專利名稱：：一種高速鋼電極坯水平連鑄生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種高速鋼電極坯水平連鑄生產(chǎn)方法。二、
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)高速鋼由于其具有高硬度、紅硬性等特性，是特鋼中的特鋼，被廣泛用于制造車刀、鉆頭等各類工具，尤其是高速切削、難切削材料的加工刀具，市場(chǎng)需求十分廣闊。隨著現(xiàn)代加工業(yè)的高速發(fā)展，加工速度的進(jìn)一步提高，對(duì)高速鋼的性能要求越來(lái)越高，高速鋼需求量以每年20%的速度增長(zhǎng)。2006年，世界高速鋼總需求量達(dá)30多萬(wàn)噸。目前，高速鋼的生產(chǎn)工藝流程主要是高速鋼冶煉—電極坯—電渣重熔—開(kāi)坯—軋制—高速鋼產(chǎn)品電極坯通常釆用模鑄工藝生產(chǎn)，由于該模鑄生產(chǎn)金屬收得率低、能耗高、生產(chǎn)成本高，申請(qǐng)者提出采用水平連鑄的方法生產(chǎn)高速鋼電極坯。連鑄生產(chǎn)不同鋼種時(shí)往往需要更換中間包。高速鋼品種多、批量相對(duì)較小，正常生產(chǎn)條件下，中間包往往沒(méi)達(dá)到使用壽命的情況下就需要更換。準(zhǔn)備一個(gè)中間包需要一萬(wàn)元以上，且更換中間包需中斷生產(chǎn)半小時(shí)左右，由此帶來(lái)生產(chǎn)不連續(xù)性和極大的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本也急劇升高。三、
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明針對(duì)以往電極坯模鑄工藝的技術(shù)缺陷，提供一種高速鋼電極坯水平連鑄生產(chǎn)方法，避免頻繁更換中間包，使中間包得到充分利用，維持了生產(chǎn)的連續(xù)性，并降低了生產(chǎn)成本。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種高速鋼電極坯水平連鑄生產(chǎn)方法，生產(chǎn)步驟為在連鑄過(guò)程中，設(shè)第N種鋼為A鋼，1<N《6，其連鑄加入的最后一包鋼水出鋼溫度比其液相線溫度提高60~70°C，連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量至少為T噸；設(shè)第N+l種鋼為B鋼，冶煉B鋼的第一爐鋼水重量為K噸，成分按照S"=&(7>幻—控制，公式中Bw為B鋼種冶煉第一爐X元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量，Bx為B鋼種成分的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許波動(dòng)范圍的中間值，Ax為A鋼種的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許波動(dòng)范圍的中間值，上述中間值為波動(dòng)范圍兩端點(diǎn)的平均值；B鋼種的出鋼溫度比其液相線溫度提高60~70°C,B鋼種以后冶煉的鋼水成分按By控制，出鋼溫度按液相線溫度提高40~5(TC控制；當(dāng)?shù)贜種鋼連鑄至中間包中剩余T~(T+0.1)噸時(shí)，將第(N+l)種鋼的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌使得鋼水溫度成分均勻，氬氣壓力為0.15MPa0.35MPa,此時(shí)將連鑄速度控制在0.4m/min;在第(N+l)種鋼的第一爐鋼水注入后經(jīng)吹氬氣攪拌使得中間包內(nèi)的鋼水成分均勻，將第(N+l)種鋼的第二爐鋼水加入中間包；第(N+l)種鋼的第二爐鋼水加入中間包后連鑄lOmin后，連鑄速率按0.1~0.2m/min的增速加大至0.7~1.0m/min;將第(N+l)鋼種第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯為合格的第(N+l)種鋼的電極坯材料。T的確定由經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)容器中液體快流完而液面降到臨界高度時(shí)，在流出口上方會(huì)形成旋渦。中間包內(nèi)鋼水液面高度降低到臨界高度時(shí)，會(huì)鋼液表面的保護(hù)渣、空氣巻入鋼液中，同時(shí)使連鑄過(guò)程不穩(wěn)定，因此需要控制中間包的鋼水液面臨界高度，或稱為正常連鑄時(shí)中間包中鋼水的最少重量。為確定T值，可釆用物理模型(水模型)、使用脈沖示蹤技術(shù)來(lái)測(cè)定。根據(jù)刺激響應(yīng)原理，在水模型的中間包入口處，將定量的示蹤劑(如KC1溶液)以脈沖方式注入鋼包鋼流，探頭測(cè)定出口處的濃度變化，從而判斷鋼水液面臨界高度。有益效果l)操作簡(jiǎn)單本發(fā)明僅要求對(duì)新鋼種第一爐成分控制有要求，其余操作均是正?？刂?，容易實(shí)現(xiàn)；2)保證了連鑄生產(chǎn)的連續(xù)性由于高速鋼批量相對(duì)較小，頻繁更換中間包將大大影響連鑄生產(chǎn)的連續(xù)性和生產(chǎn)效率。使用本發(fā)明將充分發(fā)揮連鑄生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，保證了高速鋼連鑄生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了生產(chǎn)率；3)降低生產(chǎn)成本本發(fā)明無(wú)需更換中間包即可實(shí)現(xiàn)不同鋼種的連鑄生產(chǎn)，可充分發(fā)揮中間包的使用壽命，大大降低了相關(guān)費(fèi)用；4)效果良好更換新鋼種僅僅影響較低拉速下5min的高速鋼連鑄坯，其余連鑄坯均為合格產(chǎn)品。四具體實(shí)施方式實(shí)施例1本發(fā)明的技術(shù)解決方案為在連鑄過(guò)程中，設(shè)第N種鋼為A鋼，1<N<6,其連鑄加入的最后一包鋼水出鋼溫度比其液相線溫度提高60~70°C，連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量至少為T噸；i殳第N+l種鋼為B鋼，冶煉B鋼的第一爐鋼水重量為k噸，成分按照5力Tx^控制,公式中為b鋼種冶煉第一爐X元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量，Bx為B鋼種成分的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許波動(dòng)范圍的中間值，Ax為A鋼種的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許波動(dòng)范圍的中間值，上述中間值為波動(dòng)范圍兩端點(diǎn)的平均值；B鋼種的出鋼溫度比其液相線溫度提高60~70°C,B鋼種以后冶煉的鋼水成分按Bx控制，出鋼溫度按液相線溫度提高40-50。C控制；當(dāng)?shù)贜種鋼連鑄至中間包中剩余T(T+0.1)噸時(shí)，將第(N+l)種鋼的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌使得鋼水溫度成分均勻，氬氣壓力為0.15MPa0.35MPa,此時(shí)將連鑄速度控制在0.4m/min;在第(N+l)種鋼的第一爐鋼水注入后經(jīng)吹氬氣攪拌使得中間包內(nèi)的鋼水成分均勻，將第(N+l)種鋼的第二爐鋼水加入中間包；第(N+l)種鋼的第二爐鋼水加入中間包后連鑄10min后，連鑄速率按0.1~0.2m/min的增速加大至0.7~1.0m/min;將第(N+l)鋼種第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯為合格的第(N+l)種鋼的電極坯材料。