一种无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法与流程

本发明属于冶金，具体涉及一种无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法。

背景技术：

1、我国是基础设施建设大国，随着基建进程的加快，用于开采煤炭、金属、岩石等矿山的钎具钢需求量也在逐年提高，钎具钢属于中碳高硅系列钢种，其强韧性配合比较好，具有很高的疲劳强度、弹性极限、比较低的缺口敏感性，已广泛用于生产锥体钎杆等钎具配件。然而在实际生产过程中，中碳高硅钢圆坯经常出现表面裂纹缺陷，该类型裂纹在后续轧制过程中会传导至轧材表面，形成表面裂纹，由于裂纹深浅不均，经常需要对表面裂纹进行人工打磨处理，对于裂纹较深的轧材，打磨处理后仍达不到厂家尺寸要求，往往只能选择判废，这大大增加了产品生产过程中的成本和产品成材率。

2、申请号为cn201810147733.6的中国专利申请公开了“一种高硅钢及生产方法”，该发明中所指的高硅钢为低碳高硅钢，与中碳高硅钢成分差距较大，且其坯形为板坯，并不适用于中碳高硅钢圆坯的生产。在现有技术中，尚无能够有效解决中碳高硅钢上述技术难题的方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，该方法获得的中碳高硅钢圆坯无表面裂纹缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，所述方法包括铁水预脱硫、转炉冶炼、lf精炼、vd精炼、圆坯连铸工序，具体控制步骤如下：

3、（1）铁水预脱硫工序：在脱硫前预扒渣，使铁水裸露面≥30%，脱硫后，将铁水表面渣子扒净，铁水裸露面≥90%，出站铁水温度≥1300℃，确保出站铁水[s]≤0.010%；

4、（2）转炉冶炼工序：冶炼终点钢水中成分及质量百分含量为：[c]:0.375～0.395%，[s]≤0.010%，[p]≤0.0090%；

5、（3）lf精炼工序：出站时钢水成分及质量百分含量为：[c]:0.440～0.460%，[si]:1.20～1.30%，[als]:0.015～0.020%，[mn]:1.95～2.10%，[mo]:0.40～0.42%，[s]≤0.003%，[p]≤0.010%，[n]≤0.0045%；

6、（4）vd精炼工序：出站时钢水成分及质量百分含量为：[c]:0.440～0.460%，[si]:1.20～1.30%，[als]:0.015～0.020%，[mn]:1.95～2.10%，[mo]:0.40～0.42%，[s]≤0.003%，[p]≤0.010%，[n]≤0.0040%；

7、（5）圆坯连铸工序：中间包钢水温度1527～1537℃；保护渣使用中碳高硅钢专用保护渣；中包钢水氧、氮含量质量数控制为t[o]≤20ppm、[n]≤40ppm；所述中碳高硅钢专用保护渣成分及质量百分比为：sio2:30.0～35.0%，cao:22.0～28.0%，mgo:0.5～1.5%，al2o3:3.0～5.0%，na2o:10.0～12.0%，f:3.0～5.0%，c:12.5～15.5%，熔点为1000～1100℃，粘度为1.60～2.20泊。

8、本发明所述转炉冶炼工序，按照终渣碱度3.5～4.0配加石灰，冶炼终点钢水温度1640～1670℃。

9、本发明所述转炉冶炼工序，转炉出钢采用前后双挡工艺，前挡采用挡渣塞，后挡采用滑板与挡渣标联合挡渣，下渣厚度≤30mm。

10、本发明所述转炉冶炼工序，出钢1/5时开始加料，加料顺序依次为石灰、钢砂铝、硅铁、高碳锰铁，出钢4/5前加完合金和造渣料，出钢时间≥3min。

11、本发明所述lf精炼工序，通过铝线和铝线段分别对钢水及熔渣进行脱氧，终点渣样中tfe+mno≤1.0%。

12、本发明所述vd精炼工序，vd真空度≤67pa，氩气吹气流量为50～80nm3/h，确保钢水的脱氮效果，之后再对钢水成分进行配钛及最终的合金成分调整，之后保持纯脱气时间≥8min。

