专利名称：高钛合金焊条用钢的连铸工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域的一种连铸工艺，具体的说是一种高钛合金焊条用钢的连铸工艺。
背景技术：
合金焊丝(条)用钢是用于生产焊接的材料，随着焊接技术的发展，焊接材料的应用范围日益扩大，对合金焊丝(条)用钢的品种与质量提出了越来越高的要求。从焊接材料发展来看，气体保护焊焊丝成为趋势。该类焊丝焊接时通常使用(X)2进行保护，焊接时，由于电弧的高温热作用，(X)2气体分解出原子氧，具有强烈的氧化性，CO2本身也是一种活性气体，具有一定的氧化性能。氧化反应的结果，导致合金元素的大量烧损，如果合金量不足，脱氧不充分，将导致焊缝中产生气孔，焊接力学性能，特别是韧性将明显下降；另外焊接时，焊接电流波动大，熔滴呈短路或滴状过渡，因此焊丝中除常规加入Si、Mn脱氧元素外，还要加入Ti、Zr、Al等强脱氧剂。钢厂通常采用加入Ti的方式，由于Ti的加入，焊接时熔滴细化， 电弧稳定，飞溅减小，焊接性能变好。试验表面若过多的钛则使夹杂物质点增多，增加了焊接后的焊缝脆性，恶化了焊接组织的韧性，故高钛合金焊丝(条)钢用户一般要求Ti的控制范围为0. 12 - 0. 20%,该范围较普通焊丝(条)用钢已较高同，而普通焊丝(条)用钢要求Ti的控制范围为0. 10%以下。钢中钛含量高，因Ti为强脱氧剂，浇注过程Ti极易氧化，与保护渣中SiO2反应， 造成保护渣变性，使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化，保护渣易变性成絮状或结块，富集在铸坯表面，铸坯易产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑，铸坯表面质量差，表面存在结疤大、渣坑深的铸坯直接判废，铸坯表面较好的需二次修磨扒皮才能轧制，成本大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高钛合金焊条用钢的连铸工艺，可有效防止浇注过程中钢水二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，防止保护渣变性，提高铸坯表面质量。本发明解决以上技术问题的技术方案是
高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，包括以下步骤
⑴铸机开始浇注前，将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制在 140±10°C，烘烤时间为40±lOmin，确保保护渣干燥与进行预热；保护渣按重量百分比由以下组成:Si02 :35. O±3. 5%,CaO :28. O±3. 5%、A1203 ≤5. 0%,Fe2O3 ≤4. 0%、Mg0 ≤5. 0%、 F — (F一表示氟离子)4. 5±1. 5%、Κ20+Νει20 :5. O±2. 0%、固体 C :12. O±2. 5%，以上各组分的重量百分比之各为100% ；R (是碱度，为Ca0/Si02的比值)0. 80±0. 15% ；
⑵连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用覆盖剂，在连铸浇注过程中采用电磁搅拌，结晶器液面采用全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30 40°C，浇注拉速控制在1. 8 2. 4m/min范围内，浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣；
⑶浇注过程中，保护渣少量、勤加(每个流每次加入0.5 士 0. Ikg,循环时间为 5士 lmin)，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4士0. 5cm，维持合适的三层结构，目视渣面不得见红，每隔10士aiiin进行一次结晶器渣带清理工作。本发明通过合理的保护渣成配比，并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分，一方面较少的成分配比更为科学合理，有效防止浇注过程中钢水二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，可以防止保护渣与SiO2反应，防止保护渣变性，不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化，不会变性成絮状或结块，不会富集在铸坯表面， 从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑，铸坯表面质量好；另一方面，也节约了保护渣的成本。另外，本申请通过具体工艺参数的控制，如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等，来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块，不易富集在铸坯表面，不会使铸坯产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑情况；包钢水温度控制是指中间包的过热度， 连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30-40°C有助于减少漏钢事故，减轻成份偏析及铸坯内裂，有利于保护渣熔化效果，有利于铸坯表面质量；通过浇注拉速控制在1. 8 2. 4m/ min,也有利于铸坯表面质量。本发明进一步限定的技术方案是
前述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，保护渣的物理指标为熔点rc) 1080士35，粘度(1 . s/1300°C):0. 43士0. 15，水分;^ 0. 5%，粒度(0. 15-lmm)^ 80%，容重(g/ cm3) :0. 70士0. 2。前述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，浇注拉速为2. 2m/min。防止漏钢事故发生及铸坯鼓肚，选用2. 2m/min为最佳拉速。前述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成Ca0+Mg0 20 30 %，SiO2 45 55 %，Al2O3 ^ 9 %, Fe2O3 ^ 1.5%, C^ 10%,以上各组分的重量百分比之各为100%。合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。
