[發明專利]一種含鎢耐熱鋼的大圓坯連鑄方法

在審

• 申請號: 202210667029.X
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN115074607A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 張振祥;張保師;郝旭明;宋苗;李知亮;張海英
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/26;C22C38/44;C22C38/48;B22D11/111;B22D11/115;C21C7/00;C21C7/10
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

本發明涉及9Cr耐熱鋼，大規格高合金圓坯連鑄工藝技術領域。一種含鎢耐熱鋼的大圓坯連鑄方法，包括以下步驟：步驟一：在LF爐內進行還原和調渣操作；步驟二：在VD爐進行鋼水的脫氫和增氮處理；步驟三：將大包的鋼水澆注到中間包內；步驟四：專用結晶器保護渣，液渣層厚度控制在8?10mm；步驟五：Ф690斷面連鑄坯，采用三段攪拌。通過實施本發明的連鑄方法消除了連鑄開澆過程漏鋼、鑄坯表面裂紋、鑄坯中心裂紋等缺陷，鑄坯低倍質量明顯改善。

技術領域

本發明涉及9Cr耐熱鋼，大規格高合金圓坯連鑄工藝技術領域，尤其涉及一種含鎢耐熱鋼的大圓坯連鑄方法。

背景技術

含鎢耐熱鋼是在9Cr耐熱鋼的基礎上加入鎢合金和微量的硼元素，屬于一種馬氏體耐熱鋼，具有優異的抗高溫蠕變性能和抗高溫氧化性能，鎢元素（1.60%-1.80%）的加入使得該鋼種的高溫強度和蠕變性能得到進一步提高，能夠降低高壓鍋爐的管道系統重量，同時該鋼種的抗低周熱疲勞性能優于奧氏體不銹鋼（如TP347H），該鋼種導熱率較低、凝固收縮系數小，從而造成該鋼在連鑄生產的難度極大，一方面是容易在結晶器內鋼水凝固過程散熱不好導致鑄坯殼不均勻，形成鑄坯殼裂紋鑄坯出結晶器后漏鋼；由于要控制鐵素體的形成必須進行低過熱度澆鑄，這樣就加劇了出坯過程的漏鋼風險和凝固裂紋的產生。一方面合金含量高，由于含有較多特殊的合金元素，鋼水凝固過程中偏析、疏松嚴重，鋼水凝固后形成的鑄坯塑性較差，容易產生裂紋缺陷，在鑄坯表面形成裂紋不能直接當做管坯使用。

目前該類鋼種主要由模鑄工藝生產，通過鍛造成管坯后穿管，工序時間長、成本高，同時模鑄工藝生產質量穩定性較差，生產效率低，成材率低。因此，本發明的方法實現了大圓坯連鑄生產，大規格圓連鑄坯直接用于大規格耐熱鋼管穿管。

發明內容

本發明的目的就是針對上述問題，提供一種含鎢耐熱鋼的大圓坯連鑄方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種含鎢耐熱鋼的大圓坯連鑄方法，包括以下步驟：步驟一：在LF爐內進行還原和調渣操作，精煉爐調整溫度和成分后，同時進行白渣還原25-35分鐘；步驟二：在VD爐進行鋼水的脫氫和增氮處理，VD處理高真空度≤67Pa下保持時間20-30分鐘，破空后進行底吹氮軟攪拌20-25分鐘，吹氮流量600-800L/min，加入硼鐵進行硼合金化，鋼水氫含量控制[H]：≤2ppm，鋼水氮含量控制[N]：0.04-0.06%；步驟三：將大包的鋼水澆注到中間包內，過熱度30-40℃，浸入水口插入深度120-125mm，拉速0.24-0.26 m/min；步驟四：專用結晶器保護渣，液渣層厚度控制在8-10mm；步驟五：Ф690斷面連鑄坯，采用三段攪拌。

步驟一中精煉爐調整溫度和成分后，鋼水成分的質量百分比符合以下要求：C：0.07-0.13，Si：0.20-0.30，Mn：0.30-0.60，P：≤0.012，S：≤0.010，Cr：8.50-9.50，W：1.60-1.70，Ni：≤0.4，Mo：0.30-0.60，Nb：0.04-0.09，Al：≤0.02；其余為Fe及其它殘余元素。

步驟五中三段攪拌的參數設置為鑄流電磁攪拌：250A/2.5Hz；二冷電磁攪拌：100A/2.0Hz；末端電磁攪拌：350A/1.0Hz。

本發明的有益效果是：通過實施本發明的連鑄方法，使得首次在國內實現了含鎢耐熱鋼的大圓坯作為穿管的原料管坯直接使用，相比模鑄工藝成材率提升10-12%，制造成本降低10%以上。消除了連鑄開澆過程漏鋼、鑄坯表面裂紋、鑄坯中心裂紋等缺陷，鑄坯低倍質量明顯改善。

具體實施方式

本發明克服了模鑄生產工藝質量不穩定、生產效率低、成材率低的缺點，解決了大圓坯連鑄開澆過程漏鋼、鑄坯中心低倍質量（中心裂紋、偏析等）不好、鑄坯表面裂紋等問題；管坯制造成本大幅度降低，大規格圓連鑄坯直接用于大規格鋼管穿管。