[发明专利]一种含钨耐热钢的大圆坯连铸方法

说明书

本发明涉及9Cr耐热钢，大规格高合金圆坯连铸工艺技术领域。一种含钨耐热钢的大圆坯连铸方法，包括以下步骤：步骤一：在LF炉内进行还原和调渣操作；步骤二：在VD炉进行钢水的脱氢和增氮处理；步骤三：将大包的钢水浇注到中间包内；步骤四：专用结晶器保护渣，液渣层厚度控制在8‑10mm；步骤五：Ф690断面连铸坯，采用三段搅拌。通过实施本发明的连铸方法消除了连铸开浇过程漏钢、铸坯表面裂纹、铸坯中心裂纹等缺陷，铸坯低倍质量明显改善。

技术领域

本发明涉及9Cr耐热钢，大规格高合金圆坯连铸工艺技术领域，尤其涉及一种含钨耐热钢的大圆坯连铸方法。

背景技术

含钨耐热钢是在9Cr耐热钢的基础上加入钨合金和微量的硼元素，属于一种马氏体耐热钢，具有优异的抗高温蠕变性能和抗高温氧化性能，钨元素（1.60%-1.80%）的加入使得该钢种的高温强度和蠕变性能得到进一步提高，能够降低高压锅炉的管道系统重量，同时该钢种的抗低周热疲劳性能优于奥氏体不锈钢（如TP347H），该钢种导热率较低、凝固收缩系数小，从而造成该钢在连铸生产的难度极大，一方面是容易在结晶器内钢水凝固过程散热不好导致铸坯壳不均匀，形成铸坯壳裂纹铸坯出结晶器后漏钢；由于要控制铁素体的形成必须进行低过热度浇铸，这样就加剧了出坯过程的漏钢风险和凝固裂纹的产生。一方面合金含量高，由于含有较多特殊的合金元素，钢水凝固过程中偏析、疏松严重，钢水凝固后形成的铸坯塑性较差，容易产生裂纹缺陷，在铸坯表面形成裂纹不能直接当做管坯使用。

目前该类钢种主要由模铸工艺生产，通过锻造成管坯后穿管，工序时间长、成本高，同时模铸工艺生产质量稳定性较差，生产效率低，成材率低。因此，本发明的方法实现了大圆坯连铸生产，大规格圆连铸坯直接用于大规格耐热钢管穿管。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种含钨耐热钢的大圆坯连铸方法。

本发明的目的是这样实现的：一种含钨耐热钢的大圆坯连铸方法，包括以下步骤：步骤一：在LF炉内进行还原和调渣操作，精炼炉调整温度和成分后，同时进行白渣还原25-35分钟；步骤二：在VD炉进行钢水的脱氢和增氮处理，VD处理高真空度≤67Pa下保持时间20-30分钟，破空后进行底吹氮软搅拌20-25分钟，吹氮流量600-800L/min，加入硼铁进行硼合金化，钢水氢含量控制[H]：≤2ppm，钢水氮含量控制[N]：0.04-0.06%；步骤三：将大包的钢水浇注到中间包内，过热度30-40℃，浸入水口插入深度120-125mm，拉速0.24-0.26 m/min；步骤四：专用结晶器保护渣，液渣层厚度控制在8-10mm；步骤五：Ф690断面连铸坯，采用三段搅拌。

步骤一中精炼炉调整温度和成分后，钢水成分的质量百分比符合以下要求：C：0.07-0.13，Si：0.20-0.30，Mn：0.30-0.60，P：≤0.012，S：≤0.010，Cr：8.50-9.50，W：1.60-1.70，Ni：≤0.4，Mo：0.30-0.60，Nb：0.04-0.09，Al：≤0.02；其余为Fe及其它残余元素。

步骤五中三段搅拌的参数设置为铸流电磁搅拌：250A/2.5Hz；二冷电磁搅拌：100A/2.0Hz；末端电磁搅拌：350A/1.0Hz。

本发明的有益效果是：通过实施本发明的连铸方法，使得首次在国内实现了含钨耐热钢的大圆坯作为穿管的原料管坯直接使用，相比模铸工艺成材率提升10-12%，制造成本降低10%以上。消除了连铸开浇过程漏钢、铸坯表面裂纹、铸坯中心裂纹等缺陷，铸坯低倍质量明显改善。

具体实施方式

本发明克服了模铸生产工艺质量不稳定、生产效率低、成材率低的缺点，解决了大圆坯连铸开浇过程漏钢、铸坯中心低倍质量（中心裂纹、偏析等）不好、铸坯表面裂纹等问题；管坯制造成本大幅度降低，大规格圆连铸坯直接用于大规格钢管穿管。