[发明专利]一种高合金不锈钢连铸开浇工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及高合金不锈钢的连铸开浇方法，属钢铁冶金及材料制造领域。

背景技术

随着现代装备制造业及科学技术的飞速发展，对材料的抗高温、耐腐蚀性、强度等提严格要求。而高合金含量不锈钢在高温强度、抗高温氧化、抗高温蠕变性以及耐腐蚀方面具有优异性能。

这类钢在生产过程中由于合金含量高（合金含量在31.5%-62.3%之间，其中，Cr在19.5%-22.3%之间，Ni在12%-40%之间，同时还有Mo、Cu、Al、Ti等元素，其余为Fe元素）、钢水流动性差、凝固过程导热系数低等问题，导致连铸生产难度比较大，尤其是开浇漏钢事故频发，导致生产效率低、合同无法兑现、生产成本高、生产质量差。

发明内容

为了解决高合金不锈钢钢水在结晶器内的引锭材料中流通渠道不畅通、凝固后坯壳表面薄且分层，坯壳内部疏松不致密、不完整，从而导致坯壳与引锭头连接强度不足，在结晶器内的摩擦阻力和热应力作用下开裂漏钢的问题，减少生产事故，提高生产效率、产品质量和降低生产成本，本发明提供一种高合金不锈钢连铸开浇工艺方法。

高合金不锈钢的化学成分是：C≤0.020；Si≤1.00；Mn≤2.00；P≤0.045；S≤0.035；Cr为19.00～23.00；Mo为4.00～5.00；N≤0.100；Ni为23.00～28.00；Cu为1.00～2.00；余量为铁及不可避免的杂质。

高合金不锈钢的生产工艺路线为电弧炉（EAF）冶炼—氩氧精炼炉（AOD）精炼—钢包精炼炉（LF）精炼—立式板坯连铸机（VCCM）浇注。

本发明的技术方案：包括堵引锭操作，钢水出苗控制、结晶器冷却、过热度控制、开浇渣技术。

1、堵引锭操作包括下述步骤：

第一步，将弹簧4根或5根用铁丝困扎结实，规格是160mm厚的结晶器，捆4根弹簧，规格是180mm厚的结晶器捆5根弹簧；

第二步，将引锭头送入结晶器规定位置，用压缩空气吹扫干净，确保干燥、无杂物；将直径为Ф30mm的石棉绳用铁钎扎入结晶器铜板和引锭头的缝隙之间，要求扎紧扎实；

第三步，往引锭头的燕尾槽中放入两个长度是（750-800mm）的簧，将铁屑均匀铺撒在引锭头、石棉绳上，铁屑铺撒厚度控制在2-3mm；

第四步，将一块铁网板（950mm×80mm）和两块铁网板（150mm×180mm）放在引锭头上，铁网板边部距离结晶器铜板≥25mm；

第五步，将第一步中捆扎结实的弹簧放于铁网板上，堵引锭完毕。

2、钢水出苗控制     

所述钢水出苗就是钢水从中间包开始进入结晶器的开始瞬间。

由于高合金不锈钢钢水流动性差，为确保坯壳完整和引锭材料中钢水通道畅通，中包开浇后的水口通钢量应遵循先大后小的原则，前期将浸入式水口的通钢量放大，以防止钢水在引锭材料缝隙中流通时温度降低凝固、流不动，堵塞钢水填充通道，导致坯头下部填充不足。待钢水淹没引锭材料后，逐步将通钢量减小，以此增加坯壳的冷却时间，提高坯壳的厚度和连接强度。

开浇时，累计出苗时间按照60s-95s控制。前期的25-35s淹没堵引锭材料，浸入式水口通钢量按0.009吨/s-0.012吨/s控制。待钢水淹没引锭材料后，加入准备好的开浇渣，同时将水口通钢量减少，按照0.005吨/s-0.006吨/s控制。

所述浸入式水口一种水口的专业名称，英文缩写为SEN。

3、结晶器冷却

由于高合金不锈钢的导热系数比较低，为确保结晶器内坯壳冷却均匀，避免形成纵裂，要求结晶器冷却强度不能过大，但为保证出结晶器下口时的坯壳厚度满足拉钢要求，结晶器冷却强度不能过小。

开浇时连铸机自动设定的拉坯速度是0.3m/min的起步拉速，结晶器冷却水进水温度要求≤36℃，宽面水流量控制在2100-2300L/min，窄面水流量控制在270-300L/min。

4 、过热度控制

通过采取理论计算和热分析相结合的手段，得出高合金不锈钢的液相线温度，在保证坯壳厚度足够抵抗拉坯阻力和热应力的前提下，尽可能提升钢水的过热度，一方面提升钢水的流动性和引锭材料填充效果，同时确保夹杂物的上浮效果。为此，在液相线的基础上，通过现场工业试验，确定钢水的过热度控制在35-55℃之间。

5、开浇渣技术