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CN108823492B - 一种csp薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法 - Google Patents

一种csp薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法，包括以下工序：铁水预脱硫→脱碳脱磷转炉→LF炉外精炼处理得到的合格钢水→安装气幕挡墙的中间包保护浇铸→漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却→自动配水控制的二次冷却→顶弯矫直→机械摆剪剪切→高合金高强度包晶钢铸坯；本发明采用高析晶率保护渣、结晶器实现水量和水温配合达到弱冷，有效的控制了结晶器内因包晶特性线收缩较大坯壳表面凹陷以及裂纹的产生，高频小振幅技术有效的解决了表面振动深的问题；实现了CSP薄板连铸高拉速下高合金高强度包晶钢的顺利浇铸和质量稳定控制，与现有技术相比，铸坯表面缺陷率控制在0.5%以下，达到了国际先进水平。

Description

一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法
技术领域
本发明属于薄板坯连铸技术领域，具体涉及一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法。
背景技术
包晶系列钢种，尤其是高合金高强度包晶钢连铸生产目前存在无法顺利浇铸、表面质量控制等技术难题，目前世界范围内仅在常规板坯、中薄板坯连铸机生产，而CSP薄板坯连铸机尚无成功生产的先例。现有公开的包晶钢生产技术无法满足CSP薄板连铸浇铸高合金高强度包晶钢生产和质量控制的要求。
CSP薄板连铸因其拉速高、通钢量大、铸坯薄的特点，其自身的优势为低成本制造，但同时也给高合金高强度包晶钢浇铸带来生产、质量控制的难题。究其原因为：（1）碳含量在0.08%-0.12%范围的钢种因在初始凝固过程发生包晶反应，此过程伴随着较大的线收缩，初始坯壳与结晶器铜板之间产生气隙而导致热阻增大，坯壳厚度不均匀而产生凹陷，在结晶器内受到热应力、机械应力作用而产生纵向裂纹，轻则产生表面纵向裂纹缺陷，重则出现裂纹漏钢事故。（2）Nb、Ti、Mo、Cr等合金元素，可以有效的提高钢的强度，但同时也增加了细小的碳、氮和碳氮化物的沿着奥氏体晶界析出，造成晶界脆化，加剧了表面纵裂的发生；如果二次冷却配水不合理，则加剧表面纵向裂纹。如何解决表面纵裂问题，保证生产合格的连铸坯是技术难点所在。
发明内容
本发明的目的是提供一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法。
为了满足上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法，包括以下工序：铁水预脱硫→脱碳脱磷转炉→LF炉外精炼处理得到的合格钢水→安装气幕挡墙的中间包保护浇铸→漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却→自动配水控制的二次冷却→顶弯矫直→机械摆剪剪切→高合金高强度包晶钢铸坯。
优选的，所述经过LF炉外精炼处理得到合格钢水的重量百分比为：C为0.08-0.13%，Si为0.4-0.5%，Mn为1.45-1.55%，S为≤0.008%，P为≤0.015，Nb为0.024-0.05%，Ti为0.015-0.030%，Mo为0.20-0.25%，Cr为0.15-0.20%，其余为Fe和微量元素。
优选的，所述浇铸过程中钢水液相线和实际浇铸温度的差值为20~23℃，所述工艺流程中中间包流场控制装置采用挡渣墙，两道挡坝，气幕挡墙，所述气幕挡墙氩气流量为0.55~0.58Mpa，促进了夹杂物进一步去除，防止空气从大包下水口和保护长水口之间的缝隙进入造成钢水二次氧化，所述浇铸过程中采用高MgO和低Si覆盖剂双层保护浇铸，大包长水口氩气密封流量为8.35~8.64Nm3/h，所使用覆盖剂中MgO的重量百分比为82.3%，所使用覆盖剂中Si的重量百分比为2.38~3.11%。
优选的，漏斗型薄板连铸结晶器冷却水流量为6000L/min-6300L/min，进水温度为39.5℃-40.5℃，漏斗型薄板连铸结晶器铜板厚度≥22mm，热流比稳定控制在75%-85%之间，漏斗型薄板连铸结晶器液面波动为±3.2mm以内，拉速为4.0-4.3m/min。
优选的，所述自动配水控制的二次冷却中总比水量为2.72-3.22升水/公斤钢，所述自动配水控制的二次冷却分为四段，所述各段中比水量分布分别为结晶器下口至一段下口为1.57-1.71升水/公斤钢，二段为0.69-0.82升水/公斤钢，三段为0.28-0.40升水/公斤钢，四段为0.19-0.30升水/公斤钢。
优选的，所述顶弯位置温度为980℃-1040℃。
优选的，所述漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却中，连铸所需的保护渣熔点为1060-1110℃、粘度为0.07-0.10Pa.s、碱度为1.03-1.15，熔速为25s。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种CSP薄板连铸浇铸高合金高强度包晶钢的方法，采用高析晶率保护渣、结晶器实现水量和水温配合达到弱冷，有效的控制了结晶器内因包晶特性线收缩较大坯壳表面凹陷以及裂纹的产生，高频小振幅技术有效的解决了表面振动深的问题；合理的二次冷却比水量分布使得应力更加均匀，减缓了合金元素的碳、氮以及碳氮化物析出；实现了CSP薄板连铸高拉速下高合金高强度包晶钢的顺利浇铸和质量稳定控制，与现有技术相比，铸坯表面缺陷率控制在0.5%以下，达到了国际先进水平。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
具体浇铸参数和操作步骤如下：
1）经过铁水脱硫、转炉脱碳脱磷、LF炉外精炼处理后合格钢水成分为：C为0.088%，Si为0.44%，Mn为1.50%，S为0.006%，P为0.014%，Nb为0.035%，Ti为0.020%，Mo为0.23%，Cr为0.16%，其余为Fe和微量元素；
2）安装气幕挡墙的中间包保护浇铸，浇铸过程钢水过热度控制为20℃，气幕挡墙氩气流量控制为0.55Mpa，大包长水口氩气密封流量为8.35Nm3/h，所使用覆盖剂MgO%含量为82.3%，硅含量为2.38%；
3）漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却，所使用的保护渣碱度为1.10，熔化温度为1070℃，1300℃粘度为0.08 Pa.s，保护渣耗量为0.39kg/t，热流比为78%；漏斗型薄板连铸结晶器铜板厚度为23mm，水量设定为6100L/min，进水温度为40.2℃，振动频率为242次/min，振动行程6.1mm，漏斗型薄板连铸结晶器液面波动实际控制为-2.76mm至+3.08mm，拉速控制为4.0m/min；
4）自动配水控制的二次冷却，二次冷却配水总比水量为2.78升水/公斤钢，结晶器下口至一段下口为1.54升水/公斤钢，二段为0.71升水/公斤钢，三段为0.32升水/公斤钢，四段为0.21升水/公斤钢；
5）顶弯矫直，再机械摆剪剪切生成高合金高强度包晶钢铸坯，顶弯位置温度控制为1023℃。
采用实施例1的浇铸参数生产的高合金高强度包晶钢铸坯表面裂纹发生率为0.3%。
实施例2
具体浇铸参数和操作步骤如下：
1）经过铁水脱硫、转炉脱碳脱磷、LF炉外精炼处理后合格钢水成分为：C为0.126%，Si为0.41%，Mn为1.48%，S为0.006%，P为0.012%，Nb为0.026%，Ti为0.024%，Mo为0.21%，Cr为0.18%，其余为Fe和微量元素；
2）安装气幕挡墙的中间包保护浇铸，浇铸过程钢水过热度控制为23℃，气幕挡墙氩气流量控制为0.58Mpa，大包长水口氩气密封流量为8.64Nm3/h，所使用覆盖剂MgO%含量为82.3%，硅含量为3.11%；
3）漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却，所使用的保护渣碱度为1.11，熔化温度为1060℃，1300℃粘度为0.09 Pa.s，保护渣耗量为0.41kg/t，热流比为81%；漏斗型薄板连铸结晶器铜板厚度为23mm，水量设定为6100L/min，进水温度为40.3℃，振动频率为246次/min，振动行程6.1mm，漏斗型薄板连铸结晶器液面波动实际控制为-2.74mm至+3.12mm，拉速控制为4.2m/min；
4）自动配水控制的二次冷却，二次冷却配水总比水量为3.1升水/公斤钢，结晶器下口至一段下口为1.63升水/公斤钢，二段为0.77升水/公斤钢，三段为0.36升水/公斤钢，四段为0.25升水/公斤钢；
5）顶弯矫直，再机械摆剪剪切生成高合金高强度包晶钢铸坯，顶弯位置温度控制为1028℃。
采用实施例2的浇铸参数生产的高合金高强度包晶钢铸坯表面裂纹发生率为0.4%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管结合上述实施例对本发明进 行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要 求范围当中。

