高合工钢Cr12MoV系列的连铸方法技术

本发明专利技术公开了一种高合工钢Cr12MoV系列的连铸方法，目的是利用连铸生产代替原有模铸生产。为实现上述目的，具体采取以下方案：

【技术实现步骤摘要】
高合工钢Cr12MoV系列的连铸方法


[0001]本专利技术属于冶金连鋳
，具体涉及一种高合工钢Cr12MoV系列的连铸方法。

技术介绍

[0002]高合工钢Cr12MoV系列属于冷作模具钢，从凝固组织观察其属于高碳高铬型莱氏体钢，钢中含碳量超过1.45％，其主要成分如表1所示。
[0003]表1
[0004][0005]该钢种熔点偏低，凝固两相脆性温度区间较宽、裂纹敏感性强，造成此类钢种连铸生产难度非常大。
[0006]与连铸相比，传统模铸具有钢液冷却均匀、凝固缓慢的优势，模铸生产高合工钢Cr12MoV系列可避免原始锭坯凹陷、裂纹，轧材开裂的问题，因此之前国内外的高合工钢Cr12MoV系列均采用模铸生产。但传统模铸生产具有生产效率低、冶炼成本高的缺点，因此尽快探索连铸机生产高合工钢Cr12MoV系列的方法是重要课题。

