專利名稱：一種馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法。
背景技術：
lCrl3、2Crl3、3Crl3和4Crl3是馬氏體不銹鋼中用量較大的幾個牌號，由于它們具有較高強度、硬度、韌性和耐磨等特點，被選為用于制作葉片、緊固件、閥門、軸類和刀具等主要材料?，F(xiàn)有不少廠家將馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄技術應用于工業(yè)化生產(chǎn)。但是，這類鋼在連鑄過程中還存在有許多質(zhì)量問題，如中心疏松和縮孔等缺陷仍未得到有效解決
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法的上述不足，本發(fā)明提供一種馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，本方法連鑄出的矩形連鑄坯表面無裂紋、表面凹陷小于I. Omm ；中心疏松和縮孔缺陷級別不大于O. 5級。本發(fā)明的構思是
第一、在精煉爐，鋼中[c]含量用高碳錳鐵或高碳鉻鐵調(diào)整，控制連鑄前鋼中[S]和[N]含量，防止鑄還偏析。第二、對過熱度、拉速、二冷比水量、電磁攪拌參數(shù)和浸入水口插入深度合理組合，能解決鑄坯表面裂紋、凹陷和中心疏松和縮孔缺陷。第三、控制結晶器保護渣堿度、熔點、粘度三個重要指標也有助于提高鑄坯表面質(zhì)量。本發(fā)明的馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法適用的不銹鋼鋼種是lCrl3、2Crl3、3Crl3和4Crl3，它包括下述依次的步驟
I在精煉爐，鋼中[C]含量用高碳錳鐵或高碳鉻鐵調(diào)整，連鑄前鋼中
[S]( O. 005%, [N] ( O. 018%。II過熱度20-40°C;浸入水口插入深度100-130mm ;拉速O. 75-1. 15min ;二冷比水量 O.29-0. 32L/Kg。III使用M+F-EMS組合電磁攪拌，M-EMS電流強度400-550A，頻率為3_5Hz ；F-EMS的頻率為3-5Hz，F(xiàn)-EMS的電流強度分鋼種不同ICr 13電流強度300_400A、2Crl3電流強度450-550A、3Crl3 電流強度 500_600A、4Crl3 電流強度 550-650A。IV 結晶器保護渣堿度 O. 90-1. 05，熔點 1110-1130°c，粘度(1300。。)O. 1-0. 13Pa.
SoV連鑄成斷面376_529cm2的矩形連鑄坯。本發(fā)明連鑄出斷面376_529cm2矩形還,表面無裂紋、表面凹陷小于I. Omm,表面質(zhì)量可實現(xiàn)無修磨；中心疏松和縮孔缺陷級別不大于O. 5級，可作棒材和管坯用料；與模鑄相t匕，提高成材率12% -15%。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法的具體實施方式
，但本發(fā)明的具體實施方式
不局限于下述的實施例。實施例一
本實施例是在175 X 215mm2四流矩形坯連鑄機上進行的，鋼種lCrl3，液相線1495°C，成品化學成分質(zhì)量百分比
C 彡 O. 15 ；Si ( I. 00 ；Mn ( I. 00 ；P ( O. 035 ；S ( 0. 030 ；Cr 11. 50-13. 50 ；Ni ^ 0. 60 ； 0. 030 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。進LF爐，鋼液凈重83t，渣厚230mm，溫度1507 °C，化學成分質(zhì)量百分比C 0.11; Si 0.43; Mn 0.49; P 0.013; S 0.002; Cr 11. 56 ；Ni 0.06; NO. 0103 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。本實施例包括下述依次的步驟
I在LF精煉爐，加入高碳鉻鐵(C 7.8%, Cr 67% ) 118Kg，累積送電23min，喂# 13mm硅鈣線249m，鋼液溫度1595°C，化學成分質(zhì)量百分比
C 0.12; Si 0.46; Mn 0.49; P 0.014; S 0.002; Cr 11.65 ；
NiO. 06; N O. 0106 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。II鋼包2個底吹Ar流量分別為112L/min和80L/min，弱攪拌lOmin，出站溫度1580°C。大包開澆，精煉結束至大包開澆鋼液鎮(zhèn)靜時間20 min;中包鋼液8t時測中包溫度15300C ;中包鋼液12t時四流依次開澆，加入結晶器保護渣；起步拉速O. 5m/min,2. 5min后拉速升至I. lOmin，二冷比水量O. 31L/Kg ；15t時添加中包覆蓋劑160Kg ;浸入水口插入鋼液深度120mm ；
