一种高碳高锰钢立弯式板坯连铸方法技术

本发明专利技术公开了一种高碳高锰钢板坯连铸方法，采用立弯式连铸机进行浇铸，包括：结晶器窄面钢板采用大锥度1.20％～1.40％设置和上倾角5

【技术实现步骤摘要】
一种高碳高锰钢立弯式板坯连铸方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种高碳高锰钢立弯式板坯连铸方法。

技术介绍

[0002]高碳高锰钢在较大的冲击载荷或接触应力作用下，其表层会迅速加工硬化，从而形成高耐磨的表面层，而内层奥氏体仍然保持着良好的韧性。这一特性使其广泛应用于冶金、矿山、铁路、电力、煤炭等领域。
[0003]高碳高锰钢中C、Mn含量高(平均含量分别为1.0％和13.0％)，采用连铸工艺生产，存在以下5方面问题：1)钢中合金含量高、钢的熔点低，浇铸需使用专用的低熔点结晶器保护渣。保护渣熔点高，将使粘度增加、结晶性能提高，影响液渣的正常流入，导致铸坯表面缺陷增多，加剧漏钢倾向；2)钢中C含量高，铸坯中心疏松和偏析严重，后续轧制过程中极易产生分层等质量问题；3)钢的导热性能差。高碳高锰钢的导热系数约为普通碳钢的1/4，低的导热性易促使定向热流的形成，导致柱状晶组织发达，增加了铸坯冷却收缩过程裂纹倾向；4)钢中合金含量高，钢液潜热大，凝固速度慢，影响浇铸速度；5)钢液凝固过程收缩大，约为普通碳钢的2倍，结晶器冷却不均极易沿铸坯宽面形成纵裂纹。
[0004]高碳高锰钢连铸可浇性不强，连铸生产难度很大。例如，采用“EBT电炉+LF精炼+扁锭模铸+初轧机开坯”工艺生产高碳高锰钢的轧制坯料，工艺路线长、成品综合成材率低，约为68％。采用“40吨EAF电炉+LF精炼+立式板坯连铸机”工艺生产高碳高锰钢，采用立式铸机，高温铸坯无弯曲变形，铸坯不易产生裂纹，铸坯内未凝固钢液中夹杂物容易上浮，但铸坯内未凝固钢水因静压力大容易导致铸坯鼓肚和表面裂纹、铸坯中心疏松及分层等其他问题，结晶器经常发生事故报警，漏钢倾向严重。
[0005]目前，国内关于高锰钢连铸生产工艺的研究有如下方面：
[0006]申请号是201310073698.5的中国专利技术专利申请公开了“一种高锰钢连铸生产工艺”。主要是，钢的化学成分百分配比控制：C 0.7～0.9％；Mn 13.0～15.5％；Si≤0.8％；P≤0.8％；S≤0.3％，余量为Fe和不可避免的杂质。方坯连铸，引锭头用冷钢棒；全程保护浇注；过热度30～60℃；锥度为0.125～0.25；振幅3～4mm，振频60～100cpm；二冷水比水量0.20～0.25L/Kg。
[0007]申请号是201110136738.7的中国专利技术专利申请公开了“一种高碳高锰耐磨钢板坯连铸的生产方法”，主要涉及高碳、高锰耐磨钢Mn13。方法主要是，连铸中包过热度20～35℃；200mm厚坯，其拉速0.5～0.7m/min，宽面冷却水2100～2400L/min，窄面冷却水280～330L/min；150mm厚坯，其拉速0.8～1.0m/min，宽面冷却水2500～2900L/min，窄面冷却水200～300L/min；二冷段比水量0.1～0.6L/Kg。
[0008]申请号是201510448947.3的中国专利技术专利申请公开了“一种高锰高铝型奥氏体低磁钢的连铸方法”。主要是，钢的化学成分百分配比控制：C 0.14～0.20；Si≤0.50；Mn 21.5～25.0；Al 1.5～2.5；V 0.04
‑
0.10；N≤0.006；H≤0.0005；Cr≤0.30；Cu≤0.30；Ni≤0.30，余量为Fe与不可避免的杂质，属于低碳、高锰高铝钢。
[0009]申请号是201110388231.0的中国专利技术专利申请公开了“一种高锰钢的连铸方法”。主要是，钢的化学成分百分配比控制：C 0.02～0.15％；Si 0.01～0.25％；Mn 2.0～15.0％；P≤0.010％；S≤0.008％；Al≤0.04％；N≤0.005％；Cr≤0.05％；Ni≤0.03％；Cu≤0.03％；O≤0.003％；H≤0.0003％，属于低碳高锰钢。
[0010]申请号是201410249119.2的中国专利技术专利申请公开了“一种高锰钢直弧形板坯连铸方法”。主要是，钢的成分主要是C1.0％；Mn 8.0％；P、S≤0.020％；拉速0.7～0.75m/min；保护渣水分≤0.5％，熔点830℃，黏度0.12，渣耗0.6Kg/吨钢；电磁搅拌，电流950A、频率2.5Hz，时间35S；一冷水流量480～3150L/min，二冷比水量0.53L/Kg。
[0011]申请号是201310226922.X的中国专利技术专利申请公开了“一种特高锰钢连铸生产工艺”。主要是，钢的化学成分配比控制为：C 0.6％左右；Mn 20.0％左右；减小开浇第一炉钢的中间包和结晶器温降、降低开浇阶段拉速变化幅度，以防止铸坯坯壳拉断、解决高合金钢的顺利开浇问题。
[0012]朱信国在文章《连铸生产Mn13板坯表面纵裂控制》中提出，在立式板坯连铸机上，采用结晶器内浸入式水口对中偏差≤
±
5％；浸入式水口插入深度100～130mm；合理过热度控制为20～25℃；浇铸速度在过热度25℃时为1.0m/min；加强二次冷却设备维护，确保冷却均匀等措施控制Mn13板坯表面纵裂缺陷。
[0013]庄伟在文章《高锰钢连铸坯纵向开裂原因分析》中，采用扫描电镜、高温拉伸试验和高温激光共聚焦显微镜、电子探针分析等检测了裂纹的形貌、Mn13钢的高温力学性能以及Mn13钢凝固过程中的组织演变。指出由于结晶器内保护渣熔化不均匀，导致凝固坯壳厚度不均匀，从而使铸坯产生凹陷和纵向裂纹。提高凝固坯壳厚度和结晶器热流的均匀性是避免Mn13钢连铸坯纵向开裂的重要途径。
[0014]但是，上述研究都没有提供行之有效的高碳高锰钢连铸方法。

