一种非调制钢用连铸坯及其制备方法与流程

本发明涉及一种非调制钢用连铸坯及其制备方法，属于钢坯连铸的。

背景技术：

1、连铸坯表面裂纹、皮下大尺寸夹杂物是钢铁生产过程中常见的问题，这些问题可能导致成品盘条表面出现结疤、折叠、金相裂纹等缺陷，进而影响产品的质量和性能。下面来详细分析这些问题。

2、一、连铸坯表面裂纹

3、连铸坯表面裂纹是在连铸过程中，由于应力、温度、化学成分等因素导致的表面缺陷。这些裂纹可能在后续的轧制过程中扩展，导致成品盘条表面出现结疤、折叠等问题。

4、二、皮下大尺寸夹杂物

5、皮下大尺寸夹杂物是指在连铸坯皮下形成的尺寸较大的非金属夹杂物。这些夹杂物可能导致成品盘条表面出现结疤、金相裂纹等缺陷。

6、三、成品盘条表面结疤、折叠、金相裂纹等问题

7、这些问题主要由连铸坯表面裂纹和皮下大尺寸夹杂物引起。在轧制过程中，这些缺陷可能扩展并暴露在成品盘条表面，导致表面质量下降。

8、针对连铸坯表面裂纹、皮下大尺寸夹杂物等问题，需要从连铸工艺、原材料质量控制、设备维护等方面采取综合措施，以提高成品盘条的表面质量和性能。同时，加强质量检验和评估，确保产品符合相关标准和客户要求。

技术实现思路

1、为了解决上述存在的由于连铸坯表面裂纹引起的成品盘条表面结疤、折叠、金相裂纹等问题，本发明公开了一种非调制钢用连铸坯及其制备方法，其具体技术方案如下：

2、一种非调制钢用连铸坯，以质量百分数计，连铸坯包括：0.39%≤c≤0.42%、0.19%≤si≤0.25%、0.62%≤mn≤0.68%、p≤0.015%、s≤0.010%、0.015%≤al≤0.025%、0.85%≤cr≤0.91%、ni≤0.30%、cu≤0.20%、mo≤0.10%、v≤0.20%、as≤0.020%、sn≤0.020%、pb≤0.005%，余量为fe和其它不可避免的杂质。

3、进一步的，连铸坯皮下0~2mm范围内夹杂物尺寸≥35μm密度为0.01~0.03个/mm2。

4、一种非调制钢用连铸坯的制备方法，包括铁水预处理工序、初炼炉工序、精炼工序和连铸工序，得到连铸坯，连铸工序的连铸机为弧型连铸机，弧半径为9~12m，连铸机拉速为0.50~1.70m/min，连铸坯断面尺寸为180~310mm×180~360mm，中间包钢水过热度为25~35℃。中间包内的钢水即为进入结晶器之前的钢水。

5、进一步的，连铸工序的结晶器水流量为2000~3000l/min，结晶器液面波动范围为±1~3mm，结晶器电磁搅拌电流为300~320a、频率2.5hz，结晶器电磁搅拌器高度为400mm，其中心位于结晶器内钢水弯月面以下150mm位置，连铸机结晶器振动参数为振程4~5mm，振频为180~200cpm。

6、进一步的，中间包钢水表面覆盖保护渣经过结晶器，以质量百分数计，保护渣的化学成分为sio2 33~37%、cao 30~32%、mgo 1.0~2.0%、al2o3 1.0~3.0%、na2o 5~7%、f 2~3%、c14~17%，其余为不可避免的杂质；

7、保护渣的熔点为1180~1200℃，保护渣的二元碱度为0.8~0.9，保护渣在1300℃下的粘度为0.60~0.70pa·s，结晶器保护渣消耗量吨钢为0.3~0.4kg。

8、进一步的，连铸工序的二冷区比水量为0.20~0.40l/kg，共分为4个区，各区段长度为0.5m、1.3m、1.3m、1.0m，各区水量分配比为30:29:22:19。

9、进一步的，初炼炉工序的出钢过程中，按照合金、增碳剂、石灰顺序加入，使用硅锰、高碳铬铁进行合金化，吨钢参考加入量为石灰3~4kg，硅锰合金7~8kg、高碳铬铁合金14~15kg。

10、进一步的，精炼工序进行白渣操作，吨钢加入石灰1.5~2.0kg，萤石0.2~0.5kg，碳化硅0.5~0.7kg，白渣时间≥10min，控制钢水氧含量≤20ppm。

11、进一步的，精炼工序结束喂入合金颗粒硅钙线50~70m，软搅拌时间≥10min。

12、进一步的，精炼过程中，通电化合金、造渣时底吹氩气流量为500~600l/min，单纯通电升温时底吹氩气流量为300~400l/min，软搅拌时底吹氩气流量为50~100l/min。

