专利名称：一种汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法
技术领域：
本发明涉及一种汽轮机叶片用耐热不锈钢连铸方法，具体讲是一种1CrllMoV汽 轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法。
背景技术：
1CrllMoV(GB/TB8732-2004)为马氏体型不锈热强钢，是用于制造低于540。C条件 下使用的汽轮机和燃气轮机叶片的良好材料。由于1CrllMoV钢中碳含量处于铸坯纵裂最 敏感区域，连铸非常困难，现有的连铸方法生产的连铸坯有纵裂纹缺陷，纵裂纹一般在铸坯 宽度的中心，深10 15mm，长2 8mm(有时整炉铸坯存在纵裂)。所以1CrllMoV均为模 注生产，综合成材率低。
发明内容
为了克服现有1CrllMoV连铸方法纵裂严重的不足，本发明提供一种避免铸坯纵 裂的1CrllMoV汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法。 本发明的构思是分析lCrllMoV马氏体不锈钢纵裂机理，采用合理的连铸工艺技 术，避免了铸坯纵裂。 本汽轮机叶片用耐热不锈钢中板的化学成分的质量百分配比为
C :0. 11% 0. 18% Si 0. 25% 0. 50% Mn 0. 30% 0. 60%
0<P《0.035% 0<S《0.030% Cr :10. 0% 11. 5% 0《Ni《0.6% V :0. 25% 0. 40% Mo :0. 50% 0. 70%， 其余为Fe与不可避免的杂质。铸还外形尺寸一般长1500mm 3000mm，宽950mm 1280mm，厚度160mm或180mm。
本1CrllMoV连铸方法包括下述依次的步骤
( — )大包开浇 大包钢水重量40 45吨，温度1560°C 1570°C，钢水化学成分的质量百分配比 为C :0. 11% 0. 18% Si 0. 25% 0. 50% Mn 0. 30% 0. 60%
0<P《0.035% 0<S《0.030% Cr :10. 0% 11. 5%0《Ni《0.6% V :0. 25% 0. 40% Mo :0. 50% 0. 70%， 其余为Fe与不可避免的杂质。 装有钢水的大包在连铸叉臂上镇静8 lOmin后，大包通过长水口导入中间包中， 中间包烘烤温度1000 120(TC，长水口与大包连接处采取氩气密封。
(二)中间包开浇 中间包钢水温度控制1520 154(TC，严格控制过热度为20 3(TC，当中间包 钢水达12吨时，中间包钢水通过浸入式水口导入结晶器中，浸入式水口烘烤温度1100 1200°C。
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(三)拉坯 当中间包开浇80 110秒后开始拉坯，在2 4min内，拉速从0. 3m/min —直提 高到目标拉速0. 7 1. 0m/min，达到目标拉速后，保证恒拉速拉坯。结晶器冷却水控制为 结晶器宽面水量1800L/min 2200L/min， 一般2000L/min，结晶器窄面水量280L/min 320L/min， 一般300L/min， 二冷总水量740L/min 780L/min， 一般760L/min，结晶器液面波 动区间控制在士5mm。为了保证铸坯的质量，连铸最后8 10分钟需要缓慢降低拉速，拉速 从目标拉速一直降低到0. 2m/min。中包钢水剩余2 4吨时，连铸进行封顶操作。
(四)切割 铸坯采取火焰切割，切割长度为1500 3000mm，为防止铸坯冷却组织发生马氏体 转变，要求红坯切割，切割时铸坯温度不低于700°C。