13、本发明所述圆坯连铸工序，中间包使用无碳低硅覆盖剂，中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1300℃，烘烤时间≥3h，中间包使用镁质耐材，铝碳质上水口、铝碳质塞棒和浸入式水口；采用低拉速进行浇注，拉速≤0.4m/min，结晶器配水采用缓冷模式，结晶器水量1500～1600l/min；二冷区采用前弱后强的冷却模式，二冷前段与后段水量比为1:1.4-1.6，总水量为0.14-0.16l/kg。

14、本发明所述中碳高硅钢圆坯中n含量≤40ppm，s≤0.003%。

15、本发明所述中碳高硅钢圆坯规格为φ200-600mm。

16、本发明所述中碳高硅钢圆坯无表面裂纹。

17、本发明生产圆坯经热轧工序后最终生产出无表面裂纹的中碳高硅钢产品。

18、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过对转炉、lf、vd、连铸各工序全过程对n含量进行精细控制，使得成品中n含量≤40ppm，极大的减少了氮化物的高温析出导致的表面裂纹缺陷。2、采用铁水预脱硫+lf精炼的配置，确保钢种s元素的控制在0.003%以下；采用中碳高硅钢专用保护渣，能够有效减少中碳高硅钢成分特点导致的导热率低，铸坯坯壳不均匀引起的各类表面裂纹，进而提高圆坯表面质量，最终生产出的中碳高硅钢圆坯无表面裂纹缺陷。

技术特征：

1.一种无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述方法包括铁水预脱硫、转炉冶炼、lf精炼、vd精炼、圆坯连铸工序，具体控制步骤如下：

2.根据权利要求1所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，按照终渣碱度3.5～4.0配加石灰，冶炼终点钢水温度1640～1670℃。

3.根据权利要求1所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，转炉出钢采用前后双挡工艺，前挡采用挡渣塞，后挡采用滑板与挡渣标联合挡渣，下渣厚度≤30mm。

4.根据权利要求1所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，出钢1/5时开始加料，加料顺序依次为石灰、钢砂铝、硅铁、高碳锰铁，出钢4/5前加完合金和造渣料，出钢时间≥3min。

5.根据权利要求1所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述lf精炼工序，通过铝线和铝线段分别对钢水及熔渣进行脱氧，终点渣样中tfe+mno≤1.0%。

6.根据权利要求1所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述vd精炼工序，vd真空度≤67pa，氩气吹气流量为50～80nm3/h，确保钢水的脱氮效果，之后再对钢水成分进行配钛及最终的合金成分调整，之后保持纯脱气时间≥8min。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述圆坯连铸工序，中间包使用无碳低硅覆盖剂，中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1300℃，烘烤时间≥3h，中间包使用镁质耐材，铝碳质上水口、铝碳质塞棒和浸入式水口；采用低拉速进行浇注，拉速≤0.4m/min，结晶器配水采用缓冷模式，结晶器水量1500～1600l/min；二冷区采用前弱后强的冷却模式，二冷前段与后段水量比为1:1.4-1.6，总水量为0.14-0.16l/kg。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述中碳高硅钢圆坯中n含量≤40ppm，s≤0.003%。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述中碳高硅钢圆坯规格为φ200-600mm。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，其特征在于，所述中碳高硅钢圆坯无表面裂纹。

技术总结
本发明提供一种无表面裂纹中碳高硅钢圆坯的生产方法，属于冶金技术领域。生产方法包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、VD精炼、圆坯连铸工序；圆坯连铸工序使用中碳高硅钢专用保护渣；中包钢水氧、氮含量质量数控制为T[O]≤20ppm、[N]≤40ppm；中碳高硅钢专用保护渣成分及重量配比为SiO<subgt;2</subgt;:30.0～35.0%，CaO:22.0～28.0%，MgO:0.5～1.5%，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;:3.0～5.0%，Na<subgt;2</subgt;O:10.0～12.0%，F:3.0～5.0%，C:12.5～15.5%。本发明可实现高表面质量中碳高硅钢圆坯的生产。

技术研发人员：毛文文,李杰,张彩东,么洪勇,杨成宇,王京华,刘勇,田志强,邢力勇,刘崇
受保护的技术使用者：河钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13