专利名称：P91电渣钢表面裂纹的控制方法
技术领域：
本发明属于电渣重熔技术领域，具体涉及一种P91电渣钢表面裂纹的控制方法。
背景技术：
电渣重熔是向渣池通入大容量的电流，自耗电极被渣产生的高热量熔化，从电极端部滴下的金属液滴在经过渣池的过程中被提纯并通过水冷结晶器与水冷底水箱的强制冷却来获得优良的轴向结晶组织，是一种二次精炼方法，电渣钢也称为电渣重熔钢。在钢液的凝固过程中，由液态向固态转变会在钢锭内部产生应力；在高温钢锭的冷却过程中，组织转变引起的体积变化也会在钢锭内部产生应力(包括热应力和组织应力)。对于一般的低合金电渣钢，上述应力通常不会造成钢锭的表面裂纹，但P91电渣钢为高合金钢，其钢液的凝固收缩行为与低合金电渣钢有较大差异，若生产过程控制不当就容易导致电渣钢锭的表面裂纹。但由于电渣钢坯产生裂纹的原因很复杂，不同的钢种须采取的措施也不一样。P91电渣钢为含氮钢，不能采用结晶器和底水箱较大的冷却强度，否则造成钢中的氮因快速冷却而析出N2，使钢锭表面产生气孔；P91电渣钢又属于包晶反应钢，包晶钢的特点也限制了其不能采用较大的冷却强度；此外，P91电渣钢的合金含量高(如铬含量约 8wt% )，其凝固过程会产生较大的体积收缩，使得该钢种极易产生表面裂纹；若向钢中填加昂贵的稀土元素来增强钢的高温热塑性，势必又会增加炼钢的生产成本。因此，从生产的经济性和质量的可靠性出发，若能针对P91电渣钢的具体特点专门设计合理的工艺制度以有效避免P91电渣钢的表面裂纹，将是一件非常有意义的工作。资料调研表明，国内外未见公开报道P91电渣钢表面裂纹的控制方法，也没有专门针对控制P91电渣钢表面开裂的工艺研究的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在不增加生产成本的基础上能有效控制P91电渣钢表面产生裂纹的方法。为了实现上述目的，本发明提供了一种P91电渣钢表面裂纹的控制方法，所述控制方法包括以下步骤控制电渣重熔过程中自耗电极的熔化速度以及结晶过程中的水冷强度；所述自耗电极的熔化速度为5. 5-5. 9Kg/min，结晶器的进水温度5_14°C、出水温度为 30-45°C且冷却水流量为200-240L/S，底水箱的进水温度5_14°C、出水温度为15_35°C且冷却水流量为190-220L/S ；将电渣钢快速出炉至缓冷坑，所述电渣钢从出炉至进入缓冷坑的总时间小于或等于6min ；用缓冷介质将电渣钢迅速掩埋在缓冷坑中进行缓冷，电渣钢表面的缓冷介质厚度大于或等于80mm，缓冷时间为73-87h，当电渣钢的温度小于或等于150°C 时，将电渣钢吊出缓冷坑；将缓冷后的电渣钢在48h以内进行退火处理，将电渣钢在小于或等于300 0C时装炉，以45-55 °C /h的加热速度加热至820-840 °C并在该温度下按照不同的锭型保温ll_16h，再以35-45°C /h的降温速度降至230_270°C时保温5h后出炉。根据本发明的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其中，通过控制电渣重熔过程中的电压和电流来控制所述自耗电极的熔化速度。根据本发明的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其中，所述电渣钢从出炉至进入缓冷坑的总时间中，电渣钢的出炉时间小于或等于2min，电渣钢转运至缓冷坑的时间小于或等于％iin。根据本发明的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其中，所述缓冷介质为普通河砂， 所述普通河砂的粒度为0. 2-1. 0mm。根据本发明的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其中，所述电渣钢的锭型为 Φ 350mm-Φ600mmo本发明与现有技术相比，其在不增加生产成本的基础上，仅使自耗电极熔速、冷却强度、缓冷机制、退火工艺等合理匹配，有效解决了 P91电渣钢的表面裂纹问题。该方法简单易行，尤其适合于生产Φ 350mm-Φ 600mm的P91电渣钢锭。