具体实施例方式实施例1
一种高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，包括以下步骤 ⑴铸机开始浇注前，将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制在130。C， 烘烤时间为30min，确保保护渣干燥与进行预热；保护渣按重量百分比由以下组成=SiO2 35. 65%、CaO :30. 85%、Al2O3 4. 0%,Fe2O3 3. 5%,MgO 4. 5%、F — :4· 5%、K2CHNa2O 5. 0%、固体 C 12. 0% ；R (是碱度，为CaCVSiO2的比值)0. 87 ；保护渣的物理指标为熔点(°C ) 1045，粘度 (Pa. s/1300°C) 0. 28，水分 0. 3%，粒度(0. 15-lmm) 80%，容重(g/cm3) :0. 5。⑵连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用覆盖剂，在连铸浇注过程中采用电磁搅拌，结晶器液面采用全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30°C，浇注拉速控制在1. 8m/min范围内，浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣；
⑶浇注过程中，保护渣少量、勤加，每个流每次加入0. 4kg，循环时间为％iin，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在3. 5cm，维持合适的三层结构，目视渣面不得见红，每隔Smin进行一次结晶器渣带清理工作。本发明通过合理的保护渣成配比，并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分，一方面较少的成分配比更为科学合理，有效防止浇注过程中钢水二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，可以防止保护渣与SiO2反应，防止保护渣变性，不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化，不会变性成絮状或结块，不会富集在铸坯表面， 从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑，铸坯表面质量好；另一方面，也节约了保护渣的成本。本申请通过具体工艺参数的控制，如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等，来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块，不易富集在铸坯表面，不会使铸坯产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑情况。中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成Ca0+Mg0 -.29%, SiO2 53%, Al2O3 :8%, Fe2O3 :0.5%, C :9. 5%，合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。实施例2
一种高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，包括以下步骤 ⑴铸机开始浇注前，将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制在140。C， 烘烤时间为40min，确保保护渣干燥与进行预热；保护渣按重量百分比由以下组成=SiO2 38. 5%, CaO 28. 5%, Al2O3 3. 5%, Fe2O3 3. 0%, MgO 4. 0%、F— (F—表示氟离子)6%、K2CHNa2O 7%、固体C 9. 5% ；R (是碱度，为Ca0/Si02的比值)0. 74 ；保护渣的物理指标为熔点(°C ) 1080，粘度(Pa. s/1300°C) 0. 43，水分 0. 4%，粒度(0. 15-lmm) 90%，容重(g/cm3) :0. 70。⑵连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用覆盖剂，在连铸浇注过程中采用电磁搅拌，结晶器液面采用全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在35°C，浇注拉速控制在2m/min范围内，浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣；
⑶浇注过程中，保护渣少量、勤加，每个流每次加入0. ^g，循环时间为5min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4cm，维持合适的三层结构，目视渣面不得见红，每隔IOmin进行一次结晶器渣带清理工作。本发明通过合理的保护渣成配比，并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分，一方面较少的成分配比更为科学合理，有效防止浇注过程中钢水二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，可以防止保护渣与SiO2反应，防止保护渣变性，不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化，不会变性成絮状或结块，不会富集在铸坯表面， 从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑，铸坯表面质量好；另一方面，也节约了保护渣的成本。本申请通过具体工艺参数的控制，如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等，来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块，不易富集在铸坯表面，不会使铸坯产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑情况。
中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成Ca0+Mg0 30%, SiO2 49. 5%, Al2O3 :9%, Fe2O3 :1.5%, C 10%，合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。实施例3
