CN103192045A

CN103192045A - 一种连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法

Info

Publication number: CN103192045A
Application number: CN2013101536613A
Authority: CN
Inventors: 杨杰; 杨永均; 王永新; 何盛
Original assignee: Pangang Group Jiangyou Changcheng Special Steel Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Jiangyou Changcheng Special Steel Co Ltd
Priority date: 2013-04-28
Filing date: 2013-04-28
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2033-04-28
Also published as: CN103192045B

Abstract

本发明提供了一种连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法。所述方法包括：冶炼目标成分的钢水；连续铸造，对结晶器中的钢水进行频率分别为2～4Hz和115～125Vc的电磁搅拌和振动，控制结晶器冷却水流量为1800～2000L／min，控制拉速与钢水过热温度的关系，控制二次冷却的比水量为0.28～0.32L/kg，二次冷却的水量分配比控制为38～42:28～32:28～32；拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为58～62Bar，将后续拉矫机的压力控制为48～52Bar。与现有技术相比，本发明的优点包括：能够连续化、大批量生产大方坯（例如，尺寸规格在尺寸为180mm×180mm～220mm×220mm之间）马氏体不锈钢；得到的大方坯马氏体不锈钢的等轴晶率不小于20%、铸坯中心疏松不大于2.0级、中心缩孔不大于1.5级。

Description

一种连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法

技术领域

本发明涉及生产大方坯马氏体不锈钢的方法，更具体地讲，涉及一种通过连续铸钢工艺来生产大方坯马氏体不锈钢的方法。

背景技术

目前，我国通常采用模铸工艺生产大方坯马氏体不锈钢，这极大的增加了其生产成本。因此，亟需一种连续化、大批量生产大方坯马氏体不锈钢的方法。此外，对于铬含量很高的大方坯不锈钢而言，其生产过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够通过连续铸造工艺来生产大方坯马氏体不锈钢的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法。所述方法包括步骤：电弧炉冶炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水，以将钢水成分按质量百分比计控制为：C：0.08～0.34%、Mn≤1.00%、Si≤1.00%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：11.50～14.00%、Ni≤0.60%，余量为铁和不可避免的杂质；连续铸造，采用结晶器保护渣覆盖结晶器中钢水的表面上，对结晶器中的钢水进行频率为2～4Hz的电磁搅拌和频率为115～125Vc的振动，控制结晶器冷却水流量为1800～2000L／min，控制拉速与钢水过热温度的关系为：在钢水过热温度为15℃以下时拉速为0.85～0.90m/min，在钢水过热温度为16～25℃时拉速为0.80～0.85m/min，在钢水过热温度为26～35℃时拉速为0.75～0.80m/min，在钢水过热温度为36～40℃时拉速为0.73～0.77m/min，在钢水过热温度为41℃以上时拉速为0.68～0.72m/min，二次冷却采用三段冷却方式，并且控制二次冷却的比水量为0.28～0.32L/kg，二次冷却的水量分配比控制为38～42:28～32:28～32；拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为58～62Bar，将后续拉矫机的压力控制为48～52Bar，制得大方坯马氏体不锈钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：提供了一种能够连续化、大批量生产大方坯（例如，尺寸规格在尺寸为180mm×180mm～220mm×220mm之间）马氏体不锈钢的方法；解决了连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等问题，并且得到的大方坯马氏体不锈钢的等轴晶率不小于20%、铸坯中心疏松不大于2.0级、中心缩孔不大于1.5级。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法。

发明人在对大方坯马氏体不锈钢的成分进行合理控制的情况下，通过结合结晶器电磁搅拌、振动和冷却情况、钢水过热温度与拉速的关系以及拉坯矫直等核心内容的控制，解决了连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等技术难点，从而通过连续铸造生产出了质量合格的大方坯马氏体不锈钢。

根据本发明的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法包括步骤：电弧炉冶炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水，以将钢水成分按质量百分比计控制为：C：0.08～0.34%、Mn≤1.00%、Si≤1.00%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：11.50～14.00%、Ni≤0.60%，余量为铁和不可避免的杂质；连续铸造，采用结晶器保护渣覆盖结晶器中钢水的表面上，对结晶器中的钢水进行频率为2～4Hz的电磁搅拌和频率为115～125Vc的振动，控制结晶器冷却水流量为1800～2000L／min，控制拉速与钢水过热温度的关系为：在钢水过热温度为15℃以下时拉速为0.85～0.90m/min，在钢水过热温度为16～25℃时拉速为0.80～0.85m/min，在钢水过热温度为26～35℃时拉速为0.75～0.80m/min，在钢水过热温度为36～40℃时拉速为0.73～0.77m/min，在钢水过热温度为41℃以上时拉速为0.68～0.72m/min，二次冷却采用三段冷却方式，并且控制二次冷却的比水量为0.28～0.32L/kg，二次冷却的水量分配比控制为38～42:28～32:28～32；拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为58～62Bar，将后续拉矫机的压力控制为48～52Bar，制得大方坯马氏体不锈钢。此外，本发明的方法还可包括采用加罩堆冷的方式来缓慢冷却经拉坯矫直后的连铸坯，冷却时间优选为不少于3h。

