專利名稱：一種高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種連鑄工藝，具體的說是一種低碳高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝。
背景技術(shù)：
隨著我國礦采工業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)對高強(qiáng)度圓環(huán)鏈產(chǎn)品需求越來越大，對高強(qiáng)度圓環(huán)鏈的產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，23MnNiMoCr54鋼是德國牌號，在20世紀(jì)80 90年代以前主要依靠從國外進(jìn)口，從20世紀(jì)90年代以后，而一直采用進(jìn)口料的23MnNiMoCr54高級制鏈用鋼的供貨日趨緊張，已成為制約國內(nèi)高強(qiáng)度圓環(huán)鏈生產(chǎn)快速發(fā)展的瓶頸，為緩解進(jìn)口料的緊張局面，高級優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)化勢在必行，急需自主研制高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼替代進(jìn)口。23MnNiMoCr54鋼廣泛用于制作高強(qiáng)度礦用C級圓環(huán)鏈，用該鋼生產(chǎn)的鏈條具有耐磨性能好，疲勞壽命高，強(qiáng)度高，抗沖擊能力強(qiáng)，承載負(fù)荷大的特點(diǎn)，制作的鏈條用于大型礦用機(jī)械，主要與其配套。高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼主要應(yīng)用于井下運(yùn)輸設(shè)備的牽引，由于其作業(yè)環(huán)境惡劣，鋼材的質(zhì)量好壞直接威脅人身安全，故要求鏈條必須具有高強(qiáng)度、高韌性、良好的冷彎性能、焊接性能和耐疲勞性能。23MnNiMoCr54鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上通過添加Mn、N1、Mo、Cr、Al等合金元素，通過這些元素的固溶強(qiáng)化、晶界強(qiáng)化及第二相質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化，來提高鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性，同時(shí)通過控制鋼中的有害元素S、P等來提高鏈條的疲勞壽命。該鋼種晶粒度、淬透性、非金屬夾雜物有很高要求，而且此鋼種白點(diǎn)敏感性強(qiáng)。鋼中非金屬夾雜物的存在，尤其是臨界尺寸以上夾雜物的存在，對鋼材的質(zhì)量有著極為重要的影響。為適應(yīng)高強(qiáng)度、長壽命、在惡劣環(huán)境下工作的需要，高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼必須提高鋼的純凈度。非金屬夾雜物的存在破壞了基體的連續(xù)性，對鋼的機(jī)械性能有極大的影響，如非金屬夾雜物易導(dǎo)致應(yīng)力集中，引起疲勞斷裂，會大大降低材料的疲勞壽命。非金屬夾雜物尺寸越大，疲勞裂紋越容易在材料中最大夾雜周圍區(qū)域形成。為提高鋼的質(zhì)量和使用性能，把非金屬夾雜物，特別是臨界尺寸以上的夾雜物的絕對含量降低到一定水平是非常必要的，同時(shí)還要科學(xué)地安排殘留在鋼中的夾雜物，使其具有最適宜的組成、形態(tài)、尺寸、分布和變形性能。但此類鋼種在連鑄澆注期間，易出現(xiàn)水口堵塞，結(jié)晶器液面波動大，可澆注性差的情況。鑄坯表面出現(xiàn)渣坑及表面接坯，不進(jìn)行表面修磨處理的鑄坯，對應(yīng)圓鋼表面則產(chǎn)生大量結(jié)疤、裂紋缺陷，成品率不高；鑄坯表面缺陷過深的，部分鑄坯無法通過修磨處理使用，只能報(bào)廢。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，該工藝可有效降低大包到中間包鋼流沖擊，使夾雜物充分上浮，防止?jié)沧⑦^程因夾雜物造成水口堵塞，結(jié)晶器液面波動，能消除液面波動造成的渣坑、接坯缺陷，提高高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的鑄還質(zhì)量。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，其特征在于該工藝具體要求如下:
1)鑄機(jī)開始澆注前，將保護(hù)渣放入保護(hù)渣烘烤爐進(jìn)行烘烤，烘烤溫度控制在140±10°C，烘烤時(shí)間為40±10min，確保保護(hù)渣干燥、預(yù)熱；
