本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

2cr13馬氏體不銹鋼，其強(qiáng)度、硬度高，具有一定耐腐蝕及高耐磨特性，機(jī)加工行業(yè)多用于生產(chǎn)軸、套筒等類產(chǎn)品，如電機(jī)軸、洗衣機(jī)軸等。該鋼種為包晶馬氏體不銹鋼，在高溫以δ（α）+γ相存在，當(dāng)鎳鉻當(dāng)量比在0.5-0.65時(shí)鋼坯會(huì)表現(xiàn)為高凹陷缺陷，缺陷嚴(yán)重時(shí)連鑄坯會(huì)出現(xiàn)縱向裂紋甚至發(fā)生漏鋼事故，特別是鎳鉻當(dāng)量比在0.55時(shí)最為嚴(yán)重，上述問題不僅嚴(yán)重影響軋制的線材表面質(zhì)量，更是導(dǎo)致國內(nèi)外小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)2cr13頻繁漏鋼事故的原因。對(duì)2cr13馬氏體不銹鋼的連鑄坯生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，避免連鑄坯出現(xiàn)縱向裂紋甚至發(fā)生漏鋼事故具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯；同時(shí)本發(fā)明還提供了一種馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯的生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯，所述2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.180-0.200%、si：0.30-0.45%、mn≤0.30%、p≤0.035%、s≤0.030%、cr：12.50-12.70%、ni≤0.60%、n≤0.020%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本發(fā)明所述2cr13連鑄坯規(guī)格為150*150mm²。

本發(fā)明所述2cr13連鑄坯鎳鉻當(dāng)量比：ni’/cr’≤0.5。其中：鉻當(dāng)量：cr’=%cr+1.5%si；鎳當(dāng)量：ni’=%ni+30（%c+%n）+0.5%mn。

本發(fā)明還提供了一種馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯的生產(chǎn)方法，所述2cr13連鑄坯的生產(chǎn)方法包括對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制。

本發(fā)明所述中間包過熱度為25-40℃。

本發(fā)明所述連鑄機(jī)拉速，當(dāng)中間包過熱度為≤25℃時(shí)，拉速1.2m/min。

本發(fā)明所述連鑄機(jī)拉速，當(dāng)中間包過熱度為25-40℃時(shí)，不含25℃，拉速1.1m/min。

本發(fā)明所述結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式，正弦振動(dòng)，振動(dòng)行程s=7mm，振動(dòng)頻率f：f=1.3*v*1000/（2*s），其中：s：振動(dòng)行程mm，f：振動(dòng)頻率次/分鐘，v：連鑄機(jī)拉速m/min。

本發(fā)明所述結(jié)晶器冷卻，結(jié)晶器水流量為1500—1600l/min。

本發(fā)明所述二次冷卻參數(shù)，二次冷卻水總流量為q，1區(qū)水流量q1=q*k1，2區(qū)水流流量q2=q*k2，所述k1為51%，k2為49%。

二次冷卻水總流量q：q=k*s*g*p*v，1區(qū)水流量q1=q*k1，2區(qū)水流量q2=q*k2；其中：q：冷卻水總流量l/min，k：冷卻強(qiáng)度l/kg，s：連鑄坯斷面面積m²，g：重力加速度10m/s²，p：連鑄坯密度7800kg/m³，v：連鑄機(jī)拉速m/min。

本發(fā)明方法設(shè)計(jì)思路如下：

2cr13為包晶馬氏體不銹鋼，鋼水在凝固成連鑄坯過程中會(huì)出現(xiàn)以下相變過程：

l－l+δ－l+δ+γ－δ（α）+γ，在l+δ+γ－δ（α）+γ轉(zhuǎn)變凝固過程中產(chǎn)生了體積收縮，當(dāng)鎳鉻當(dāng)量比在0.5-0.65時(shí)鋼坯會(huì)表現(xiàn)為高凹陷缺陷，特別是鎳鉻當(dāng)量比在0.55時(shí)最為嚴(yán)重，該相變特性導(dǎo)致了結(jié)晶器彎月面附近的凝固坯殼與結(jié)晶器壁的分離，接著是鑄坯從結(jié)晶器中的脫離，已形成的不均勻的坯殼因其中鋼水靜壓力的作用在通過結(jié)晶器下的二冷區(qū)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種各樣的變形，從而引起坯殼內(nèi)鋼液體積的變化，最后結(jié)晶器內(nèi)彎月面鋼液面的波動(dòng)誘導(dǎo)了凹陷的產(chǎn)生，該缺陷反過來又導(dǎo)致了結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣的不均勻的導(dǎo)入。

針對(duì)此類鋼的凝固特點(diǎn)，為了找出解決以上缺陷的方法，本發(fā)明通過控制鋼中成分實(shí)現(xiàn)合理的鎳鉻當(dāng)量比，避開鎳鉻當(dāng)量比為0.55左右時(shí)的凹陷、縱裂區(qū)間降低凹陷傾向。通過合理的中間包過熱度及連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器冷卻及二次冷卻參數(shù)設(shè)計(jì)，降低鋼水凝固、鑄坯冷卻體積收縮速率，從而避免裂紋產(chǎn)生。通過結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)，采用大振幅增加結(jié)晶器保護(hù)渣耗量，以填充連鑄坯坯殼與結(jié)晶器壁縫隙控制熱量傳遞，較高的振動(dòng)頻率以利于連鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)脫模，以避免裂紋產(chǎn)生。

馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參考：yb/t2011-2004之“6.5表面質(zhì)量”部分，即“表面質(zhì)量：鑄坯不得有深度大于1mm的裂紋；不得有深度或高度大于3mm的凸塊、凹坑”。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：通過控制150*150mm²連鑄坯鋼中成分實(shí)現(xiàn)合理鎳鉻當(dāng)量比、中間包過熱度及連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)、結(jié)晶器冷卻及二次冷卻參數(shù)，改善鑄坯表面凹陷、縱向裂紋，并克服了國內(nèi)外小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)2cr13漏鋼事故高難題，連鑄坯一檢合格率≥99.1%。

附圖說明

圖1常規(guī)生產(chǎn)馬氏體包晶不銹鋼2cr13鑄坯凹陷缺陷圖；

圖2常規(guī)生產(chǎn)馬氏體包晶不銹鋼2cr13鑄坯裂紋缺陷圖；

圖3實(shí)施例1得到的馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

本馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.181%，mn：0.16%，si：0.38%，p：0.023%，s：0.001%，cr：12.50%，ni：0.07%，n：0.018%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。

生產(chǎn)過程中對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制如下：

鎳鉻當(dāng)量比（ni’/cr’）=0.468。

中間包過熱度：27℃；拉速1.1m/min。

振動(dòng)行程：7mm；振動(dòng)頻率102次/min。

結(jié)晶器水量：1520l/min。

二次冷卻總水量42.5l/min，各區(qū)水量：1區(qū)：21.7l/min；二區(qū)：20.8l/min。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的連鑄坯未出現(xiàn)縱裂漏鋼事故，連鑄坯表面無凹陷、縱向裂紋，一檢合格率100%，具體見圖3。

實(shí)施例2

本馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.197%，mn：0.24%，si：0.35%，p：0.026%，s：0.004%，cr：12.69%，ni：0.08%，n：0.016%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。

生產(chǎn)過程中對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制如下：

鎳鉻當(dāng)量比（ni’/cr’）=0.498。

中間包過熱度：35℃；拉速1.1m/min。

振動(dòng)行程：7mm；振動(dòng)頻率102次/min。

結(jié)晶器水量：1550l/min。

二次冷卻總水量42.5l/min，各區(qū)水量：1區(qū)：21.7l/min；二區(qū)：20.8l/min。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的連鑄坯未出現(xiàn)縱裂漏鋼事故，連鑄坯表面無凹陷、縱向裂紋，一檢合格率100%，附圖略。

實(shí)施例3

本馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.191%，mn：0.25%，si：0.31%，p：0.023%，s：0.005%，cr：12.58%，ni：0.07%，n：0.015%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。

生產(chǎn)過程中對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制如下：

鎳鉻當(dāng)量比（ni’/cr’）=0.489。

中間包過熱度：40℃；拉速1.1m/min。

振動(dòng)行程：7mm；振動(dòng)頻率102次/min。

結(jié)晶器水量：1591l/min。

二次冷卻總水量42.5l/min，各區(qū)水量：1區(qū)：21.7l/min；二區(qū)：20.8l/min。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的連鑄坯未出現(xiàn)縱裂漏鋼事故，連鑄坯表面無凹陷、縱向裂紋，一檢合格率100%，附圖略。

實(shí)施例4

本馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.180%，mn：0.25%，si：0.40%，p：0.024%，s：0.006%，cr：12.59%，ni：0.08%，n：0.020%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。

生產(chǎn)過程中對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制如下：

鎳鉻當(dāng)量比（ni’/cr’）=0.470。

中間包過熱度：25℃；拉速1.2m/min。

振動(dòng)行程：7mm；振動(dòng)頻率111次/min。

結(jié)晶器水量：1552l/min。

二次冷卻總水量46.3l/min，各區(qū)水量：1區(qū)：23.6l/min；二區(qū)：22.7l/min。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的連鑄坯未出現(xiàn)縱裂漏鋼事故，連鑄坯表面無凹陷、縱向裂紋，一檢合格率100%，附圖略。

實(shí)施例5

本馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.185%，mn：0.30%，si：0.45%，p：0.035%，s：0.030%，cr：12.70%，ni：0.6%，n：0.012%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。

生產(chǎn)過程中對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制如下：

鎳鉻當(dāng)量比（ni’/cr’）=0.498。

中間包過熱度：30℃；拉速1.1m/min。

振動(dòng)行程：7mm；振動(dòng)頻率102次/min。

結(jié)晶器水量：1500l/min。

二次冷卻總水量42.5l/min，各區(qū)水量：1區(qū)：21.7l/min；二區(qū)：20.8l/min。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的連鑄坯未出現(xiàn)縱裂漏鋼事故，連鑄坯表面無凹陷、縱向裂紋，一檢合格率100%，附圖略。

實(shí)施例6

本馬氏體包晶不銹鋼2cr13連鑄坯化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量為：c：0.200%，mn：0.20%，si：0.30%，p：0.030%，s：0.016%，cr：12.64%，ni：0.145%，n：0.010%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。

生產(chǎn)過程中對(duì)中間包過熱度、連鑄機(jī)拉速、結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)及方式、結(jié)晶器冷卻、二次冷卻參數(shù)控制如下：

鎳鉻當(dāng)量比（ni’/cr’）=0.500。

中間包過熱度：25℃；拉速1.2m/min。

振動(dòng)行程：7mm；振動(dòng)頻率102次/min。

結(jié)晶器水量：1600l/min。

二次冷卻總水量42.5l/min，各區(qū)水量：1區(qū)：21.7l/min；二區(qū)：20.8l/min。

按本發(fā)明工藝生產(chǎn)的連鑄坯未出現(xiàn)縱裂漏鋼事故，連鑄坯表面無凹陷、縱向裂紋，一檢合格率100%，附圖略。

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。