在本发明的方法的一个示例性实施例中，所述精炼钢水的步骤将钢水成分按质量百分比计可优选控制为：C：0.08～0.15%、Mn：0.78～0.98%、Si：0.60～0.98%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：11.50～13.50%、Ni：0.40～0.58%，余量为铁和不可避免的杂质；或优选控制为：C：0.16～0.25%、Mn：0.70～0.95%、Si：0.60～0.95%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：12.00～13.90%、Ni：0.35～0.55%，余量为铁和不可避免的杂质；或优选控制为：C：0.26～0.33%、Mn：0.70～0.95%、Si：0.60～0.95%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：12.00～13.90%、Ni：0.35～0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。通过钢液成分的严格控制，能够获得质量更加优异的大方坯马氏体不锈钢，并避免中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等缺陷的产生。

对于本发明的方法而言，其可以得到尺寸为180mm×180mm～220mm×220mm的大方坯马氏体不锈钢。

在本发明的另一个示例性实施例中，对于尺寸规格为200mm×200mm大方坯马氏体不锈钢，可以采用40t电弧炉(EBT)→真空脱气炉（VOD）→钢包精炼炉（LF）→合金钢连铸机(200mm×200mm)→轧制(≤Φ85mm)的连续铸造方法实现。

示例1

经电弧炉冶炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水，得到钢水的成分按质量百分比计为：C：0.09%、Mn：0.78%、Si：0.70%、P：0.035%、S：0.026%、Cr：11.60%、Ni：0.45%，余量为铁和不可避免的杂质。

对上述成分的钢水进行连续铸造。具体来讲，采用结晶器保护渣覆盖结晶器中钢水的表面上，结晶器保护渣的用量为0.5kg/t。将结晶器的电磁搅拌频率控制为4Hz，并将振动频率控制为116Vc，同时，控制结晶器冷却水流量为1850L／min。在拉坯时，根据进入结晶器的钢水的过热温度来控制拉速，具体为：在钢水过热温度为15℃以下时拉速为0.85m/min，在钢水过热温度为16～25℃时拉速为0.82m/min，在钢水过热温度为26～35℃时拉速为0.76m/min，在钢水过热温度为36～40℃时拉速为0.74m/min，在钢水过热温度为41℃以上时拉速为0.69m/min。二次冷却采用三段冷却方式，并且控制二次冷却的比水量为0.29L/kg，二次冷却的水量分配比控制为40:30:30。

拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为60Bar，将后续拉矫机的压力控制为51Bar。然后，采用加罩堆冷的方式来缓慢冷却经拉坯矫直后的连铸坯，冷却时间为3h，从而制得大方坯马氏体不锈钢。

经检测，本示例的大方坯马氏体不锈钢的等轴晶率≥20%，中心疏松为2.0级，中心缩孔为1.0级，无内部裂纹。

示例2

经电弧炉冶炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水，得到钢水的成分按质量百分比计为：C：0.20%、Mn：0.95%、Si：0.92%、P：0.030%、S：0.020%、Cr：13.80%、Ni：0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。

对上述成分的钢水进行连续铸造。具体来讲，采用结晶器保护渣覆盖结晶器中钢水的表面上，结晶器保护渣的用量为0.6kg/t。将结晶器的电磁搅拌频率控制为3Hz，并将振动频率控制为120Vc，同时，控制结晶器冷却水流量为1900L／min。在拉坯时，根据进入结晶器的钢水的过热温度来控制拉速，具体为：在钢水过热温度为15℃以下时拉速为0.87m/min，在钢水过热温度为16～25℃时拉速为0.83m/min，在钢水过热温度为26～35℃时拉速为0.77m/min，在钢水过热温度为36～40℃时拉速为0.75m/min，在钢水过热温度为41℃以上时拉速为0.70m/min。二次冷却采用三段冷却方式，并且控制二次冷却的比水量为0.30L/kg，二次冷却的水量分配比控制为40:30:30。

拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为60Bar，将后续拉矫机的压力控制为50Bar。然后，采用加罩堆冷的方式来缓慢冷却经拉坯矫直后的连铸坯，冷却时间为4h，从而制得大方坯马氏体不锈钢。

经检测，本示例的大方坯马氏体不锈钢的等轴晶率≥20%，中心疏松为2.0级，中心缩孔为1.5级，无内部裂纹。

示例3

经电弧炉冶炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水，得到钢水的成分按质量百分比计为：C：0.33%、Mn：0.98%、Si：0.50%、P：0.020%、S：0.015%、Cr：13.20%、Ni：0.60%，余量为铁和不可避免的杂质。

对上述成分的钢水进行连续铸造。具体来讲，采用结晶器保护渣覆盖结晶器中钢水的表面上，结晶器保护渣的用量为0.78kg/t。将结晶器的电磁搅拌频率控制为4Hz，并将振动频率控制为125Vc，同时，控制结晶器冷却水流量为2000L／min。在拉坯时，根据进入结晶器的钢水的过热温度来控制拉速，具体为：在钢水过热温度为15℃以下时拉速为0.90m/min，在钢水过热温度为16～25℃时拉速为0.85m/min，在钢水过热温度为26～35℃时拉速为0.80m/min，在钢水过热温度为36～40℃时拉速为0.77m/min，在钢水过热温度为41℃以上时拉速为0.72m/min。二次冷却采用三段冷却方式，并且控制二次冷却的比水量为0.32L/kg，二次冷却的水量分配比控制为38:30:30。

拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为62Bar，将后续拉矫机的压力控制为48Bar。然后，采用加罩堆冷的方式来缓慢冷却经拉坯矫直后的连铸坯，冷却时间为3h，从而制得大方坯马氏体不锈钢。

综上所述，本发明提供了一种通过连续铸造工艺来生产大方坯马氏体不锈钢的方法，并且解决了连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等问题，从而得到质量合格的大方坯马氏体不锈钢。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

电弧炉冶炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水，以将钢水成分按质量百分比计控制为：C：0.08～0.34%、Mn≤1.00%、Si≤1.00%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：11.50～14.00%、Ni≤0.60%，余量为铁和不可避免的杂质；

连续铸造，采用结晶器保护渣覆盖结晶器中钢水的表面上，对结晶器中的钢水进行频率为2～4Hz的电磁搅拌和频率为115～125Vc的振动，控制结晶器冷却水流量为1800～2000L／min，控制拉速与钢水过热温度的关系为：在钢水过热温度为15℃以下时拉速为0.85～0.90m/min，在钢水过热温度为16～25℃时拉速为0.80～0.85m/min，在钢水过热温度为26～35℃时拉速为0.75～0.80m/min，在钢水过热温度为36～40℃时拉速为0.73～0.77m/min，在钢水过热温度为41℃以上时拉速为0.68～0.72m/min，二次冷却采用三段冷却方式，并且控制二次冷却的比水量为0.28～0.32L/kg，二次冷却的水量分配比控制为38～42:28～32:28～32；

拉坯矫直，将前两个拉矫机的压力控制为58～62Bar，将后续拉矫机的压力控制为48～52Bar，制得大方坯马氏体不锈钢。

2.根据权利要求1所述的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述方法还包括采用加罩堆冷的方式来缓慢冷却经拉坯矫直后的连铸坯。

3.根据权利要求1所述的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述精炼钢水的步骤将钢水成分按质量百分比计控制为：C：0.08～0.15%、Mn：0.78～0.98%、Si：0.60～0.98%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：11.50～13.50%、Ni：0.40～0.58%，余量为铁和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述精炼钢水的步骤将钢水成分按质量百分比计控制为：C：0.16～0.25%、Mn：0.70～0.95%、Si：0.60～0.95%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：12.00～13.90%、Ni：0.35～0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述精炼钢水的步骤将钢水成分按质量百分比计控制为：C：0.26～0.33%、Mn：0.70～0.95%、Si：0.60～0.95%、P≤0.040%、S≤0.030%、Cr：12.00～13.90%、Ni：0.35～0.55%，余量为铁和不可避免的杂质。

6.根据权利要求1所述的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述方法得到的大方坯马氏体不锈钢的尺寸为180mm×180mm～220mm×220mm。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的连续铸造生产大方坯马氏体不锈钢的方法，其特征在于，所述大方坯马氏体不锈钢的等轴晶率不小于20%、铸坯中心疏松不大于2.0级、中心缩孔不大于1.5级。