[发明专利]一种小方坯连铸机生产低碳Ni‑Mo合金钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，特别涉及一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法。

背景技术

低碳Ni-Mo合金钢合金含量达到3～6％，该钢种要求具有低焊接裂纹敏感性，以及大焊接热输入下的低温冲击韧性要求，需要通过Ni-Mo等合金元素为主的强化手段，以保证低温冲击韧性及可焊接性。裂纹敏感性较高，易产生中心裂纹、缩孔等缺陷。合金钢本身粘度大，为了防止浇铸过程冻流，断浇，需合理匹配过热度、拉速等工艺。由于该钢种碳含量处于近包晶范围，需合理控制结晶器冷却工艺，避免铸坯表面凹陷等缺陷。

经专利及文献检索，专利CN101135022A公布了一种弧形铸机生产Cr-Mo合金钢圆坯的工艺方法，指出连铸过程中需控制[P]、[S]元素上限，避免因凝固过程中形成熔点较低的FeS、磷化铁薄膜，而导致的钢高温韧性降低，从而改善铸坯裂纹缺陷、缩孔等缺陷。但是，该专利中碳含量范围较宽(≦0.35％)，不适用于低碳(≦0.1％)Ni-Mo合金钢的小方坯连铸生产。

综上所述，结合首钢长材产线特点，制定一套合理的生产工艺，是实现低碳Ni-Mo合金钢工业生产，促进高附加值产品开发的关键环节。本专利提供的一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的工艺方法，基于对钢种热物性参数的理解，系统分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器冷却强度，保证铸坯在凝固过程中不产生强烈回温，避开脆性区矫直，成功控制了铸坯裂纹、表面凹陷以及中心缩孔等缺陷的产生，合理有效，为低碳Ni-Mo合金钢的成功工业生产奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法，解决了生产过程中发生漏钢，内部及表面易产生缺陷的问题。通过控制合理有效的炼钢精炼工艺、连铸二冷工艺参数，避免以上问题发生，生产出符合要求的低碳Ni-Mo合金钢连铸坯。

本发明所涉及的低碳Ni-Mo系列合金钢种质量百分比成分范围如下：C≤0.1，Si：0.1-0.7％，Mn：1.2-2.0％，Ni：1.50-3.75％，Mo：0.2-0.7％，P≤0.0140％，S≤0.0060％，其余为Fe及残余元素。

一种小方坯连铸机生产低碳Ni-Mo合金钢的方法，生产流程为：铁水+废钢→转炉冶炼(加镍板、MoFe)→LF炉精炼(脱S、调Ti)→小方坯连铸机(150mm×150mm～200mm×200mm)→高速线材轧制。具体步骤及参数如下：

1、开浇前准备：

(1)中间包烘烤温度大于≥1100℃；(中包烘烤温度是指开浇前中间包预热温度；中间包钢水温度指钢液温度，二者不同)。

(2)大包长水口和结晶器浸入式水口均采用铝碳质水口；

2、保护浇铸措施：

(1)开浇前中间包充氩；长水口采用Ar封；

(2)中间包采用无碳中间包覆盖剂；采用低碳钢专用保护渣；结晶器保护渣保持“黑渣”操作；保护渣勤加、少加，确保钢液面足够的保护渣厚度40～50mm，以保持保护渣表面呈灰色。

(3)浇铸过程，避免裸浇，确保保护浇铸效果；

3、连铸工艺

(1)中间包钢水温度控制在1540～1550℃，过热度控制在30～40℃；

(2)结晶器冷却水流量为100～150m³/h；二冷采用自动配水，比水量0.8～1.2L/kg。

(3)结晶器电磁搅拌参数：频率3～5Hz，电流250～350A。

(4)连铸机拉速控制在2.3±0.1m/min，保证进拉矫机之前铸坯角部温度范围控制在900～1100℃。

4、铸坯下线后缓冷。

本发明的优点在于：基于对钢种热物性参数的理解，系统分析铸坯在不同工艺下凝固过程热状态，减小结晶器冷却强度，保证铸坯在凝固过程中不产生强烈回温，避开脆性区矫直，避免了铸坯裂纹、表面凹陷以及中心缩孔等缺陷，合理有效，为低碳Ni-Mo合金钢的成功工业生产奠定了基础。

具体实施方式

实施例1

1)在首钢长材产线实现了该低碳Ni-Mo合金钢的工业生产及供货，该小方坯连铸机为5机5流全弧型150mm×150mm小方坯连铸机，基弧半径R10m。生产过程中主要连铸工艺参数如下：钢中[P]：0.0130％、[S]：0.0040％。

1、开浇前准备：

(1)中间包烘烤温度1120℃；

(2)大包长水口和结晶器浸入式水口均采用铝碳质水口；