[发明专利]一种大型钢锭的多包连续浇注方法

说明书

本发明涉及一种大型钢锭的多包连续浇注方法。该方法是以VC精炼包作为中间包进行真空浇注，后续精炼好的钢水注入VC精炼包内实现多包连续浇注；VC精炼包内钢水表面覆盖有精炼还原渣，以在破空后保护钢水；后续精炼好的钢水注入精炼还原渣之下；真空浇注时控制VC精炼包内：钢水浇注温度逐渐上升；C和Mo元素的含量逐渐下降；浇注速度逐渐下降。该方法直接将VC精炼包当作浇注的中间包，避免倒包，使用浸入精炼还原渣下的长水口实现多包连续浇注，防止钢液浇注时二次氧化。偏析是一个连续的过程，通过控制C和Mo元素浓度连续降低，浇注温度连续升高，浇注速度梯度减少，实现对反偏析的连续控制，从而达到抑制宏观偏析的目的。

技术领域

本发明属于钢锭的浇铸技术领域，具体涉及一种大型钢锭的多包连续浇注方法。

背景技术

电力、冶金、船舶、石化、重型机械和国防等工业对大型锻件的需求迅猛增加，对其质量要求越来越高。特别是大型核电机组用核岛铸锻件、常规岛低压整体转子铸锻件、大型汽轮机转子、水轮机主轴、大型轧辊、石油加氢反应器、远洋轮船曲轴等均需要超大型优质钢锭锻造而成。因而超大型钢锭制造技术是制造超大型铸锻件的核心。

大型钢锭指单重100吨以上的钢锭。高质量的大型钢锭的获得主要取决于两个方面，一方面是高纯钢水的冶炼，另一方面是铸锭过程，其中，浇注工艺是获得高质量钢锭的重要环节，特别是多包合浇时。此时，通常需要2炉以上钢水通过一个过渡容器(称为中间包)实现连浇而成，即精炼后的钢水从钢包底部通过水口控制注入中间包，然后在中间包内形成一定熔池深度的钢水再通过塞棒(塞杆包)控制注入具有真空浇注的钢锭模。钢锭模放置在真空室内，中间包与真空室之间密封，满足钢锭的真空浇注要求。

从真空精炼后到真空浇注前需要破除真空(破空)，倒包过程(钢水倒入中间包，利用中间包浇注)很容易氧化和吸气，产生的二次氧化产物及夹杂会对带来钢锭质量缺陷，而且这些质量缺陷很难通过后期热加工过程去除。

此外，宏观偏析也是大纲钢锭容易产生的质量缺陷之一，大型钢锭的凝固时间长，完全凝固时间长达几十小时甚到上百小时，由于溶质再分配、流体流动等因素导致化学成份分布不均，其中尤以C和Mo元素最为严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型钢锭的多包连续浇注方法，能够防止钢液浇注时二次氧化，抑制宏观偏析。

为实现上述目的，本发明的大型钢锭的多包连续浇注方法的技术方案是：

一种大型钢锭的多包连续浇注方法，包括以下步骤：以VC精炼包作为中间包进行真空浇注，后续精炼好的钢水注入VC精炼包内实现多包连续浇注；

所述VC精炼包内钢水表面覆盖有精炼还原渣，以在破空后保护钢水；所述后续精炼好的钢水注入精炼还原渣之下；

所述真空浇注时控制VC精炼包内：钢水浇注温度逐渐上升；C和Mo元素的含量逐渐下降；浇注速度逐渐下降。

本发明的大型钢锭的多包连续浇注方法，直接将VC精炼包当作浇注的中间包，避免倒包，使用浸入精炼还原渣下的长水口实现多包连续浇注，防止钢液浇注时二次氧化；偏析是一个连续的过程，通过控制C和Mo元素浓度连续降低，浇注温度连续升高，浇注速度梯度减少，实现对反偏析的连续控制，从而达到抑制宏观偏析的目的。

精炼还原渣即炉外精炼还原渣，可参考现有技术造还原渣。优选的，所述精炼还原渣的厚度不小于200mm。进一步优选的，所述精炼还原渣通过向钢水中加入造渣材料形成，所述造渣材料由以下质量百分比的组分组成：CaO：50-55％，Al₂O₃：10-12％，SiO₂：18-22％，MnO：0.1-0.5％，MgO：7-12％，CaF₂：7-10％。