Claims (3)

1.一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法，其特征在于：包括以下工序：
铁水预脱硫→脱碳脱磷转炉→LF炉外精炼处理得到的合格钢水→安装气幕挡墙的中间包保护浇铸→漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却→自动配水控制的二次冷却→顶弯矫直→机械摆剪剪切→高合金高强度包晶钢铸坯；
所述LF炉外精炼处理得到合格钢水的重量百分比为：C为0.08-0.13%，Si为0.4-0.5%，Mn为1.45-1.55%，S为≤0.008%，P为≤0.015，Nb为0.024-0.05%，Ti为0.015-0.030%，Mo为0.20-0.25%，Cr为0.15-0.20%，其余为Fe和微量元素；
所述浇铸过程中钢水液相线和实际浇铸温度的差值为20~23℃，工艺流程中中间包流场控制装置采用挡渣墙，两道挡坝，气幕挡墙，所述气幕挡墙的氩气压力为0.55~0.58Mpa，促进了夹杂物进一步去除，防止空气从大包下水口和保护长水口之间的缝隙进入造成钢水二次氧化，所述浇铸过程中采用高MgO和低Si覆盖剂双层保护浇铸，大包长水口氩气密封流量为8.35~8.64Nm3/h，所使用覆盖剂中MgO的重量百分比为82.3%，所使用覆盖剂中Si的重量百分比为2.38~3.11%；
漏斗型薄板连铸结晶器冷却水流量为6000L/min-6300L/min，进水温度为39.5℃-40.5℃，漏斗型薄板连铸结晶器铜板厚度≥22mm，热流比稳定控制在75%-85%之间，漏斗型薄板连铸结晶器液面波动为±3.2mm以内，拉速为4.0-4.3m/min；
所述自动配水控制的二次冷却中总比水量为2.72-3.22升水/公斤钢，所述自动配水控制的二次冷却分为四段，所述各段中比水量分布分别为结晶器下口至一段下口为1.57-1.71升水/公斤钢，二段为0.69-0.82升水/公斤钢，三段为0.28-0.40升水/公斤钢，四段为0.19-0.30升水/公斤钢。
2.根据权利要求1所述的一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法，其特征在于：所述顶弯位置温度为980℃-1040℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种CSP薄板连铸机生产高合金高强度包晶钢的方法，其特征在于：所述漏斗型薄板连铸结晶器一次冷却中，连铸所需的保护渣熔点为1060-1110℃、粘度为0.07-0.10Pa· s、碱度为1.03-1.15，熔速为25s。
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