2)澆注過程中，大包至中間包、中間包 至結(jié)晶器全保護(hù)澆注，中間包開澆前灌氬氣；鋼包到中間包采用長水口氬封保護(hù)澆注；中間包到結(jié)晶器采用高品質(zhì)整體內(nèi)裝浸入式水口保護(hù)澆注；保護(hù)渣加入方式為:每個(gè)流每次加入0.6±0.1kg，循環(huán)時(shí)間為5±lmin，確保結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的渣面保持穩(wěn)定，保護(hù)渣總渣層厚度在4±0.5cm，維持三層結(jié)構(gòu):目視渣面不得見紅，三層結(jié)構(gòu)為從上至下由粉渣層、燒結(jié)層和液渣層。澆注過程中間包沖擊區(qū)采用高品質(zhì)穩(wěn)流器；高品質(zhì)穩(wěn)流器為鎂質(zhì)穩(wěn)流器，其中MgO比例> 80%。中包中鋼水使用覆蓋劑；在連鑄澆注過程中結(jié)晶器電磁攪拌；結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)及動態(tài)輕壓下為結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為電流(250 - 400 )A，頻率(2-3) Hz ;壓下量為2_5_。3)每隔15±3min，進(jìn)行一次結(jié)晶器渣帶清理工作。本發(fā)明中，保護(hù)渣化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:SiO2 33±5 %、CaO 34±5%、Mg01±0.5%, Al2O3 6± HFe2O3 2.2±1%、MnO2 ( 1.5%,Na20 3±1.5%、F— 2±l%、Ctot15.5±1.5%、H2O(105°C ) ^ 0.5% ;其中 R:1.05±0.15，R 是堿度，Ca0/Si02 的比值；保護(hù)渣的物理指標(biāo)為:熔點(diǎn)1157±50 °C、粘度6.8±2、0.15_lmm粒度彡90%、容重0.80±0.2g/cm 3ο中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學(xué)成分為:Ca0+Mg0:20 30%，Si02:45 55%, A1203 ( 9%, Fe203 ( 1.5%, C ( 10%。本發(fā)明連鑄工序采用過程控制的方法，連鑄采用大方坯連鑄機(jī)澆注，斷面320mmX480mm。大包至中間包、中間包至結(jié)晶器全保護(hù)澆注，中間包開澆前灌氬氣；鋼包到中間包采用長水口氬封保護(hù)澆注；中間包到結(jié)晶器采用高品質(zhì)整體內(nèi)裝浸入式水口保護(hù)澆注；中間包沖擊區(qū)采用高品質(zhì)穩(wěn)流器；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續(xù)測溫；在連鑄澆注過程中結(jié)晶器液面采用全自動液面檢測技術(shù)；連鑄拉速按中間包過熱度自動控制；結(jié)晶器及二冷自動配水；結(jié)晶器電磁攪拌；動態(tài)輕壓下技術(shù)。本發(fā)明采用結(jié)晶器電磁攪拌；動態(tài)輕壓下技術(shù)，改善鋼的各元素成分偏析，提高高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的鑄還質(zhì)量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:連鑄澆注順利，鑄坯內(nèi)外部質(zhì)量良好，表面無接坯與渣坑出現(xiàn)，開坯軋制的鋼材性能滿足用戶要求。
具體實(shí)施例方式一種高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，該工藝具體要求如下:
O鑄機(jī)開始澆注前，將保護(hù)渣放入保護(hù)渣烘烤爐進(jìn)行烘烤，烘烤溫度控制在140±10°C，烘烤時(shí)間為40±10min，確保保護(hù)渣干燥、預(yù)熱；2)澆注過程中，大包至中間包、中間包至結(jié)晶器全保護(hù)澆注，中間包開澆前灌氬氣；鋼包到中間包采用長水口氬封保護(hù)澆注；中間包到結(jié)晶器采用高品質(zhì)整體內(nèi)裝浸入式水口保護(hù)澆注；保護(hù)渣加入方式為:每個(gè)流每次加入0.6±0.1kg，循環(huán)時(shí)間為5±lmin，確保結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的渣面保持穩(wěn)定，保護(hù)渣總渣層厚度在4±0.5cm，維持三層結(jié)構(gòu):目視渣面不得見紅，三層結(jié)構(gòu)為從上至下由粉渣層、燒結(jié)層和液渣層。