具体实施例方式下面将详细描述根据本发明实施例的P91电渣钢表面裂纹的控制方法。本发明通过电渣重熔过程中自耗电极的熔化速度与底水箱及结晶器冷却强度的合理匹配，确保P91电渣钢的电渣重熔过程不产生缺陷；然后通过缓冷、退火的措施来消除电渣钢锭的内应力，最终确保P91电渣钢锭不产生表面裂纹。其中，P91电渣钢的化学成分组成可在技术手册中具体查到。首先，控制电渣重熔过程中的水冷强度和自耗电极的熔化速度，通过设定合适的熔化速度并通过控制底水箱、结晶器冷却水的温度及流量设定合适的水冷强度，避免P91 电渣钢表面与内部产生较大的温度梯度。由于电渣钢锭与结晶器壁之间的渣皮是影响电渣钢锭表面质量的重要因素，冶炼工艺(如自耗电极的熔化速度等)与结晶器水冷强度的合理匹配和控制是得到厚度均勻的渣壳的前提条件，否则就可能产生厚度不均勻的渣壳，导致整个电渣钢锭的冷却传热不均勻，使电渣钢锭有些部位的温度梯度大，有些部位的温度梯度小，从而诱发应力裂纹。具体地，通过控制电渣重熔过程中的电压和电流来控制自耗电极的熔化速度。对一级近似，自耗电极的熔化速度与电渣钢锭的锭型呈正比关系，为了达到恒定熔化速度的目的，需根据不同锭型具体设计电渣重熔的电制度(包括电压和电流)。具体地，自耗电极熔化速度为5. 7士0. ^ig/min，按照该熔化速度，各种P91电渣钢锭型设计的电制度如表1所示表1各种P91电渣钢锭型的电制度
权利要求
1.一种P91电渣钢表面裂纹的控制方法，所述方法包括以下步骤控制电渣重熔过程中自耗电极的熔化速度以及结晶过程中的水冷强度；所述自耗电极的熔化速度为5. 5-5. 9Kg/min,结晶器的进水温度5_14°C、出水温度为30-45°C且冷却水流量为200-240L/S，底水箱的进水温度5-14°C、出水温度为15-35°C且冷却水流量为 190-220L/s ；将电渣钢快速出炉至缓冷坑，所述电渣钢从出炉至进入缓冷坑的总时间小于或等于 6min ；用缓冷介质将电渣钢迅速掩埋在缓冷坑中进行缓冷，电渣钢表面的缓冷介质厚度大于或等于80mm，缓冷时间为73-87h，当电渣钢的温度小于或等于150°C时，将电渣钢吊出缓冷坑；将缓冷后的电渣钢在48h以内进行退火处理，将电渣钢在小于或等于300°C时装炉，以 45-550C /h的加热速度加热至820-840°C并在该温度下按照不同的锭型保温ll_16h，再以 35-450C /h的降温速度降至230-270°C时保温5h后出炉。
2.根据权利要求1所述的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其特征在于，通过控制电渣重熔过程中的电压和电流来控制所述自耗电极的熔化速度。
3.根据权利要求1所述的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其特征在于，所述电渣钢从出炉至进入缓冷坑的总时间中，电渣钢的出炉时间小于或等于2min，电渣钢转运至缓冷坑的时间小于或等于細in。
4.根据权利要求1所述的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其特征在于，所述缓冷介质为普通河砂，所述普通河砂的粒度为0. 2-1. 0mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的P91电渣钢表面裂纹的控制方法，其特征在于， 所述电渣钢的锭型为Φ 350mm-Φ 600mm。
全文摘要
本发明公开了一种P91电渣钢表面裂纹的控制方法，所述控制方法包括以下步骤控制电渣重熔过程中自耗电极的熔化速度以及结晶过程中的水冷强度；将电渣钢快速出炉至缓冷坑，所述从出炉至进入缓冷坑的总时间小于或等于6min；用缓冷介质将电渣钢迅速掩埋在缓冷坑中进行缓冷，电渣钢表面的缓冷介质厚度大于或等于80mm，缓冷时间为73-87h，当电渣钢的温度小于或等于150℃时，将电渣钢吊出缓冷坑；将缓冷后的电渣钢在48h以内进行退火处理，将电渣钢在小于或等于300℃时装炉，以45-55℃/h的加热速度加热至820-840℃并在该温度下按照不同的锭型保温11-16h，再以35-45℃/h的降温速度降至230-270℃时保温5h后出炉。本发明简单易行并且能有效防止P91电渣钢表面裂纹的产生，尤其适合于生产φ350mm-φ600mm的P91电渣钢锭。
文档编号C21D1/84GK102443706SQ201110411020
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘志军, 吕学辉, 李鑫, 王跃建, 胡茂会, 苏雄杰, 郑刚, 魏平, 黄国玖 申请人:攀钢集团成都钢钒有限公司