實(shí)施例21)連鑄第一種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為164(TC，同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0-1.1噸；2)連鑄第二種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1630°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1620°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3)當(dāng)?shù)谝环N鋼(W9Mo3Cr4V鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第二種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa，將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；4)連鑄10min后，連鑄速率按0.1m/min的逐漸加大至正常速率0.7m/min;5)將第二種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足第二種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)的要求。實(shí)施例31)第一種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1630°C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0-1.1，，屯；2)第二種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1640°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表、出鋼溫度為1630°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>3)當(dāng)?shù)谝环N鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第二種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa，將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；4)連鑄10min后，連鑄速率按0.1m/min的逐漸加大至正常速率0.8m/min;5)將第二種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)的第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足W4Mo3Cr4VSi鋼的要求。實(shí)施例41)連鑄第二種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1640°C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0-1.1吃；2)連鑄第三種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1650°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1640°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>3)當(dāng)?shù)诙N鋼(W9Mo3Cr4V鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第三種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.30MPa，將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；4)連鑄10min后，連鑄速率按0.2m/min逐漸加大至正常連鑄速率0.8m/min;5)連鑄第三種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)的鋼水加入后2m長(zhǎng)連鑄坯按廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出連鑄坯成分均滿足W4Mo3Cr4VSi鋼的要求。6)第三種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1640°C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0-1.1噸；7)連鑄第四種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1640°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1630°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>8)當(dāng)?shù)谌N鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第四種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa,將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；9)連鑄10min后，連鑄速率按0.1m/min的逐漸加大至正常速率0.8m/min;10)將第四種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)的第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足W9Mo3Cr4V鋼要求。實(shí)施例51)第一種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1640°C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為l噸；2)第二種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)冶煉的第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1640°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1630°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3)當(dāng)?shù)谝环N鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第二種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa,將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；4)連鑄10min后，連鑄速率按0.2m/min逐漸加大至正常連鑄速率0.8m/min;5)將第二種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)的第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足W9Mo3Cr4V鋼的要求。6)連鑄第二種鋼(W9Mo3Cr4V鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1640。