澆注過程中間包沖擊區(qū)采用高品質(zhì)穩(wěn)流器；高品質(zhì)穩(wěn)流器為鎂質(zhì)穩(wěn)流器，其中MgO比例> 80%。中包中鋼水使用覆蓋劑；在連鑄澆注過程中結(jié)晶器電磁攪拌；結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)及動態(tài)輕壓下為結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為電流(250 - 400 )A，頻率(2-3) Hz ;壓下量為2_5_。3)每隔15±3min，進(jìn)行一次結(jié)晶器渣帶清理工作。其中所述連鑄工序中保護(hù)渣理化性能如表I。表1、化學(xué)成分應(yīng)符合表I的規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，其特征在于該工藝具體要求如下: 1)鑄機(jī)開始澆注前，將保護(hù)渣放入保護(hù)渣烘烤爐進(jìn)行烘烤，烘烤溫度控制在140±10°C，烘烤時(shí)間為40±10min，確保保護(hù)渣干燥、預(yù)熱； 2)澆注過程中，大包至中間包、中間包至結(jié)晶器全保護(hù)澆注，中間包開澆前灌氬氣；鋼包到中間包采用長水口氬封保護(hù)澆注；中間包到結(jié)晶器采用高品質(zhì)整體內(nèi)裝浸入式水口保護(hù)澆注；保護(hù)渣加入方式為:每個(gè)流每次加入0.6±0.1kg，循環(huán)時(shí)間為5±lmin，確保結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的渣面保持穩(wěn)定，保護(hù)渣總渣層厚度在4±0.5cm，維持三層結(jié)構(gòu):三層結(jié)構(gòu)為從上至下為粉渣層、燒結(jié)層和液渣層；澆注過程中間包沖擊區(qū)采用高品質(zhì)穩(wěn)流器；高品質(zhì)穩(wěn)流器為鎂質(zhì)穩(wěn)流器，其中MgO比例> 80% ;中包中鋼水使用覆蓋劑；在連鑄澆注過程中結(jié)晶器電磁攪拌；結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)及動態(tài)輕壓下為結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為電流250 -400A，頻率2-3Hz ;壓下量為2-5mm ； 3)每隔15±3min，進(jìn)行一次結(jié)晶器渣帶清理工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，其特征在于:保護(hù)渣化學(xué)成分質(zhì)量百分比為:Si02 3 3 ±5%、Ca0 34±5%、Mg0 I ±0.5%、Al2O3 6± I %、Fe2O3 2.2±1%、MnO2 ≤ 1.5%, Na20 3±1.5%, F— 2±1%、Ctot 15.5±1.5%U05°C H2O ( 0.5% ;其中R:1.05 + 0.15，R是堿度，Ca0/Si02的比值；保護(hù)渣的物理指標(biāo)為:熔點(diǎn)1157 + 50 °C、粘度.6.8±2、0.15-lmm 粒度≥ 90%、容重 0.80±0.2 g/cm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，其特征在于:中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學(xué)成分為:Ca0+Mg0:20 30%，Si02:45 55%，A1203 ≤ 9%, Fe203 ≤ 1.5%, C ≤ 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高級優(yōu)質(zhì)鏈條鋼的連鑄工藝，連鑄工序采用過程控制的方法，連鑄采用大方坯連鑄機(jī)澆注，大包至中間包、中間包至結(jié)晶器全保護(hù)澆注，中間包開澆前灌氬氣；鋼包到中間包采用長水口氬封保護(hù)澆注；中間包到結(jié)晶器采用高品質(zhì)整體內(nèi)裝浸入式水口保護(hù)澆注；中間包沖擊區(qū)采用高品質(zhì)穩(wěn)流器；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續(xù)測溫；結(jié)晶器及二冷自動配水；結(jié)晶器電磁攪拌及動態(tài)輕壓下。本發(fā)明鑄坯內(nèi)外部質(zhì)量良好，表面無接坯與渣坑出現(xiàn)，開坯軋制的鋼材性能滿足用戶要求。
文檔編號B22D11/10GK103252466SQ20131020073
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者宋金平, 陳興華, 朱守欣, 李林, 趙張發(fā), 武愛萍 申請人:南京鋼鐵股份有限公司