碳化稻壳保温剂技术要求(见实例1):
3.浇铸前的准备工作及注意事项:
3.1严禁使用冷模及烫模,浇铸时钢锭模温度不大于60℃;
3.2使用中注管高度见表2;
3.3每次使用锭模将内壁残钢粘渣清刷干净,再用压缩空气吹扫;
3.4钢锭模禁止打水冷却。
3.5其它参见实例1。
4.浇铸操作:
4.1浇铸过热度:70~100℃;
4.2浇注速度:见表2
4.3浇钢操作人员应根据钢水温度和季节来确定浇铸速度,浇铸时钢液面应平稳上升,并做到:
①保护渣均匀覆盖不翻滚;
②钢水温度高时,注速偏慢,温度低时注速偏快;
③中流开浇,均匀调速,注速平稳,锭身浇至距帽口线50~100mm时,开始减流,逐渐减至填注流股。
④水口结瘤应及时打掉但不能掉入锭模或中注管内,水口缩小用氧气烧,烧氧应在一板浇完移包时进行。
4.4帽部填充不得断流冲压。每板钢水上帽后加入干燥的碳化稻壳或其它保温剂进行保温,覆盖要均匀,其用量见表2,。
5.铸后缓冷及脱模要求:
5.1钢水浇完后脱模时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
5.2缓冷时间系以最后一板(含单浇板)浇完到开始脱模之间的时间。
5.3锭模待浇时间:锭模待浇时间是指钢锭模放好后至浇铸开始之间的时间。钢锭模待浇时间不得大于36小时。
5.4钢锭浇铸完成后采用模冷方式,铸后的模冷时间见表3。
6.脱模后按一般表面要求进行表面清理。
表2 90t电炉浇铸圆波浪锭浇铸速度、帽部填充时间、绝热板尺寸、保护渣及保温剂用量
实例 |
锭型 |
钢种 |
锭身浇铸线速度mm/min |
帽部填充时间 |
绝热板高度mm |
绝热板厚度mm |
保护渣用量kg/支 |
保温剂用量kg/支 |
中注管高度mm |
实例1 |
∮580/4.0t |
20# |
100~140 |
4′00~5′00″ |
240 |
30 |
10 |
3 |
2650 |
实例2 |
∮500/2.5t |
20G |
140~180 |
2′00~3′00″ |
300 |
30 |
7.0 |
2.5 |
2450 |
实例3 |
∮350/0.9t |
20# |
180~230 |
1′30~2′30″ |
200 |
30 |
2.0 |
1 |
1850 |
实例4 |
∮650/5.5t |
42CrMo |
80~120 |
5′30~6′30″ |
320 |
35 |
13 |
6 |
2850 |
实例5 |
∮450/1.9t |
10# |
160~200 |
3′00~4′00″ |
220 |
30 |
5 |
2 |
2050 |
表3 90t电炉模铸圆波浪钢锭动车及缓冷时间
实例 |
锭型 |
钢种 |
缓冷方式 |
动车或拉模时间 |
缓冷或坑冷时间 |
实例1 |
Φ580/4.0 |
20# |
模冷 |
3h |
≥16h |
实例2 |
Φ500/2.5 |
20G |
模冷 |
2h30min |
≥13h |
实例3 |
Φ350/0.9 |
20# |
模冷 |
/ |
≥13h |
实例4 |
Φ650/0.9 |
42CrMo |
坑冷+退火 |
4h30min |
≥30h |
实例5 |
Φ450/1.9 |
10# |
模冷 |
/ |
≥13h |