C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0~1.1噸；7)連鑄第三種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1630°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1620°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>8)當(dāng)?shù)诙N鋼(W9Mo3Cr4V鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第三種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa，將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；9)連鑄10min后，連鑄速率按O.lmAnin的逐漸加大至正常速率0.7m/min;10)將第三種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足W6Mo5Cr4V2鋼的要求。11)第三種鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1630°C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0~1.1-屯；12)第四種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1640°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表、出鋼溫度為1630°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>13)當(dāng)?shù)谌N鋼(W6Mo5Cr4V2鋼)連鑄至1.0~1.1噸時(shí)，將第四種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa,將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；14)連鑄10min后，連鑄速率按0.2m/min的逐漸加大至正常速率0.8m/min;15)將第四種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)的第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足W4Mo3Cr4VSi鋼的要求。16)第四種鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)連鑄末期，鋼水出鋼溫度為1630°C,同時(shí)中間包加熱裝置工作；連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量最少為1.0-1.1p屯；17)第五種鋼(W2Mo9Cr4VCo8鋼)冶煉第一爐鋼水為3噸，各成分含量控制見(jiàn)下表，出鋼溫度為1625°C;第二爐以后的鋼水成分控制見(jiàn)下表、出鋼溫度為1615°C;<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>18)當(dāng)?shù)谒姆N鋼(W4Mo3Cr4VSi鋼)連鑄至1.0-1.1噸時(shí)，將第五種鋼(W2Mo9Cr4VCo8鋼)的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，攪拌壓力為0.25MPa，將連鑄速度控制在0.4m/min;第一爐鋼水注入5min后，第二爐鋼水加入中間包；19)連鑄10min后，連鑄速率按0.2m/min的逐漸力o大至正常速率0.8m/min;20)將第五種鋼(W2Mo9Cr4VCo8鋼)的第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出2m長(zhǎng)的坯料作廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯成分均滿足W2Mo9Cr4VCo8鋼的要求。權(quán)利要求1.一種高速鋼電極坯水平連鑄生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟為在連鑄過(guò)程中，設(shè)第N種鋼為A鋼，1≤N≤6，其連鑄加入的最后一包鋼水出鋼溫度比其液相線溫度提高60～70℃，連鑄正常工作時(shí)中間包內(nèi)鋼水重量至少為T噸；設(shè)第N+1種鋼為B鋼，冶煉B鋼的第一爐鋼水重量為K噸，成分按照<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>B</mi><mrow><mi>X</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>B</mi><mi>X</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>T</mi><mo>+</mo><mi>K</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>T</mi><mo>&times;</mo><msub><mi>A</mi><mi>X</mi></msub></mrow><mi>K</mi></mfrac></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0001"file="S2008100988788C00011.gif"wi="45"he="8"top="87"left="69"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/-->控制，公式中BX1為B鋼種冶煉第一爐X元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量，BX為B鋼種成分的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許波動(dòng)范圍的中間值，AX為A鋼種的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許波動(dòng)范圍的中間值，上述中間值為波動(dòng)范圍兩端點(diǎn)的平均值；B鋼種的出鋼溫度比其液相線溫度提高60～70℃，B鋼種以后冶煉的鋼水成分按BX控制，出鋼溫度按液相線溫度提高40～50℃控制；當(dāng)?shù)贜種鋼連鑄至中間包中剩余T～(T+0.1)噸時(shí)，將第(N+1)種鋼的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌使得鋼水溫度成分均勻，氬氣壓力為0.15MPa～0.35MPa，此時(shí)將連鑄速度控制在0.4m/min；在第(N+1)種鋼的第一爐鋼水注入后經(jīng)吹氬氣攪拌使得中間包內(nèi)的鋼水成分均勻，將第(N+1)種鋼的第二爐鋼水加入中間包；第(N+1)種鋼的第二爐鋼水加入中間包后連鑄10min后，連鑄速率按0.1～0.2m/min的增速加大至0.7～1.0m/min；將第(N+1)鋼種第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯為合格的第(N+1)種鋼的電極坯材料。全文摘要一種高速鋼電極坯水平連鑄生產(chǎn)方法，生產(chǎn)步驟為當(dāng)?shù)贜種鋼連鑄至中間包中剩余T～(T+0.1)噸時(shí)，將第(N+1)種鋼的第一爐鋼水通過(guò)ZrO保護(hù)套管注入中間包內(nèi)，并吹氬攪拌，氬氣壓力為0.15MPa～0.35MPa，此時(shí)將連鑄速度控制在0.4m/min；在第(N+1)種鋼的第一爐鋼水注入5min后，將第(N+1)種鋼的第二爐鋼水加入中間包；第(N+1)種鋼的第二爐鋼水加入中間包后連鑄10min后，連鑄速率按0.1～0.2m/min的速度加大至0.7～1.0m/min；將第(N+1)鋼種第一爐鋼水加入后5min內(nèi)連鑄出的坯料作為廢料處理，后續(xù)生產(chǎn)出的連鑄坯為合格的第(N+1)種鋼的電極坯材料。文檔編號(hào)B22D11/10GK101274358SQ200810098878公開(kāi)日2008年10月1日申請(qǐng)日期2008年5月9日優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日發(fā)明者周雪峰,峰方,朱旺龍,李德輝,蔣建清申請(qǐng)人:東南大學(xué)