CN103071772A - 一种连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法。所述方法包括：电弧炉冶炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、连铸和连轧，所述连铸步骤中的钢水成分按质量百分比计控制为C：0.35～0.37%、Mn：0.30～0.40%、Si：0.90～1.00%、P不大于0.025%、S不大于0.005%、Cr：5.00～5.10%、Mo：1.20～1.30%、V：0.90～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质。本发明的有益效果包括：提供了一种能够连续化、大批量生产4Cr5MoSiV1钢的方法；解决了连铸生产4Cr5MoSiV1钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等问题，从而得到质量合格的4Cr5MoSiV1钢。
Description
技术领域
本发明涉及生产4Cr5MoSiV1钢的方法，更具体地讲，涉及一种通过连续铸钢工艺来生产4Cr5MoSiV1钢的方法。
背景技术
目前，我国通常采用模铸工艺生产4Cr5MoSiV1钢，这极大的增加了其生产成本。因此，亟需一种连续化、大批量生产4Cr5MoSiV1钢的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够通过连铸工艺来生产4Cr5MoSiV1钢的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法。所述方法包括步骤：电弧炉冶炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、连铸和连轧，所述连铸步骤中的钢水成分按质量百分比计控制为C：0.35～0.37%、Mn：0.30～0.40%、Si：0.90～1.00%、P不大于0.025%、S不大于0.005%、Cr：5.00～5.10%、Mo：1.20～1.30%、V：0.90～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质。其中，所述连铸步骤包括：以中间包覆盖剂完全覆盖中间包钢水表面；对结晶器中的钢液进行电磁搅拌，控制电磁搅拌的频率为110～130Vc；控制拉坯速度与钢水过热度的关系为：在钢水过热度为20℃以下时拉坯速度为0.83～0.87m/min，在钢水过热度为21～30℃时拉坯速度为0.78～0.82m/min，在钢水过热度为31～40℃时拉坯速度为0.73～0.77m/min，在钢水过热度为40℃以上时拉坯速度为0.63～0.67m/min。
在本发明的一个示例性实施例中，所述电弧炉冶炼钢水的步骤可以包括在电弧炉内物料熔清后，当熔池温度≥1580℃，开始吹氧脱碳，当停氧后取样C质量含量在0.10～0.25%范围内时，向电弧炉内加入渣料进行预还原处理，所述渣料由块度不大于80mm的Fe-Si块6～8kg/t钢和Fe-Si粉3～5kg/t钢以及石灰9～11kg/t钢组成，并在钢水中C质量含量为0.25～0.28%，温度≥1650℃时出钢，出钢过程中，一次性向钢包中加入Fe-Si合金7～9kg/t钢、铝块1.0～1.5kg/t钢、石灰11～12kg/t钢、萤石2.0～3.0kg/t钢，出钢完毕后向钢水中加入Fe-Mo合金将Mo质量含量配至1.15%。
在本发明的一个示例性实施例中，所述钢包精炼炉精炼钢水的步骤可以包括：向钢水中加入0.3～0.4kg/t钢的Al线，然后加入石灰5～7kg/t钢石灰，接着向钢中一次性加入1.5～2.5kg/t钢的碳粉、0.5～1.0kg/t钢的Si粉进行还原脱氧和脱硫，然后加入0.5～1.0kg/t钢的Al粉进行造白渣。
在本发明的一个示例性实施例中，所述真空脱气炉精炼钢水步骤中可以包括：真空脱气炉精炼钢水步骤中将极限真空度控制为不大于67Pa，67Pa下真空保持时间控制为不小于15min，并在破真空后，向钢水中喂入Ca-Si合金线1.0～1.5kg/t钢
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：提供了一种能够连续化、大批量生产4Cr5MoSiV1钢的方法；解决了连铸生产4Cr5MoSiV1钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等问题，从而得到质量合格的4Cr5MoSiV1钢。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法。
发明人经过对4Cr5MoSiV1钢进行多次连铸生产，通过对钢水成分以及连铸工艺中的诸如结晶器钢水电磁搅拌参数、钢水过热度与拉坯速度的关系等核心内容进行合理的设置，解决了连铸生产4Cr5MoSiV1钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等技术难点，从而通过连铸生产出了质量合格的4Cr5MoSiV1钢。
