一种中锰耐磨钢板坯连铸的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金行业合金钢冶炼-浇铸领域，具体涉及中锰耐磨钢的浇铸生产方 法。
【背景技术】
[0002] 中锰耐磨钢（BTW1)材料[Mn]含量在6-9%，是煤机行业机构的理想材料，中锰耐 磨钢（BTW1)热轧板材料现主要用于煤机行业挖煤机械抓斗，并得到了煤机行业一致的认 可。目前国内中锰耐磨钢（BTW1)的生产，大多数采取模铸，成材率不高，后续加工难度大， 板坯连铸生产中锰耐磨钢（BTW1)，填补了连铸生产中锰耐磨钢的空缺，因此开展中锰耐磨 钢（BTW1)板材的研制很有必要。
[0003] 其中钢种BTW1作为中锰耐磨钢的代表钢种，含锰在6-9%，同时含铌，由于其相变 温度区间与铸坯出连铸机辊道温度区间易重合，属于对温度敏感性钢种，铸坯在连铸生产 后易产生纵裂纹等缺陷，连铸工艺控制难度较大，国内目前普遍使用模铸进行生产。
[0004] 由于该钢种裂纹对温度敏感性高，国内各大钢铁厂家在进行了大量连铸生产试 验，但因无法解决裂纹问题而不再进行生产。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用板坯连铸来生产中锰耐磨钢 (BTW1)的方法，确保板坯连铸生产中锰耐磨钢（BTW1)的表面无纵向裂纹等缺陷。
[0006] 本发明的技术方案是，一种中锰耐磨钢板坯连铸的生产方法，包括电炉初炼工序， 钢包炉精炼工序以及连铸工序，其特征在于：
[0007] 所述钢包炉精炼工序中，精炼炉吊包前开氩气搅拌，以搅拌面积大于钢液面40% 为宜，搅拌时间需大于5min，搅拌后镇静时间大于5min，喂入矽钙线2. 5-3. 75m/t，镇静时 间大于3min后吊包；
[0008] 在所述连铸工序中，中间包内的钢液的过热度控制在25-32°C内；连铸工序中结 晶器冷却水采用软水；所述冷却二冷强度控制在〇.l-o. 6L/kg;
[0009] 在所述连铸工序中，在板坯厚度*板坯宽度为200mm*l100?1300mm的断面，连铸 拉速控制在0. 40-0. 60m/min，在板述厚度*板述宽度为150mm*1100?1300mm的断面，连铸 拉速控制在0. 80?1. 00m/min。
[0010] 本发明如果过热度超过32°c，钢坯表面产生纵向裂纹缺陷；过热度低于25°C，则 易引起水口冻结，迫使浇铸中断；对于板坯拉速，拉速过快：连铸坯不能均匀冷却，容易产 生纵向裂纹；拉速过慢：影响连铸机生产能力。所以连铸拉速控制在以上数值。控制在上述 二冷强度内可以使连铸坯的表面质量更好，二冷强度过大，连铸坯表面易出现纵向裂纹。上 述断面是指生产板坯的尺寸规格。
[0011] 优选的是，在所述连铸工序中，在板坯厚度*板坯宽度为200_*1100?1300mm的 断面，连铸拉速控制在0. 50-0. 60m/min.
[0012] 根据本发明的中锰耐磨钢板坯连铸的生产方法，优选的是，对于中间包浇入结晶 器中的钢液，采用浸入式水口保护。其目的是使高温钢水始终与大气隔离。结晶器由四块 铜板组合形成，其中两两对称，形成无底的四边形，较长的边形成的面称为宽面，较短的边 形成的面称为窄面。浸入式水口是指将中间包钢液流入结晶器的水口插入到结晶器钢液面 下一定的深度，隔绝了注流与空气的接触，防止钢液注流冲击钢液面上形成飞溅，杜绝了二 次氧化。
[0013] 在一个优选的实施方案中，所述结晶器中的钢液用保护渣覆盖。用保护渣覆盖可 以进一步使高温钢水始终与大气隔离。
[0014] 优选的是，所述电炉初炼工序中，在40吨及以上的交流电弧炉中进行初炼钢液的 低磷化。
[0015] 优选的是，所述电炉初炼中，钢液温度控制在1600?1620°C。
[0016] 优选的是，所述软水水质要求是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/ L，氯化物不大于50mg/L，娃酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大 于 1-2°dH，pH值 7-8。
[0017] 关于用软水水质的要求，主要是针对板带连铸生产如中锰钢等钢种以及生产设备 的要求，如PH值过大或是过小，则冷却循环水在循环过程中易产生水垢等杂质，在使用长 时间后，堵塞循环管道，对产品质量以及设备产生不利影响。
[0018] 进一步地，所述冷却水流量是：在板坯厚度*板坯宽度为200mm*l100?1300mm的 断面，宽面冷却水流量2100-2400L/分钟，窄面冷却水流量280-330L/分钟；在板坯厚度* 板坯宽度为150mm*1100?1300mm的断面，宽面冷却水流量2500-2900L/分钟，窄面冷却水 流量230-280L/分钟。
[0019] 根据本发明的中锰耐磨钢板坯连铸的生产方法，优选的是，所述钢包炉精炼工序 中，钢液温度控制在1600?1630°C。该温度使钢液之上的固体渣料熔化成液态，一边使钢 液和炉渣均匀化，一边通过热交换和钢包底部的氩气气泡的不断沸腾上升，使钢渣之间发 生化学反应，同时，钢中的脱氧反应及其产物不断吸附上升，达到钢液脱硫的目的。
