[发明专利]一种中间包快换后304钢种初铸坯的铸造方法

说明书

本发明公开了一种中间包快换后304钢种初铸坯的铸造方法，其特点是包括：(1)使用低熔点开浇渣，加入保护渣吸收夹杂物；(2)控制铸造速度，结晶器采用弱冷方式，减少一次冷却水量。本发明的有益效果是在相同的钢水温度条件下，低熔点开浇渣能快速熔化形成稳定渣系，在结晶器中润滑、传热及防止氧化作用，同时保护渣吸收夹杂物的效率决定于熔渣的动力学性质,流动性好的低粘度渣比粘性渣吸收作用好,同时用碱性助熔剂和氟化物助熔剂可以加速吸收钢种的氧化物,有利于提高品质；降低结晶器内冷却时间，减少应力，结晶器采用弱冷方式，降低单位吨钢冷却强度，减少一次冷却水量并控制结晶器保护渣的碱度，改善中间包快换后，初铸坯表面纵裂纹。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，尤其涉及一种中间包快换后304钢种初铸坯的铸造方法。

背景技术

304钢种是亚稳定奥氏体不锈钢，在不同温度下由不同相组成。图1是18.5％Cr含量的Fe-Ni-Cr三元相图的垂直截面图，304的成分位于A点左右的位置，其凝固过程为：L→L+δ→L+δ+γ→δ+γ→(δ、γ分别为铁素体和奥氏体)。凝固时，首先从液相析出铁素体，而周围成为富Ni、贫Cr的区域。温度降低到一定程度，发生L+δ→γ包晶，铁素体周围形成奥氏体，然后铁素体和奥氏体同时向液相生长。当温度下降到1400℃左右，液相逐渐消失。到1300℃以下，铁素体转变为奥氏体，成为奥氏体钢。因此，304不锈钢在连铸过程中存在L+δ→γ包晶反应,且其凝固收缩大约为6％-7％，是一种强收缩的钢种。连铸工艺是液态的钢水通过钢包浇注、冷凝、切割而得到铸坯的工艺，这个过程最主要的环节就是把一炉或多炉钢水通过钢包和中间包连续地注入结晶器，在四块铜板构成的结晶器内通过水冷，从而得到四周为固态的坯壳、中间部分仍为液态钢水的铸坯。接着铸坯通过二次冷却逐渐全部凝固，并通过拉矫装置中辊子的支撑和转动作用被拉出连铸机本体，再由切割装置切割成一定长度的板坯。其中，中间包作为钢包与结晶器的中间环节，起到了稳定钢水，使夹杂物充分上浮，并在钢包交换时，储存钢水的作用等。钢水通过中间包，连续不断的注入结晶器，通过结晶器内初步凝固，及向后的冷却矫直过程，达到连铸铸造，产出符合要求的连铸坯。因此，中间包快换技术可以使连铸作业实现长时间的连续浇铸。

中国专利申请，申请号CN201710519804.6，申请日2017.06.30，授权公告号CN107262691A，授权公告日2017.10.20，公开了一种不锈钢连铸生产中异钢种快换的方法，其包括以下步骤；将300系钢种中不同钢种的中间包进行快换，并根据快换前后不同钢种的冷坯宽度、钢坯收缩系数差值对结晶器的下端宽度进行在线调节；中间包采用惰性气体密封，且中间包的单次快换时间≤4min；前盛钢水的密度大于快换后所盛钢水的密度，前盛钢水的温度不低于设定的前钢种的目标温度，快换后所盛钢水的温度不低于设定的后钢种的目标温度。该方法改善甚至消除了300系普通和特殊不锈钢钢种快换时的混钢现象、提高了连铸作业率，较大程度地实现了300系普通和特殊不锈钢种之间的交叉快换；缩短了连铸时间，降低了结晶器密封资材消耗，减少了因钢种交换引起的待机时间。在该技术方案中公开了进行异钢种快换的后钢种包括304钢种，与所述304钢种进行所述异钢种快换的前钢种包括301钢种、304L钢种、304J1钢种、316L钢种和321钢种中的任一种。缺点是，中间包快换后304钢种初铸坯在结晶器内，初铸坯的角部冷却强度最高。这样角部先收缩而与结晶器之间产生间隙，就会在邻近角部的宽面和窄面各产生一个凝固坯壳最薄的拐点，即热点。考虑实际的温度场分布，铸坯在结晶器弯月面宽面边部温度比较低，先处于这类钢的包晶反应温度区。这样弯月面处铸坯窄面与结晶器产生的间隙较大，另一方面宽面单位冷却强度较窄面弱，造成宽面热点处的坯壳没有窄面的厚(见图2a)。随着凝固的进行，在钢液静压力的作用下，就会将窄面的坯壳压向结晶器。正是由于这一静压力以及宽面收缩的作用，使铸坯角部产生挤压扭动，从而在宽面两边部形成凹陷(见图2b)。在弯月面处由于包晶反应而产生的收缩较大，因此，窄面的锥度所起的作用较小。随着凝固的进行，结晶器下部的锥度所起的作用增大，就会对铸坯窄面产生挤压力，在这一力的作用下，宽面的凹陷增加，并在窄面出现一定的鼓肚(见图2c和图2d)，最终在初铸坯出现纵裂纹缺陷。

发明内容