[發明專利]弧形連鑄機生產的Cr－Mo合金鋼圓坯及其工藝方法

有效

• 申請號: 200610030724.6
• 申請日: 2006-08-31
• 公開（公告）號: CN101135022A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 劉麒麟
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/22;B22D11/10;B22D11/116;B22D11/16
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及一種合金鋼及其工藝方法，尤其涉及一種弧形連鑄機生產的Cr-Mo合金鋼圓坯及其工藝方法。

背景技術

寶鋼電爐自96年12月投產，由于未引進相應冶煉、澆鑄一貫制工藝技術，在開工前7年時間里主要生產碳鋼、錳鋼及低合金鋼。在此期間對合金含量為2.5～5.5％的Cr-Mo系列合金鋼也進行試制，但是由于未能掌握合金鋼相關冶煉、澆鑄關鍵工藝技術，導致澆鑄合金鋼連鑄圓坯產生漏鋼、內部缺陷，主要是中心裂紋、縮孔嚴重超標。由于寶鋼電爐連鑄生產178mm園坯，主要是直供寶鋼鋼管分公司軋制鋼管使用。寶鋼鋼管各項機械性能、尺寸公差控制領先與國內外同行產品，隨著鋼管市場發展，目前眾多用戶對寶鋼鋼管寄予厚望，主要體現在新產品拓展上，特別是中合金鋼品種拓展上。由于寶鋼電爐產品大綱主要是以生產普碳鋼為主，因此在生產中合金鋼方面缺乏相關技術，在工藝試制初期階段為了摸索中心裂紋、縮孔超標鑄坯對鋼管軋制后內表質量影響也進行試軋，結果鋼管管體內壁產生大量破碎翹皮：管坯綜合成材率僅為48.9％。以上局面嚴重制約鋼管新產品檔次提升和寶鋼電爐冶煉、澆鑄技術的發展。

現有的弧形連鑄機生產的Cr-Mo合金鋼圓坯工藝方法使合金鋼鋼中的[S]達到0.00435％，由于鋼中硫高時在凝固過程中易與鐵形成FeS及FeS₂兩種硫化物，前者在鋼中較常見，其熔點較低(1190℃)，并與鐵形成熔點更低(988℃)的共晶體；??固體相與液體相共存的溫度范圍寬達數百度；硫在δ鐵及γ鐵中的溶解度很小，隨鋼液的凝固，硫將向尚未凝固的液體部分富集，造成硫化物偏析使晶界具有很強的熱脆性，導致在合金鋼內部容易形成中心裂紋。

現有技術對鋼中[Mn]/[S]無嚴格要求，造成鋼中[Mn]/[S]波動較大(50～600)，由于鋼中[Mn]/[S]低，就促使低熔點的枝狀FeS形成，使硫在凝固過程中在晶界形成(Fe，Mn)S+FeS復合化合物，使晶界脆性增加。

現有技術使合金鋼鋼中的[P]達到0.011523％，從Fe-P平衡相圖可以得到，磷加入鐵中擴大了固相線和液相線的距離，所以含磷的鐵化物從液態到固態需通過較寬的溫度區域，這樣磷濃度較高的鐵液(熔點較低)充填在已凝固的枝晶的夾縫中而在晶界形成磷化鐵薄膜，從而使鋼的高溫韌性降低。隨磷含量的增高，鐵磷合金的A4點逐漸下降，同時A3點不斷上升，最后形成封閉的γ相圈。原工藝由于鋼中[P]較高，造成磷在晶界偏析越明顯，晶界也越脆弱，所以鑄坯的中間裂紋、縮孔的敏感性大大增強。

現有技術中由于合金鋼本身黏度大為了防止澆鑄過程結死、斷澆所以實際鋼水過熱度控制在30±5℃同時配以2.3m/min拉速，此工藝導致鑄坯表面激冷層厚度減小，鑄坯表面散熱速度增大，從而使凝固殼不能均勻生長，導致中部柱狀晶區加大引起鑄坯出結晶后表面回溫較大，在柱狀晶區凝固產生熱應力，而柱狀晶又存在由于雜質聚積而形成的高溫強度及塑性較低的薄弱面，所以易形成柱狀晶晶間裂紋。嚴重時會誘發鑄坯內部個別部位柱狀晶易首先穿晶“搭橋”，致使局部封閉空間內殘液的冷凝收縮得不到補充，形成中心疏松和縮孔。

連鑄二次冷卻的目的是通過向從結晶器拉出的帶液芯坯殼供給足夠量的噴淋水量，直接連續冷卻，促其快速完全凝固，二次冷卻系統必須設置成可以均勻地降低鑄坯溫度，以避免鑄坯表面溫度急劇變化，現有技術采用0.35L/kg比水量容易造成液相穴長度過長，造成帶液心矯直，容易產生裂紋等缺陷，另外現有技術四區采用“起伏式”水量分布，造成鑄坯在扇形段之間溫差很大，使鑄坯在凝固過程中易產生“回熱”，可導致局部熱應力使鑄坯產生缺陷。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種弧形連鑄機生產的Cr-Mo合金鋼圓坯及其工藝方法，通過控制最佳的煉鋼、連鑄二冷工藝參數與合適的澆鑄溫度、拉速匹配，避免澆鑄合金鋼連鑄圓坯產生漏鋼、內部缺陷，生產出符合要求的低碳合金鋼連鑄圓坯。

本發明的目的是這樣實現的：(除有特別說明外，本文中的所有百分比、比率和比例都是以重量計的)

本發明涉及的低碳cr-Mo系列合金鋼是指鋼中含≤0.35％碳，以及含有鉻、鉬、鎳一種或兩種以上元素，且以上元素含量在2.5％-5.5％，通過弧形連鑄機澆鑄成斷面規格為178mm的連鑄坯。

其生產流程及本技術實施點如下：