根据本发明的连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法包括步骤：电弧炉冶炼钢水、钢包精炼炉结合真空脱气炉精炼钢水、连铸和连轧，所述连铸步骤中的钢水成分按质量百分比计控制为C：0.35～0.37%、Mn：0.30～0.40%、Si：0.90～1.00%、P不大于0.025%、S不大于0.005%、Cr：5.00～5.10%、Mo：1.20～1.30%、V：0.90～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质，其中，所述连铸步骤包括：以中间包覆盖剂完全覆盖中间包钢水表面；对结晶器中的钢液进行电磁搅拌，控制电磁搅拌的频率为110～130Vc；控制拉坯速度与钢水过热度的关系为：在钢水过热度为20℃以下时拉坯速度为0.83～0.87m/min，在钢水过热度为21～30℃时拉坯速度为0.78～0.82m/min，在钢水过热度为31～40℃时拉坯速度为0.73～0.77m/min，在钢水过热度为40℃以上时拉坯速度为0.63～0.67m/min。
在本发明的一个示例性实施例中，在上述基础之上，还可将所述电弧炉冶炼钢水的步骤进一步设置为包括：在电弧炉内物料熔清后，当熔池温度≥1580℃，开始吹氧脱碳，当停氧后取样C质量含量在0.10～0.25%范围内时，向电弧炉内加入渣料进行预还原处理，所述渣料由块度不大于80mm的Fe-Si块6～8kg/t钢和Fe-Si粉3～5kg/t钢以及石灰9～11kg/t钢组成，并在钢水中C质量含量为0.25～0.28%，温度≥1650℃时出钢，出钢过程中，一次性向钢包中加入Fe-Si合金7～9kg/t钢、铝块1.0～1.5kg/t钢、石灰11～12kg/t钢、萤石2.0～3.0kg/t钢，出钢完毕后向钢水中加入Fe-Mo合金将Mo质量含量配至1.15%。将电弧炉冶炼钢水的步骤设置为包括预还原处理，能够更加有利于获得连铸需要的钢水成分，优化钢水冶炼过程。
在本发明的另一个示例性实施例中，在上述基础之上，还可将上述真空脱气炉精炼步骤进一步设置为：其极限真空度控制为不大于67Pa，67Pa下真空保持时间控制为不小于15min，并在破真空后，向钢水中喂入Ca-Si合金线1.0～1.5kg/t钢。这样能够更好的去除钢水中的气体和夹杂物。
在本发明的另一个示例性实施例中，连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法可以通过以下方式实现。具体包括：
I、工艺流程、技术条件及设备参数
①生产条件及相关技术参数
4Cr5MoSiV1成材工艺流程为：40t电弧炉(EBT)→LF（精炼，合金微调）→VD（真空去气、去夹杂）→合金钢连铸机(200mm×200mm)→轧制(≤Φ85mm)。连铸机的主要技术参数如下表：
| 流数 | 铸机类型 | 浇铸半径 | 结晶器长度 | 二冷方式 |
| 三机三流 | 弧型 | 9m | 850mm | 足辊，三段冷却 |
②连铸坯类型：200mm×200mm
③即将连铸的钢水的化学成分如表1所示。
表1连铸步骤中钢水的化学成分（按质量百分比计）
II、操作流程
1、电弧炉冶炼钢水工序
采用电弧炉熔化诸如包括废钢、铁水等的物料，以形成澄清熔池。
然后，进行预还原处理。预还原处理包括：向熔池中加入渣料，所述渣料由块度不大于80mm的Fe-Si块6～8kg/t钢和Fe-Si粉3～5kg/t钢以及石灰9～11kg/t钢组成，并在钢水中C质量含量为0.25～0.28%，温度≥1650℃时出钢，出钢过程中，一次性向钢包中加入Fe-Si合金7～9kg/t钢、铝块1.0～1.5kg/t钢、石灰11～12kg/t钢、萤石2.0～3.0kg/t钢，出钢完毕后向钢水中加入Fe-Mo合金将Mo质量含量配至1.15%。
2、钢包精炼炉（LF炉）精炼工序
钢包精炼炉精炼钢水的步骤包括：向钢水中加入0.3～0.4kg/t钢Al，然后加入石灰5～7kg/t钢石灰、接着向钢中一次性加入1.5～2.5kg/t钢的碳粉、0.5～1.0kg/t钢的Si粉进行还原脱氧和脱硫，然后加入0.5～1.0kg/t钢的Al粉进行造白渣。
当炉渣变白且流动性、脱氧良好，温度≥1580℃时，可取样全分析；然后，视情况加C、Si粉保白渣。在温度为1660-1670℃时，结束LF炉精炼。
优选地，入真空脱气炉（VD炉）的钢水成分按质量百分比计控制为：
| 元素 | C | Si | Cr | Mo | S | Mn | V | Al |
| 控制 | 0.33～0.34 | 0.90 | 5.05 | 1.20 | ≤0.008 | 0.35 | 0.95 | 0.04～0.05 |
3、真空脱气炉（VD炉）精炼工序
将极限真空度控制为不大于67Pa，67Pa以下真空保持时间控制为不小于15min，并在破真空后，向钢水中喂入Ca-Si合金线1.0～1.5kg/t钢。并对钢水成分进行微调，以使钢水成分按质量百分比计满足：C：0.35～0.37%、Mn：0.30～0.40%、Si：0.90～1.00%、P不大于0.025%、S不大于0.005%、Cr：5.00～5.10%、Mo：1.20～1.30%、V：0.90～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质。