技术实现思路

[0015]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的高碳高锰钢立弯式板坯连铸方法。
[0016]具体来说，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0017]一种高碳高锰钢板坯连铸方法，采用立弯式连铸机进行浇铸，包括：
[0018]结晶器窄面钢板采用大锥度1.20％～1.40％设置和上倾角5
°
～20
°
浸入式水口，中间包钢水浇至结晶器后进行弱冷却和低拉速控制；之后进入采用二冷区电磁搅拌和凝固末端动态轻压下的二冷区、中等强度的比水量作用下使铸坯凝固。
[0019]可选地，所述中间包钢液面采用具有如下组成的Ca
‑
Al系低硅中包覆盖剂：SiO2≤8.0％、CaO：46.0～49.0％、Al2O3：26.0～29.0％。
[0020]可选地，所述结晶器的锥度计算公式是ε＝(St
‑
Sb)/St
×
100％，其中St为结晶器上口宽边长，Sb为结晶器下口宽边长。
[0021]可选地，所述结晶器采用SiO2‑
CaO系保护渣，所述SiO2‑
CaO系保护渣的Al2O3％≤5.0％、碱度R＝0.74～0.86、粘度0.10～0.15Pa.S、熔点950～1030℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高碳高锰钢板坯连铸方法，采用立弯式连铸机进行浇铸，其特征在于，包括：结晶器窄面钢板采用大锥度1.20％～1.40％设置和上倾角5
°
～20
°
浸入式水口，中间包钢水浇至结晶器后进行弱冷却和低拉速控制；之后进入采用二冷区电磁搅拌和凝固末端动态轻压下的二冷区、中等强度的比水量作用下使铸坯凝固。2.根据权利要求1所述的高碳高锰钢板坯连铸方法，其特征在于，所述中间包钢液面采用具有如下组成的Ca
‑
Al系低硅中包覆盖剂：SiO2≤8.0％、CaO：46.0～49.0％、Al2O3：26.0～29.0％。3.根据权利要求1所述的高碳高锰钢板坯连铸方法，其特征在于，所述结晶器的锥度计算公式是ε＝(St
‑
Sb)/St
×
100％，其中St为结晶器上口宽边长，Sb为结晶器下口宽边长。4.根据权利要求1所述的高碳高锰钢板坯连铸方法，其特征在于，所述结晶器采用SiO2‑
CaO系保护渣，所述SiO2‑
CaO系保护渣的Al2O3％≤5.0％、碱度R＝0.74～0.86、粘度0...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇斌，李宏，刘卫东，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：