[0020] 根据本发明的中锰耐磨钢板坯连铸的生产方法，优选的是，在所述钢包浇铸工序 中，浇铸速度为1. 5-2. 5吨钢液/分钟。浇铸速度过快，钢液溢出中间包；浇铸速度太慢，钢 液流动不稳定，降低连铸拉速，使浇铸时间延长，钢液的二次氧化程度增加，不利于控制钢 中氧含量。
[0021] 本发明的工艺流程为：
[0022] 40吨及以上的交流电弧炉初炼(槽式电弧炉）相应吨位的钢包炉精炼(底吹氩）立 式板坯连铸中锰耐磨钢板坯(立式板坯连铸机)。
[0023] 电炉初炼工序，在40吨及以上的交流电弧炉中进行初炼钢液的低磷化。通过通入 交流电流和吹入氧气(氧气流量控制在20-40立方米/吨钢)，并在过程中补充不大于8kg/ 吨钢的石灰，间歇性的流出氧化性炉渣，使装入的炉料熔化为1600_1620°C温度范围内的钢 液，并使得钢液中残余磷的含量降至〇. 015%以下。
[0024] 在钢包炉精炼(容量与交流电弧炉相匹配）中，主要是进行精炼钢液的低硫化(精 炼钢液的硫含量降低到〇. 005%以下)，合金成分的微调以及钢液进入连铸工序温度的控制。
[0025] 当钢液合金成分符合钢种要求，温度符合连铸生产工序要求，连铸工序在中间包 烘烤、引锭头安装等准备工作完成后，可进行连铸作业。首先将钢包内的钢液流入盛钢量16 吨(盛钢量控制在16吨，如盛钢量过小，钢中大颗粒夹杂上浮时间不够，易产生卷渣，盛钢 量过大，则钢水温降较快，浇注后期易产生低温钢水)、完全清理且内表面耐火涂层不得有 裂缝的T型中间包(所谓T型中间包是指接受钢包注入的钢液，然后再由中间包水口分配至 结晶器的耐材容器)，其钢水流入速度控制在1. 5?2. 5吨钢液/分钟。（浇铸速度过快，钢 液溢出中间包；浇铸速度太慢，钢液流动不稳定，降低连铸拉速，使浇铸时间延长，钢液的二 次氧化程度增加，不利于控制钢中氧含量)。对钢包中钢液浇入到中间包的液流，采用吹氩 密封长水口加以保护，以达到高温钢水始终与大气隔离。同时，对中间包中的钢液，用中间 包保护渣覆盖，以达到高温钢水始终与大气隔离的目的。然后使中间包内的钢液通过浸入 式水口进入结晶器内（浸入式水口是指将中间包钢液流入结晶器的水口插入到结晶器钢液 面下一定的深度，隔绝了注流与空气的接触，防止钢液注流冲击钢液面上形成飞溅，杜绝了 二次氧化)，同时结晶器冷却水(结晶器冷却水使用软水，对水质的要求是：总盐含量不大于 400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，娃酸盐不大于40mg/L，悬浮质点不 大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1-2°dH，PH值7-8)和结晶器规则振动中，钢液凝固形成 的初始坯壳逐步下移，出结晶器后，在二冷段通过电磁搅拌、二冷水冷却，逐渐凝固成电阻 合金板述，连铸电阻合金板述尺寸范围为200/150mm(板述厚度）*1100?1300mm(板述宽 度)。
[0026] 本发明，连铸工序主要控制点为：
[0027] 在连铸工序中，中间包内钢液过热度控制在25_35°C内（过热度超过35°C，钢坯表 面易产生纵向裂纹缺陷；过热度低于25°C，易引起水口冻结，迫使浇铸中断）；
[0028] 200mm*1100?1300mm(板坯厚度*板坯宽度）板坯尺寸，连铸工序拉速控制在 0. 50-0. 60m/min;在150mm*1100?1300mm(板述厚度*板述宽度）板述尺寸，连铸工序拉 速控制在0. 80?1. 00m/min。（如果拉速过快，连铸坯不能均匀冷却，容易产生纵向裂纹；拉 速过慢，则影响连铸机生产能力）；
[0029] 3、连铸工序结晶器冷却采用冷却水进行（结晶器冷却水使用软水，对水质的要求 是：总盐含量不大于400mg/L，硫酸盐不大于150mg/L，氯化物不大于50mg/L，娃酸盐不大于 40mg/L，悬浮质点不大于50mg/L，碳酸盐硬度不大于1-2°dH，PH值7-8)。结晶器由四块 铜板组合形成，其中两两对称，形成无底的四边形，较长的边形成的面称为宽面，较短的边 形成的面称为窄面。
[0030] 在200mm*1100?1300mm(板述厚度*板述宽度）断面（断面是指生产板述的 尺寸规格)，宽面冷却水流量2100-2400L/分钟，窄面冷却水流量280-330L/分钟；在 150mm*1100?1300mm(板坯厚度*板坯宽度)断面，宽面冷却水流量2500-2900L/分钟，窄 面冷却水流量230-280L/分钟。
[0031] 4、连铸工序，二冷水二冷强度控制在0.l-o. 6L/kg。控制在该二冷强度内可以使连 铸坯的表面质量更好，二冷强度过小，则达不到冷却效果。二冷强度过大，连铸坯表面易出 现纵向裂纹。
[0032] 本发明提供一种连铸中锰耐磨钢（BTW1)板坯的生产方法，这种方法通过采用精确 的