13、本发明的工作原理是：

14、首先，对初炼炉出钢钢水进行脱氧、造渣、合金化，降低钢水氧含量，同时控制钢水成分。其次，钢水进入精炼工序后，加入石灰、萤石及碳化硅，快速造白渣，降低钢水中氧含量，同时，控制底吹氩气流量，防止渣-金反应剧烈，并促进钢水中夹杂物碰撞、长大去除。钢水吊运至连铸工序，全程采用保护渣浇注，减少钢水二次氧化。最后，连铸工序，设定结晶器内电磁搅拌搅拌位置，在弯月面位置产生合适的磁感应强度，促进保护渣熔化及均匀铺展，并通过搅拌去除凝固枝晶前沿捕获的夹杂物，促进夹杂物上浮进入保护渣中。依据不同连铸坯断面尺寸，调整结晶器振动参数、控制保护渣消耗量、连铸机拉速，中间包过热度、二冷比水量等，保证保护渣润滑效果，减轻连铸坯表面热应力，防止形成裂纹，提高连铸坯表面质量。

15、本发明的有益效果是：

16、1）本发明通过精炼造渣、脱氧合金化，设定合理的底吹氩气流量，促进钢水中大尺寸夹杂物上浮去除，并结合结晶器电磁搅拌技术，控制连铸坯皮下0~2mm范围内夹杂物尺寸≥35μm密度为0.01~0.03个/mm2，防止盘条轧制过程中由于大尺寸夹杂物导致的表面裂纹问题。

17、2）本发明通过设定结晶器内电磁搅拌搅拌位置，在弯月面位置产生合适的磁感应强度，促进保护渣熔化及均匀铺展，达到良好的润滑效果，促进夹杂物上浮进入保护渣中去除。并依据不同连铸坯断面尺寸，调整结晶器振动参数、控制保护渣消耗量、连铸机拉速，中间包过热度、二冷比水量等，保证保护渣润滑效果，减轻连铸坯表面热应力，防止形成裂纹，提高连铸坯表面质量。

技术特征：

1.一种非调制钢用连铸坯，其特征在于，以质量百分数计，连铸坯包括：0.39%≤c≤0.42%、0.19%≤si≤0.25%、0.62%≤mn≤0.68%、p≤0.015%、s≤0.010%、0.015%≤al≤0.025%、0.85%≤cr≤0.91%、ni≤0.30%、cu≤0.20%、mo≤0.10%、v≤0.20%、as≤0.020%、sn≤0.020%、pb≤0.005%，余量为fe和其它不可避免的杂质。

2.根据权利要求1的非调制钢用连铸坯，其特征在于，所述连铸坯皮下0~2mm范围内夹杂物尺寸≥35μm密度为0.01~0.03个/mm2。

3.一种如权利要求1或2的非调制钢用连铸坯的制备方法，包括铁水预处理工序、初炼炉工序、精炼工序和连铸工序，得到连铸坯，其特征在于，所述连铸工序的连铸机为弧型连铸机，弧半径为9~12m，连铸机拉速为0.50~1.70m/min，连铸坯断面尺寸为180~310mm×180~360mm，中间包钢水过热度为25~35℃。

4.根据权利要求3的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述连铸工序的结晶器水流量为2000~3000l/min，结晶器液面波动范围为±1~3mm，结晶器电磁搅拌电流为300~320a、频率2.5hz，结晶器电磁搅拌器高度为400mm，其中心位于结晶器内钢水弯月面以下150mm位置，连铸机结晶器振动参数为振程4~5mm，振频为180~200cpm。

5.根据权利要求3的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述中间包钢水表面覆盖保护渣经过结晶器，以质量百分数计，保护渣的化学成分为sio2 33~37%、cao 30~32%、mgo 1.0~2.0%、al2o3 1.0~3.0%、na2o 5~7%、f 2~3%、c 14~17%，其余为不可避免的杂质；

6.根据权利要求3的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述连铸机的二冷区比水量为0.20~0.40l/kg，共分为4个区，各区段长度为0.5m、1.3m、1.3m、1.0m，各区水量分配比为30:29:22:19。

7.根据权利要求3的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述初炼炉工序的出钢过程中，按照合金、增碳剂、石灰顺序加入，使用硅锰、高碳铬铁进行合金化，吨钢参考加入量为石灰3~4kg，硅锰7~8kg、高碳铬铁14~15kg。

8.根据权利要求3的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述精炼工序进行白渣操作，吨钢加入石灰1.5~2.0kg，萤石0.2~0.5kg，碳化硅0.5~0.7kg，白渣时间≥10min，控制钢水氧含量≤20ppm。

9.根据权利要求8的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述精炼工序结束喂入合金颗粒硅钙线50~70m，软搅拌时间≥10min。

10.根据权利要求3的非调制钢用连铸坯的制备方法，其特征在于，所述精炼过程中，通电化合金、造渣时底吹氩气流量为500~600l/min，单纯通电升温时底吹氩气流量为300~400l/min，软搅拌时底吹氩气流量为50~100l/min。

技术总结本发明涉及一种非调制钢用连铸坯及其制备方法，该制备方法的连铸工序的连铸机为弧型连铸机，弧半径为9~12m，连铸机拉速为0.50~1.70m/min，连铸坯断面尺寸为180~310mm×180~360mm，中间包钢水过热度为25~35℃。本发明实现连铸坯皮下0~2mm范围内夹杂物尺寸≥35μm密度为0.01~0.03个/mm2，防止盘条轧制过程中由于大尺寸夹杂物导致的表面裂纹问题。技术研发人员：丁振涛,李鹏,曹健,蔡守桂,孙德伟,张平,杨小成受保护的技术使用者：常熟市龙腾特种钢有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13