(五)铸坯退火 为防止铸坯冷却组织发生马氏体转变及消除铸坯应力，铸坯还发红时(一般铸 坯温度650。C ±50°C)送到退火炉退火，铸坯入退火炉时温度不低于30(TC，退火温度 760°C 士30。C，保温4 6小时，出炉堆冷。 lCrllMoV属于马氏体钢，其高温强度较低，凝固时收縮率较大，严重影响表面质 量。因此，对于lCrllMoV铸坯来讲，连铸容易产生纵裂，且铸坯切割后需及时退火，以防止 铸坯应力释放产生裂纹。 本发明提供的1CrllMoV马氏体不锈钢连铸技术，工艺过程的机理是这样的
a、过热度控制 过热度高，纵裂发生率也高。由于中包温度过高，在结晶器中新生坯壳厚度较薄， 高温强度变弱，铸坯坯壳在凝固收縮过程中容易被撕开，形成微裂纹。另外，因温度偏高，在 结晶器中铸坯的整体收縮量变小，坯壳与结晶器之间的缝隙变小，保护渣流入产生困难，局 部被堵塞，这样流入缝隙中的保护渣不均匀，引起传热不均匀，所形成的坯壳也不均匀，其 薄弱处就易产生纵裂。生产过程中严格控制过热度为20 30°C。
b、拉速控制 裂纹与拉坯速度的波动量有很大关系。在大生产中，生产节奏、钢水温度等许多因 素都会导致拉坯速度变动。当拉速波动小于0. lm/min时，对纵裂基本无影响；当拉速波动 大于O. lm/min时，随拉速波动量的增大，纵裂指数直线上升。因此，铸机拉坯速度的稳定对 减少板坯纵裂有很大的意义。生产中，在控制钢水温度的基础上，保证连铸恒拉速。
c、结晶器液面波动控制 连铸操作中拉速升、降幅度过大造成液面波动大，破坏了钢液在结晶器里的流场 和保护渣合理的三层结构，对裂纹的发生率有极大的影响。另外，无论是升速，还是降速，都 是一个不稳定的状态，增加了裂纹发生的几率。如果液面波动区间由士5mm增加到士20mm 时，纵裂纹指数从0增加到2. 0，因此，结晶器液面波动区间控制在士5mm之内。
d、冷却制度控制 结晶器的冷却强度大小，对初生坯壳的生长有着重要影B向。如冷却强度过大，使初 生坯壳生长过快，在凝固收縮过程中易诱发裂纹，如冷却强度过小，会造成坯壳厚度过薄， 易引起漏钢的发生。1CrllMoV钢属于裂纹敏感性强的钢种，对裂纹敏感性强的钢种在保证 一定坯壳厚度的情况下，宜采用弱冷。因此结晶器冷却水控制为结晶器宽面水量2000L/min，结晶器窄面水量300L/min， 二冷总水量760L/min。
e、铸坯切割、退火控制 为防止铸坯冷却组织发生马氏体转变及消除铸坯应力，铸坯发红时需送到退火炉 退火，铸坯入退火炉时温度大于30(TC，退火温度740 76(TC，保温4 6小时，出炉堆冷。
本1CrllMoV汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法，克服了 1CrllMoV钢中碳含量 处于铸坯纵裂最敏感区域，连铸困难的技术关键，铸出的连铸坯经退火后，没有纵裂纹，综 合成材率提高到87 % ，降低了生产成本。
具体实施例方式
下面结合实施例详细说明1CrllMoV汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法的具体 实施方式，但本1CrllMoV汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法的
具体实施方式
不局限于 下述的实施例。铸还外形尺寸长2500mm，宽1015mm，厚度160mm。
( — )大包开浇 大包钢水重量45吨，温度1565(TC，钢水化学成分的质量百分配比为C :0. 14% Si:0.34% Mn:0.42% P :0.032% S :0. 005% Cr :10. 55% Ni :0. 18% V: 0.34% Mo :0.62， 其余为Fe与不可避免的杂质。 装有钢水的大包在连铸叉臂上镇静8min后，大包通过长水口导入中间包中，长水
口与大包连接处采取氩气密封。 (二)中间包开浇 中间包烘烤温度1150°C，中间包钢水温度控制1529t:，控制过热度为20 30°C， 当中间包钢水达12吨时，中间包钢水通过浸入式水口导入结晶器中，浸入式水口烘烤温度 1180°C。(三)拉坯 当中间包开浇96秒后开始拉坯，在拉坯4min后，拉速从0. 3m/min —直提高到目 标拉速0. 85m/min，并在0. 85m/min恒拉速拉坯。结晶器冷却水控制为结晶器宽面水量 2000L/min，结晶器窄面水量300L/min， 二冷总水量760L/min，结晶器液面波动区间控制在 士3mm。连铸最后8分钟缓慢降低拉速，拉速从0. 85m/min —直降低到0. 25m/min，中包钢水 剩余3. 5吨时，连铸进行了封顶操作。