III鑄坯出結晶器2m，開啟結晶器電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度500A、頻率4. 5Hz)；鑄坯拉到9. 5m開啟末端電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度350A、頻率4. OHz), 15min中包測溫 1527。。，拉速 I. 10m/min，二冷比水量 O. 31L/Kg ；25min 中包測溫 1526°C，拉速 I. IOm/min，二冷比水量 O. 31L/Kg ；35min 中包測溫 1523 °C，拉速 I. 10m/min，二冷比水量 O. 31L/Kg0大包燒完，中包鋼液位降至400_時,拉速降至O. 5m/min,進行封頂操作。IV結晶器保護渣堿度I. O、熔點1127。。、粘度(1300。。)0. 13Pa. S，用量42Kg。V連鑄成斷面為175X215mm2的連鑄坯。本實施例生產(chǎn)出的鑄坯表面無裂紋，表面最深凹陷O. 4mm，表面不修磨；中心疏松和縮孔級別O. 5級。實施例二
本實施例是在175X 215mm2四流矩形坯連鑄機上進行的，鋼種2Crl3，液相線1493°C，成品化學成分質(zhì)量百分比
C O. 16-0. 25 ；Si ( I. OO ；Mn ( I. OO ；P ( O. 035 ；S ( 0. 030 ；
Cr 12. 00-14. OO ；Ni ^ 0. 60 ；N ^ 0. 030 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。進LF爐，鋼液凈重85t，渣厚220mm，溫度1503 °C，化學成分質(zhì)量百分比
C O. 20 ； Si O. 45 ； Mn O. 42 ； P O. 015 ； S O. OOl ； Cr 12. 30 ；Ni O. 07 ； NO. Oll ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。
本實施例包括下述依次的步驟
I在LF精煉爐，加入高碳錳鐵(C 7.0%,Mn 78% ) 125Kg，累積送電22min，喂# 13mm硅鈣線255m，鋼液溫度1590°C，化學成分質(zhì)量百分比
C O. 21 ； Si O. 48 ； Mn O. 53 ； P O. 015 ； S O. 001 ； Cr 12. 29 ；
NiO. 06; N O. 0111 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。II鋼包2個底吹Ar流量分別為110L/min和85L/min，弱攪拌lOmin，出站溫度1578°C。大包開澆，精煉結束至大包開澆鋼液鎮(zhèn)靜時間21min ;中包鋼液8t時測中包溫度15290C ;中包鋼液12t時四流依次開澆，加入結晶器保護渣；起步拉速O. 5m/min,2. 5min后拉速升至I. lOmin，二冷比水量O. 31L/Kg ；15t時添加中包覆蓋劑160Kg ;浸入水口插入鋼液深度115_ ；
III鑄坯出結晶器2m，開啟結晶器電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度550A、頻率4. 5Hz)； 鑄坯拉到9. 5m開啟末端電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度450A、頻率4. 5Hz)，15min中包測溫 1526°C，拉速 I. 10m/min，二冷比水量 O. 31L/Kg ；25min 中包測溫 1523°C，拉速 I. IOm/min，二冷比水量 O. 31L/Kg ；35min 中包測溫 1520°C，拉速 I. 10m/min，二冷比水量 O. 31L/Kg0大包燒完，中包鋼液位降至400_時,拉速降至O. 5m/min,進行封頂操作。IV結晶器保護渣堿度I. O、熔點1123°C、粘度(1300。。)0. 12Pa. S，用量46Kg。V連鑄成斷面為175X215mm2的連鑄坯。本實施例生產(chǎn)出的鑄坯表面無裂紋，表面最深凹陷O. 3mm，表面不修磨；中心疏松和縮孔級別O級。實施例三
本實施例是在230 X 230mm2四流方坯連鑄機上進行的，鋼種3Crl3，液相線1490°C，成品化學成分質(zhì)量百分比
C O. 26-0. 35 ；Si ( I. OO ；Mn ( I. OO ；P ( O. 035 ；S ( 0. 030 ；