一种高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，包括以下步骤 ⑴铸机开始浇注前，将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制在150。C， 烘烤时间为50min，确保保护渣干燥与进行预热；保护渣按重量百分比由以下组成=SiO2 33. 5%,CaO 32%, Al2O3 5. 0%,Fe2O3 4. 0%、Mg0 :5. 0%、F 一 3%、K2CHNa2O 3. 0%、固体 C :14. 5% ； R (是碱度，为Ca0/Si02的比值)0. 96% ；保护渣的物理指标为熔点(°C ) 1115，粘度(Pa. s/1300°C) 0. 58，水分 0. 5%，粒度(0. 15-lmm) 80%，容重(g/cm3) :0. 9。⑵连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用覆盖剂，在连铸浇注过程中采用电磁搅拌，结晶器液面采用全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在40°C，浇注拉速控制在2. 4m/min范围内，浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣；
⑶浇注过程中，保护渣少量、勤加，每个流每次加入0. Wcg，循环时间为6min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4. 5cm，维持合适的三层结构，目视渣面不得见红，每隔iaiiin进行一次结晶器渣带清理工作。本发明通过合理的保护渣成配比，并不添加其它易与钢中成分反应而导致保护渣变性的其它成分，一方面较少的成分配比更为科学合理，有效防止浇注过程中钢水二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，可以防止保护渣与S^2反应，防止保护渣变性，不会使保护渣碱度、熔点、粘度、结晶性能急剧升高恶化，不会变性成絮状或结块，不会富集在铸坯表面， 从而铸坯不会产生夹渣、粘渣、结疤、渣坑，铸坯表面质量好；另一方面，也节约了保护渣的成本。本申请通过具体工艺参数的控制，如中间包过热度、浇注拉速、保护渣加料控制和保护渣总渣层厚等，来控制结晶器保护渣不会变性成絮状或结块。中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成Ca0+Mg0 28%, SiO2 55%, Al2O3 7. 5%, Fe2O3 :1%,C:8. 5%，合理的覆盖剂也确保了铸坯表面质量较好。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，其特征在于包括以下步骤⑴铸机开始浇注前，将保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制在 140士 10°C，烘烤时间为40士 lOmin，确保保护渣干燥与进行预热；所述保护渣按重量百分比由以下组成:Si02 :35. O士3. 5%、CaO :28. O士3. 5%、Al2O3 ( 5. 0%、Fe2O3 ( 4. 0%、MgO (5. 0%、F — :4. 5士 1. 5%、K2CHNa2O :5. O士2. 0%、固体 C :12. O士2. 5%,以上各组分的重量百分比之各为100% ；所述碱度R 0. 80 士0. 15% ；⑵连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用覆盖剂，在连铸浇注过程中采用电磁搅拌，结晶器液面采用全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30 40°C，浇注拉速控制在1. 8 2. 4m/min范围内，浇注过程结晶器中使用步骤⑴所述的保护渣；⑶浇注过程中，保护每个流每次加入0.5士0. 1kg，循环时间为5士 lmin，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4士0. 5cm，维持合适的三层结构，目视渣面不得见红，每隔10士aiiin进行一次结晶器渣带清理工作。
2.如权利要求1所述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，其特征在于所述保护渣的物理指标为熔点(°C) :1080 士 35，粘度(1 . s/1300°C) 0. 43 士 0. 15，水分彡0. 5%， 粒度(0. 15-lmm)彡 80%，容重(g/cm3) :0. 70士0. 2。
3.如权利要求1所述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，其特征在于所述浇注拉速为2. 2m/min。
4.如权利要求1所述的高钛合金焊条用钢的连铸保护浇注工艺，其特征在于所述中间包钢水中使用的覆盖剂按重量百分比由以下组分组成CaO+MgO 20 30%，SiO2 45 55%, Al2O3 ^ 9%, Fe2O3 ^ 1.5%,C^ 10%，以上各组分的重量百分比之各为100%。
全文摘要
本发明涉及冶金领域的一种连铸工艺，是一种高钛合金焊条用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注，中间包中钢水使用覆盖剂，在连铸浇注过程中采用电磁搅拌，结晶器液面采用全自动液面检测，连铸拉速按中间包过热度自动控制，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在30～40℃，浇注拉速控制在1.8～2.4m/min范围内；保护渣按重量百分比由以下组成R0.80±0.15、SiO235.0±3.5%、CaO28.0±3.5%、Al2O3≤5.0%、Fe2O3≤4.0%、MgO≤5.0%、F－4.5±1.5%、K2O+Na2O5.0±2.0%、固体C12.0±2.5%。本发明可有效防止浇注过程中钢水二次氧化，确保钢水中钛的稳定性，防止保护渣变性，提高铸坯表面质量。
文档编号B22D11/111GK102266925SQ201110193908
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者吴建勇, 孔凡杰, 宋金平, 朱定华, 李林, 陈兴华 申请人:南京钢铁股份有限公司