技术实现思路

[0007]本专利技术公开了一种高合工钢Cr12MoV系列的连铸方法，目的是利用连铸生产代替原有模铸生产，在保证钢坯质量的情况下提高生产效率、降低冶炼成本、提升Cr12MoV系列模具钢行业市场竞争力。
[0008]为实现上述目的，具体采取以下方案：
[0009]⑴
钢种成分设计
[0010]将Cr12MoV主元素在国家标准范围内进行设计优化，如表2所示。
[0011]表2
[0012][0013]⑵
保护渣设计
[0014]保护渣具体理化指标如表3所示。
[0015]表3
[0016][0017]⑶
连铸机准备
[0018]在一台两机两流、弧形半径为16.5m的弧形连铸机上面生产规格为200mm
×
(515～850)mm的板坯Cr12MoV系列钢；根据Cr12MoV品种工艺要点中的要求，对结晶器、扇形段、拉矫机、保护渣、冷却水等工装设备、原辅材料、工艺参数进行试验准备,即是连铸机生产前常规产前准备，确保均可满足要求。
[0019]⑷
封引锭
[0020]连铸机生产前准备就绪后，将引锭杆从出坯辊道送入结晶器，引锭头低位距离结晶器下口150mm即可；将引锭头与结晶器间的缝隙使用石棉绳严密封堵，在引锭头上方放入专用封引锭工具，摆好弹簧及冷料。
[0021]⑸
开浇
[0022]利用钢包回转台将钢包从接包位运转至浇注位，中包车运载着中间包开到浇注位，利用滑板机构将钢包水口拉开，Cr12MoV钢液进入中间包，当中间包内钢液到达6t时，塞棒抬起，钢液从中间包的浸入式水口流入结晶器，浸入式水口两侧吐出孔向下倾角15
°
，吐出孔的上沿插入结晶器深度锁定在100mm～105mm。
[0023]⑹
起拉矫
[0024]当结晶器内钢液面没过浸入式水口吐出孔，开浇时间介于90s～120s时，拉矫机起步，结晶器液位转自动控制，通过结晶器液位检测、控制系统的升级、扇形段及拉矫机装备的精细维护，确保结晶器液位波动不大于
±
2.5mm；结晶器振动参数优化与上文中保护渣优化，共同配合达到提高液渣渗漏、保证渣膜厚度、均匀渣膜的目的，振动参数如下：振幅＝1.5+3.0
×
V
C
、振频＝120+20
×
V
C
；结晶器冷却采用宽面2167L/mi n、窄面500L/mi n；钢液过热度选择40℃～50℃较合适；拉速选择0.75m/mi n～0.80m/mi n，铸坯运行400mm后拉速快速涨到工作拉速。
[0025]设计二冷区喷嘴排布，减缓铸坯近角部冷却，一区窄面第四排、二、三区宽面两侧喷嘴、四五区所有喷嘴均采用不喷水的形式；二冷喷淋优化，二冷比水量不大于0.18L/kg，即弱冷。
[0026]应确保铸坯矫直温度不低于850℃。
[0027]扇形段静态压下方案：连铸坯凝固末端，即是固相率90％～100％的位置落在扇形四段后5个辊子与扇形五段前5个辊子区间，因此对上述10个辊子的辊缝进行优化设计，使连铸坯在凝固过程中获得合适的压下量，来弥补钢液凝固体积收缩带来的中心偏析、中心孔洞缺陷,如图1所示。
[0028]每浇次前5m左右的铸坯因横向凹陷要切废。
[0029]⑺
脱锭及出坯
[0030]特设计制作一个高合金工具钢开浇专用封引锭工具，封引锭工具已经获得国家实
用新型专利，专利号ZL202122344599.9；当坯头运行至脱锭辊上方时，脱锭辊上顶，脱锭完成；连铸坯依靠自身重力及拉矫机压下作用，按照工艺设定拉速向下运行，不断输出合格连铸坯。
[0031]本专利技术的机理及专利技术点分析：
[0032]⑴
钢种成分设计
[0033]Cr12MoV国家标准当中碳及合金元素范围均较宽且碳、铬含量高，因此钢种液相线较低，考虑到保护渣熔化、成渣速度，以确保其发挥良好的润滑、传热效果，因此将Cr12MoV主元素在国家标准范围内进行设计优化，如表2所示。
[0034]⑵
保护渣设计
[0035]Cr12MoV品种本身液相线温度较低，因此保护渣熔化速度是制约保护渣性能发挥的首要因素；要想提高Cr12MoV品种保护渣的熔化速度，得到稳定且厚度合适的保护渣三层结构，首先是通过调整保护渣各组元配比，降低其熔化温度；其次是通过调整保护渣碳含量及碳酸盐含量，提高其熔化速度。
[0036]Cr12MoV品种高温下热膨胀系数低，因此渣膜通道相对窄，液渣的流入量小且不均匀；渣膜薄且不均匀第一会造成结晶器内坯壳传热不均匀产生裂纹，第二会造成初生坯壳受到结晶器壁的冷却过强而产生横向凹陷，第三会造成坯壳与结晶器壁之间无渣膜而产生粘结漏钢；因此，通过降低保护渣的粘度来提高液渣渗漏量及均匀渣膜；保护渣具体理化指标如表3所示。
[0037]⑶
浸入式水口插入深度选择
[0038]此连铸机板坯断面结晶器为厚度为200mm、宽度为(515～850)mm可调，浸入式水口选择两侧吐出孔向下倾角15
°
的形式；在生产Cr12MoV品种时，浸入式水口插入深度的选择遵循两点：一是插入深度来提高结晶器液面的温度，提高保护渣熔化效果；二是保证结晶器液面不会因钢液冲击铜壁后反流带来的卷渣问题。
[0039]基于以上两点考虑，最终通过试验摸索，将浸入式水口吐出孔的上沿插入深度锁定在100mm～105mm。
[0040]⑷
结晶器液位波动
[0041]对于常规品种，结晶器液位波动范围达到
±
3mm，甚至达到
±
5mm都不会对连铸坯表面产生不利影响；而对于Cr12MoV品种而言，上文中提到过此品种高温下热膨胀系数低，因此渣膜通道相对窄，液渣的流入量小且不均匀；当结晶器液位波动超过
±
2.5mm时，随之带来的影响一是恶化液渣渗漏均匀性，二是形成发达的渣条，最终导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高合工钢Cr12MoV系列的连铸方法，在一台两机两流、弧形半径为16.5m的弧形连铸机上面生产规格为200mm
×
(515
～
850)mm的板坯Cr12MoV系列钢，连铸机常规产前准备确保满足要求,其特征在于，连铸方法具体如下：
⑴
钢种成分设计将Cr12MoV元素进行设计优化为：碳：1.45％～1.50％，硅：0.30％～0.40％，锰：0.20％～0.40％，磷：0.000％～0.030％，硫：0.000％～0.030％，铬：11.00％～11.20％，钼：0.41％～0.44％，钒：0.15％～0.30％，铜：0.00％～0.25％，镍：0.00％～0.25％；
⑵
保护渣设计保护渣具体理化指标为：CaO/SiO2(％)：0.84
±
0.06，SiO2(％)：28.00
±
3.00，CaO(％)：23.60
±
3.00，Al 2
O3(％)：3.80
±
1.50，MgO(％)：3.60
±
1.00，R2O(％)：24.10
±
3.00，F
‑
(％)：11.70
±
1.50，C(％)：5.30
±
1.50，熔点温度(℃)：980
±
30，粘度(1300℃)(Pa.s)：0.05
±
0.15；
⑶
封引锭连铸机生产前准备就绪后，将引锭杆从出坯辊道送入结晶器，引锭头低位距离结晶器下口150mm即可；将引锭头与结晶器间的缝隙使用石棉绳严密封堵，在引锭头上方放入专用封引锭工具，摆好弹簧及冷料；
⑷
开浇利用钢包回转台将钢包从接包位运转至浇注位，中包车运载着中间包开到浇注位，利用滑板机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜盛鑫，胡永才，周伟基，汤健，林立民，王金国，王兴华，侯雪宇，
申请(专利权)人：东北特殊钢集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：