Cr 12. 00-14. OO ；Ni ^ 0. 60 ；N ^ 0. 030 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。進LF爐，鋼液凈重83t，渣厚220mm，溫度1510°C，化學成分質(zhì)量百分比
C O. 30 ；Si O. 50 ；Mn O. 23 ；P O. 018 ；S 0. OOl ；Cr 12. 60 ；Ni 0. 06 ；
N 0. 0095 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。本實施例包括下述依次的步驟
I在精煉爐，加入高碳錳鐵(C 7. 5%, Mn 76%) 230Kg，累積送電19min，· # 13mm硅鈣線249m，鋼液溫度1589°C，成分質(zhì)量百分比
C O. 32 ；Si O. 52 ；Mn O. 43 ；P O. 018 ；S 0. OOl ；Cr 12. 59 ；Ni 0. 06 ； N 0. 0098 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。II鋼包2個底吹Ar流量分別為110L/min和90L/min，吹Ar弱攪拌lOmin，出站溫度1578°C。大包開澆，精煉結束至大包開澆鋼液鎮(zhèn)靜時間22 min ;中包鋼液8t時測中包溫度1528°C ;中包鋼液12t時四流依次開澆，加入結晶器保護渣；起步拉速O. 5m/min, Imin后拉速升至O. 75min，二冷比水量O. 305L/Kg ；15t時加中包覆蓋劑160Kg ;浸入水口插入鋼液深度120mm ；
III鑄坯出結晶器2m，開啟結晶器電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度500A、頻率4. 5Hz)；鑄坯拉到9m開啟末端電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度600A、頻率4Hz)，15min中包測溫1526°C，拉速 0. 80m/min, 二冷比水量 O. 31L/Kg ；25min 中包測溫 1522。。，拉速 O. 80m/min,二冷比水量O. 31L/Kg ；35min中包測溫1518°C，拉速O. 80m/min，二冷比水量O. 31L/Kg。大包燒完，中包鋼液位降至400mm時,拉速降至O. 5m/min,進行封頂操作。IV結晶器保護渣堿度O. 98、熔點1115°C、粘度(1300。。)0. IlPa. S，用量48Kg。V連鑄成斷面為230 X 230mm2的連鑄坯。生產(chǎn)出的鑄還表面無裂紋，表面最深凹陷O. 7mm,表面不修磨；中心疏松和縮孔級別O. 5級。 實施例四
本實施例是在220 X 220mm2四流方坯連鑄機上進行的，鋼種4Crl3，液相線1483°C，成品化學成分質(zhì)量百分比
C O. 36-0. 45 ；Si ( O. 60 ；Mn ( O. 80 ；P ( O. 040 ；S ( 0. 030 ；
Cr 12. 00-14. 00 ；Ni ^ 0. 60 ；N ^ 0. 030 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。進LF爐，鋼液凈重82t，渣厚220mm，溫度1505 °C，化學成分質(zhì)量百分比
C O. 40 ；Si O. 43 ；Mn O. 49 ；P O. 015 ；S 0. 002 ；Cr 12. 73 ；Ni 0. 07 ； N 0. 0098 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。本實施例包括下述依次的步驟
I在精煉爐，加入高碳鉻鐵(c 7. 8%,Cr 67%)115Kg，累積送電18min，· # 13mm硅鈣線246m，鋼液溫度1568 °C，成分質(zhì)量百分比
C O. 41 ；Si O. 46 ；Mn O. 49 ；P O. 015 ；S 0. 002 ；Cr 12. 82 ；Ni 0. 07 ； N 0. 0103 ;其余為Fe與不可避免的雜質(zhì)。II鋼包2個底吹Ar流量分別為110L/min和80L/min，吹Ar弱攪拌15min，出站溫度1556°C。大包開澆，精煉結束至大包開澆鋼液鎮(zhèn)靜時間19 min ;中包鋼液8t時測中包溫度1512°C;中包鋼液12t時四流依次開澆，加入結晶器保護渣；起步拉速O. 5m/min, Imin后拉速升至O. 85min，二冷比水量O. 301L/Kg ；15t時加中包覆蓋劑160Kg ;浸入水口插入鋼液深度120_ ；