优选地，VD炉精炼结束时，钢水的温度1570～1585℃，并加大包覆盖剂2kg/t左右完全覆盖渣面以保温。
4、连铸工序
以中间包覆盖剂完全覆盖中间包钢水表面；对结晶器中的钢液进行电磁搅拌，控制电磁搅拌的频率为110～130Vc；控制拉坯速度与钢水过热度的关系为：在钢水过热度为20℃以下时拉坯速度为0.83～0.87m/min，在钢水过热度为21～30℃时拉坯速度为0.78～0.82m/min，在钢水过热度为31～40℃时拉坯速度为0.73～0.77m/min，在钢水过热度为40℃以上时拉坯速度为0.63～0.67m/min。
优选地，连铸机的冷却制度可以分为一冷制度和二冷制度。具体为：在一冷制度中，将结晶器冷却水流量控制为：1800～2000L/min，进出水温差控制为4～6℃；在二冷制度中，将二冷水比水量控制为0.30L/kg（200方比水系数0.52）；水量分配比：40:30:30此外，可以将起步拉坯速度控制为：0.5～0.6m/min，2～3分钟后逐渐调整上述拉速。
为了方便控制，当中间包钢水量为12t左右时，开始降拉速，当钢水量为5t左右时，拉速可以控制为小于0.5m/min。
结晶器保护渣采用4Cr5MoSiV1专用结晶器保护渣。
最后，对连铸坯进行冷却。例如，可以采用堆放加罩缓冷≥8h的方式进行冷却。
按本工艺生产的4Cr5MoSiV1钢等轴晶率≥25%，中心疏松≤2.0级，中心缩孔≤0.5级，无内部裂纹。本发明的方法解决了连铸生产4Cr5MoSiV1钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等技术难点。
综上所述，本发明提供了一种通过连铸工艺来生产4Cr5MoSiV1钢的方法，并且解决了连铸生产4Cr5MoSiV1钢过程中易产生等轴晶率低、中心疏松、中心缩孔、内部裂纹等问题，从而得到质量合格的4Cr5MoSiV1钢。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (4)
1.一种连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：电弧炉冶炼钢水、钢包精炼炉精炼钢水、真空脱气炉精炼钢水、连铸和连轧，所述连铸步骤中的钢水成分按质量百分比计控制为C：0.35～0.37%、Mn：0.30～0.40%、Si：0.90～1.00%、P不大于0.025%、S不大于0.005%、Cr：5.00～5.10%、Mo：1.20～1.30%、V：0.90～1.00%，余量为铁和不可避免的杂质，其中，
所述连铸步骤包括：以中间包覆盖剂完全覆盖中间包钢水表面；对结晶器中的钢液进行电磁搅拌，控制电磁搅拌的频率为110～130Vc；控制拉坯速度与钢水过热度的关系为：在钢水过热度为20℃以下时拉坯速度为0.83～0.87m/min，在钢水过热度为21～30℃时拉坯速度为0.78～0.82m/min，在钢水过热度为31～40℃时拉坯速度为0.73～0.77m/min，在钢水过热度为40℃以上时拉坯速度为0.63～0.67m/min。
2.根据权利要求1所述的连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法，其特征在于，所述电弧炉冶炼钢水的步骤包括在电弧炉内物料熔清后，当熔池温度≥1580℃，开始吹氧脱碳，当停氧后取样C质量含量在0.10～0.25%范围内时，向电弧炉内加入渣料进行预还原处理，所述渣料由块度不大于80mm的Fe-Si块6～8kg/t钢和Fe-Si粉3～5kg/t钢以及石灰9～11kg/t钢组成，并在钢水中C质量含量为0.25～0.28%，温度≥1650℃时出钢，出钢过程中，一次性向钢包中加入Fe-Si合金7～9kg/t钢、铝块1.0～1.5kg/t钢、石灰11～12kg/t钢、萤石2.0～3.0kg/t钢，出钢完毕后向钢水中加入Fe-Mo合金将Mo质量含量配至1.15%。
3.根据权利要求2所述的连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法，其特征在于，所述钢包精炼炉精炼钢水的步骤包括：向钢水中加入0.3～0.4kg/t钢Al，然后加入石灰5～7kg/t钢石灰，接着向钢中一次性加入1.5～2.5kg/t钢的碳粉、0.5～1.0kg/t钢的Si粉进行还原脱氧和脱硫，然后加入0.5～1.0kg/t钢的Al粉进行造白渣。
4.根据权利要求1所述的连铸生产4Cr5MoSiV1钢的方法，其特征在于，所述真空脱气炉精炼钢水步骤中将极限真空度控制为不大于67Pa，67Pa下真空保持时间控制为不小于15min，并在破真空后，向钢水中喂入Ca-Si合金线1.0～1.5kg/t钢。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |