[发明专利]一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种奥氏体耐热不锈钢的连铸方法。

背景技术

0Cr25Ni20耐热不锈钢室温下为单一的奥氏体组织，成分设计中高铬镍含量决定了其具有良好的高温力学性能，最高可耐高温达到1150℃，在锅炉、电站、工业炉等高温行业得到了广泛的应用。

该奥氏体耐热不锈钢由于其含有25％的Cr、20％的Ni，属高合金纯奥氏体不锈钢，导致其导热性较差，其导热系数为304的58％，Cr17的47％，现有的奥氏体耐热不锈钢在连铸时，由于结晶器冷却过程中铸坯心部的热量不易向表面传递，造成铸坯内外温度不均或局部过热，表面产生热裂纹，在随后的二冷区，裂纹不断加深、加宽，最终导致铸坯纵裂。铸坯纵裂主要集中在头坯，纵裂长度大约6～10米，不仅造成了巨大的经济损失，也给热连轧生产留下了安全隐患。

技术内容

为了克服现有奥氏体耐热不锈钢的连铸方法的上述不足，本发明提供一种消除连铸坯纵裂的奥氏体耐热不锈钢的连铸方法。

本发明针对高铬镍纯奥氏体不锈钢0Cr25Ni20导热性差的钢种特性以及连铸生产工艺的特点，通过对结晶器冷却水强度、保护渣的选用、过热度和拉速等角度出发，对0Cr25Ni20耐热不锈钢的连铸生产工艺进行调整，从而彻底解决了其连铸板坯纵裂的问题。

本奥氏体耐热不锈钢的连铸方法包括下述依次的步骤：

(一)大包开浇

将钢包中0Cr25Ni20奥氏体不锈钢的钢水通过长水口导入中间包，中间包温度为900～1100℃，中间包钢水达到中间包容量一半时，在钢水液面上加入低碳中包覆盖剂，钢水成分的质量百分配比为：

C 0.030％～0.080％    Si 0.81％～1.50％    Mn 0.80％～2.00％

P≤0.035％ S≤0.030％ Cr：24.0％～26.0％ Ni：19.0％～22.0％

其余为Fe与不可避免的杂质。钢水温度1450～1550℃。一般大包内的钢水质量为160～180吨。

(二)中间包开浇

中间包的钢水通过结晶器水口导入到结晶器，结晶器水口温度为1100～1200℃，浇注过程过热度控制：计算液相线温度为1405℃，过热度控制20～35℃，因此浇注时中间包的钢水温度为1425～1440℃。

浇注时，结晶器水口插入深度140～170mm，用低碳结晶器保护渣。

结晶器冷却强度：对于200×1200～2000(mm)的结晶器，宽面冷却水为4100～4500L/min，窄面冷却水为410～450L/min。

(三)拉坯

等中间包开浇80～120秒后，开始拉坯。拉速不能太高，拉坯速度控制为0.8～0.9m/min。

(四)切坯

将连铸坯切成宽1200～2000mm、厚180～200mm、长8000～12000mm的板坯。

本奥氏体耐热不锈钢连铸方法的工艺过程的机理如下：

过热度控制：钢水过热度影响初生坯壳生长。钢水过热度越高，同样冷却条件下，其初生坯壳就越薄。一般说来，钢水过热度每提高10℃，在结晶器内高温钢水流动会使坯壳减薄约2mm。初生的坯壳薄，在钢水自重的作用下，坯壳承受的压力大，易产生裂纹。因此过热度控制：计算液相线温度为1405℃，过热度控制20～35℃，因此浇注时中包温度为1425～1440℃。

结晶器冷却强度：弯月面铸坯初生坯壳在应力作用下(当结晶器与拉坯速度一定后，主要受热应力影响)产生晶间断裂，从而在结晶器内萌生裂纹。晶间断裂是产生表面纵裂的根源。特别当结晶器冷却强度不合适导致的热应力过大时，表面纵裂指数上升。另外需要指出，影响铸坯纵裂的关键因素不是二冷，而是结晶器内的冷却强度。如果坯壳出结晶器后厚度比较均匀，在二冷水引起的热应力作用下不会导致铸坯出现纵裂。因此冷却强度不能太高，控制宽面冷却水为4100～4500L/min，窄面冷却水为410～450L/min。

拉速控制：拉坯速度越高，在同样冷却条件下，初生坯壳越薄，也容易产生裂纹。另外，拉速偏高时，铸坯纵裂还与拉坯速度的波动量有很大关系。当拉速波动小于0.1m/min时，对纵裂基本无影响；当拉速波动大于0.1m/min时，随拉速波动量的增大，纵裂指数直线上升。因此拉速不能太高，控制拉速为0.8～0.9m/min。