III鑄坯出結晶器2m，開啟結晶器電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度500A、頻率4. 5Hz)；鑄坯拉到9m開啟末端電磁攪拌(旋轉(zhuǎn)磁場型、電流強度650A、頻率3. 5Hz)，15min中包測溫1510°C，拉速 O. 90m/min，二冷比水量 O. 303L/Kg ；25min 中包測溫 1508°C，拉速 O. 90m/min,二冷比水量 O. 303L/Kg ；35min 中包測溫 1505 °C，拉速 O. 90m/min，二冷比水量 O. 303L/Kg。大包燒完，中包鋼液位降至400mm時,拉速降至O. 5m/min,進行封頂操作。IV結晶器保護渣堿度O. 95、熔點1111。。、粘度(1300。。)0. IlPa. S，用量41Kg。V連鑄成斷面為220 X 220mm2的連鑄坯。生產(chǎn)出的鑄坯表面無裂紋，表面最深凹陷O. 5mm，表面不修磨；中心疏松和縮孔級別O. 5級。
權利要求
1.一種馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，它適用的不銹鋼鋼種是lCrl3、2Crl3、3Crl3和4Crl3，它包括下述依次的步驟 I在精煉爐，鋼中[C]含量用高碳錳鐵或高碳鉻鐵調(diào)整，連鑄前鋼中[S] ( 0. 005%, [N] ( 0. 018% ； II過熱度20-40°C ;浸入水口插入深度100-130_;拉速0.75-1. 15min ;二冷比水量0.29-0. 32L/Kg ； III使用M+F-EMS組合電磁攪拌，M-EMS電流強度400-550A，頻率為3_5Hz ;F_EMS的頻率為3-5Hz，F(xiàn)-EMS的電流強度分鋼種不同lCrl3電流強度300_400A、2Crl3電流強度450-550A、3Crl3 電流強度 500_600A、4Crl3 電流強度 550-650A ；IV 結晶器保護渣堿度 0. 90-1. 05，熔點 1110-1130°C，粘度(1300。。)0. 1-0. 13Pa. s ； V連鑄成斷面376-529cm2的矩形連鑄坯。
2.根據(jù)權利要求I所述的馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，它的鋼種是lCrl3，其特征是在步驟III使用M+F-EMS組合電磁攪拌時，F(xiàn)-EMS的電流強度為300-400A。
3.根據(jù)權利要求I所述的馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，它的鋼種是2Crl3，其特征是在步驟III使用M+F-EMS組合電磁攪拌時，F(xiàn)-EMS的電流強度為電流強度450-550A。
4.根據(jù)權利要求I所述的馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，它的鋼種是3Crl3，其特征是在步驟III使用M+F-EMS組合電磁攪拌時，F(xiàn)-EMS的電流強度為電流強度500-600A。
5.根據(jù)權利要求I所述的馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，它的鋼種是4Crl3，其特征是在步驟III使用M+F-EMS組合電磁攪拌時，F(xiàn)-EMS的電流強度為電流強度550-650A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種馬氏體不銹鋼矩形坯連鑄的方法，它包括下述依次的步驟Ⅰ在精煉爐，用高碳錳鐵或高碳鉻鐵調(diào)整，連鑄前鋼中[S]≤0.005％，[N]≤0.018％；Ⅱ過熱度20-40℃；浸入水口插入深度100-130mm；拉速0.75-1.15min；二冷比水量0.29-0.32L/Kg；Ⅲ使用M+F-EMS組合電磁攪拌，頻率為3-5Hz，M-EMS電流強度400-550A，F(xiàn)-EMS的電流強度分別為1Cr13電流強度300-400A、2Cr13電流強度450-550A、3Cr13電流強度500-600A、4Cr13電流強度550-650A；Ⅳ結晶器保護渣堿度0.90-1.05，熔點1110-1130℃，粘度(1300℃)0.1-0.13Pa.s；Ⅴ鑄成連鑄坯。本方法連鑄出的矩形連鑄坯表面無裂紋、表面凹陷小于1.0mm。
文檔編號B22D11/07GK102796963SQ20121029333
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2012年8月17日
發(fā)明者張增武, 劉亮, 陳景鋒, 譚俊, 任國 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司