(四)切割 铸坯采取火焰切割，切割长度为2500mm，为防止铸坯冷却组织发生马氏体转变，要 求红坯切割，切割时铸坯温度测量值为760°C。 [OO51](五)铸坯退火 铸坯切割后，铸坯还发红时送到退火炉退火，铸坯入退火炉时温度35(TC，退火温 度76(TC，保温6小时，出炉堆冷。
权利要求
一种汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法，它包括下述依次的步骤(一)大包开浇大包钢水的温度为1560℃～1570℃，钢水化学成分的质量百分配比为C0.11％～0.18％ Si 0.25％～0.50％ Mn 0.30％～0.60％0＜P≤0.035％ 0＜S≤0.030％ Cr10.0％～11.5％0≤Ni≤0.6％ V0.25％～0.40％ Mo0.50％～0.70％，其余为Fe与不可避免的杂质；装有钢水的大包在连铸叉臂上镇静8～10min后，大包通过长水口导入中间包中，中间包烘烤温度1000～1200℃，长水口与大包连接处采取氩气密封；(二)中间包开浇中间包钢水温度控制1520～1540℃，严格控制过热度为20～30℃，当中间包钢水达12吨时，中间包钢水通过浸入式水口导入结晶器中，浸入式水口烘烤温度1100～1200℃；(三)拉坯当中间包开浇80～110秒后开始拉坯，在2～4min内，拉速从0.3m/min一直提高到目标拉速0.7～1.0m/min，达到目标拉速后，保证恒拉速拉坯。结晶器冷却水控制为结晶器宽面水量1800L/min～2200L/min，结晶器窄面水量280L/min～320L/min，二冷总水量740L/min～780L/min，结晶器液面波动区间控制在±5mm；为了保证铸坯的质量，连铸最后8～10分钟需要缓慢降低拉速，拉速从目标拉速一直降低到0.2m/min；中包钢水剩余2～4吨时，连铸进行封顶操作；(四)切割铸坯采取火焰切割，切割长度为1500～3000mm，切割时铸坯温度不低于700℃；(五)铸坯退火铸坯还发红时将铸坯送到退火炉退火，铸坯入退火炉时温度不低于300℃，退火温度760℃±30℃，保温4～6小时，出炉堆冷。
2. 根据权利要求1所述的汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法，其特征是在步骤 (三)拉坯时，结晶器宽面水量2000min，结晶器窄面水量300min， 二冷总水量760L/min.
全文摘要
一种汽轮机叶片用耐热不锈钢的连铸方法，其步骤如下(一)大包开浇，钢水的温度为1560℃～1570℃，在连铸叉臂上镇静8～10min后，大包导入中间包中，长水口与大包连接处采取氩气密封；(二)中间包开浇，中间包钢水温度1520～1540℃，当中间包钢水达12吨时，中间包钢水导入结晶器中；(三)拉坯，当中间包开浇80～110秒后开始拉坯，达到目标拉速后，恒拉速拉坯。连铸最后8～10分钟缓慢降低拉速；中包钢水剩余2～4吨时，连铸进行封顶操作；(四)切割，切割时铸坯温度不低于700℃；(五)铸坯退火，铸坯还发红时送到退火炉，退火温度760℃±30℃，保温4～6小时，出炉堆冷。本发明铸的连铸坯没有纵裂纹。
文档编号C22C38/24GK101716660SQ200910227938
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月28日 优先权日2009年11月28日
发明者刘承志, 李俊, 范新智 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司