本發(fā)明涉及模具鋼連鑄生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及高碳高合金萊氏體鋼種的連鑄領(lǐng)域，是一種弧形連鑄機生產(chǎn)高合金萊氏體鋼種的方法。

　　背景技術(shù)：

　　工模具的發(fā)展水平是衡量一個國家制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。據(jù)預(yù)測，2017～2020年，我國工模具行業(yè)年均增速將保持在8％左右。工模具的第一大用戶是汽車工業(yè)，刀具以及冷作模具在汽車行業(yè)使用量最大，高合金冷作工模具鋼，其平衡組織為萊氏體，硬度高，韌性差，不利于連鑄生產(chǎn)。國內(nèi)廠家均采用模鑄方錠、扁錠生產(chǎn)工藝，成材率低，成本高。本發(fā)明解決連鑄機生產(chǎn)連鑄高合金冷作模具鋼表面及內(nèi)部質(zhì)量問題，能夠替代模鑄扁錠。

　　技術(shù)實現(xiàn)要素：

　　為解決連鑄機生產(chǎn)連鑄高合金工模具鋼表面及內(nèi)部質(zhì)量問題：本發(fā)明涉及一種弧形連鑄機生產(chǎn)高合金冷作模具鋼方法，本方法連鑄出高碳高合金連鑄坯，表面無裂紋,中心疏松、中心縮孔、中心裂紋均小于2.0級。能夠滿足下工序鍛、軋質(zhì)量要求。

　　本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

　　1.精煉：采用低熔點三元渣系，經(jīng)vd真空處理，vd后鈣處理并軟吹15分鐘以上。控制氣體含量：[o]≤30ppmv；[n]≤180ppmv；[h]≤2ppmv。

　　2.中間包全程氬氣保護澆鑄。

　　3.連鑄：過熱度35～45℃；采用側(cè)孔浸入式水口，浸入式水口插入深度110～120mm；拉速0.55～0.60m/min；僅足輥段采用全水冷卻，比水量0.05l/kg，二冷段采用空冷方式，結(jié)晶器中加入結(jié)晶保護渣。

　　4.電磁攪拌：采用m-ems(結(jié)晶器電攪)電流強度300a，頻率3hz。

　　5.結(jié)晶保護渣：熔點985℃，堿度1.0，粘度(1300℃)10poise。

　　6.連鑄開澆用40cr13鋼水，高碳高合金萊氏體鋼與40cr13異鋼種連澆。考慮高碳高合金萊氏體鋼連鑄可澆性差，單獨連鑄會發(fā)生與引錠桿連接的的鑄坯脆裂、脆斷，造成澆鑄失敗。本發(fā)明采用與40cr13異鋼種連澆，有效地解決此問題。

　　7.過渡鋼水因中包過熱度差異達85℃，采用向結(jié)晶器內(nèi)加長度為10cm、直徑20mm的鋼筋冷料，降低結(jié)晶器內(nèi)鋼液溫度，使結(jié)晶器內(nèi)鋼液形成正常坯殼厚度，有效解決高溫漏鋼問題。

　　8.鑄坯進行拉矯機前，使用燃氣槍對鑄坯角部進行溫度補償，確保進拉矯機溫度達890℃以上。

　　9.坑式退火：退火溫度820℃，保溫24小時，隨坑冷卻至150℃以下，出坑檢查、修磨處理。

　　10.連鑄成斷面150×500mm2的小板連鑄坯。

　　本發(fā)明已經(jīng)成功連鑄出斷面150×500mm2的d2(cr12mo1v1)、cr12mov和cr8等高碳高合金萊氏體鋼種小板連鑄坯，表面無裂紋，表面質(zhì)量可實現(xiàn)無修磨；中心疏松、中心縮孔、中心裂紋均小于2.0級。可替代模鑄扁錠直接軋制冷作模具板材，與模鑄扁錠相比提高成材率10％左右。

　　具體實施方式

　　下面結(jié)合實例詳細說明本弧形連鑄機生產(chǎn)高碳高鉻冷作模具鋼的方法的具體實施方法，但本發(fā)明的具體實施方法不局限于下述實施例。

　　實例一

　　i.本實施例是在r12米三機三流弧形連鑄機上進行，生產(chǎn)斷面150×500mm2，鋼種d2(cr12mo1v1)，液相線溫度1390℃。

　　ii.75噸鋼水至lf爐取樣、測溫1513℃；通電升溫，加300kg活性石灰、30kg鋁粉脫氧造渣、視樣采用高碳鉻鐵調(diào)整成份。當(dāng)溫度、成份滿足工藝要求，測溫1555℃。

　　iii.吊包至vd爐座包，測溫1549℃，真空脫氣處理，10分鐘后真空度達70pa，高真空保持40分鐘。破空后，測溫、取氣體樣并現(xiàn)場定氫；[o]：20ppmv；[n]：129ppmv；[h]：1.3ppmv。喂ф13mm硅鈣包芯線100m。加入大包覆蓋劑60kg,調(diào)整氬氣壓力，使鋼液面微動，軟吹氬18分鐘，測溫1472℃，吊包至連鑄回轉(zhuǎn)臺。

　　iv.連鑄首包鋼水為40cr13，當(dāng)中包剩余40cr13鋼水10噸，降低拉速到0.40m/min，中包剩余8噸，d2(cr12mo1v1)大包開澆。中包內(nèi)鋼水量控制在14噸。

　　v.結(jié)晶器更換為高碳高合金鋼保護渣，并逐流向結(jié)晶器內(nèi)加長度為10cm、直徑20mm的鋼筋冷料，時間15分鐘左右。

　　vi.d2(cr12mo1v1)大包開澆15min測溫1439℃，中包液面升滿，中包內(nèi)鋼水量達23噸；拉速0.48m/min；25min測溫1431℃；拉速0.60m/min；35min測溫1426℃；拉速0.60m/min；大包結(jié)束，中包鋼水量小于13噸，逐步緩慢降速至0.40m/min，中包余鋼量達4噸時逐流停澆。

　　vii.采用側(cè)孔浸入式水口，插入深度120mm。

　　viii.采用非正弦振動，振動參數(shù)選擇額定振幅2.5mm，額定振頻120次/min，非正弦率20％。結(jié)晶器水量3580l/min，比水量0.05l/kg，僅足輥段全水冷卻，二冷段采用空冷。

　　ix.采用m-ems(結(jié)晶器電攪)電流強度300a,頻率3hz。

　　x.結(jié)晶器保護渣堿度1.0、熔點985℃、粘度(1300℃)10poise、噸鋼用量0.61kg/t。

　　xi.鑄坯進行拉矯機前，使用然氣槍對鑄坯角部進行溫度補償，進拉矯機溫度達895℃。

　　xii.鑄坯經(jīng)火切后，順?biāo)俚跞虢?jīng)紅坯預(yù)熱至200℃左右的緩冷坑，紅坯入坑溫度520℃。

　　xiii.坑式退火：退火溫度820℃，保溫24小時，隨坑冷卻至150℃以下，出坑檢查、修磨處理。

　　xiv.本實施例生產(chǎn)的鑄坯表面無裂紋、表面無需修磨處理，中心疏松、中心縮孔、中心裂紋均小于2.0級。

　　實例二

　　xv.本實施例是在r12米三機三流弧形連鑄機上進行，生產(chǎn)斷面150×500mm2，鋼種cr12mov，液相線溫度1390℃。

　　xvi.72噸鋼水至lf爐取樣、測溫1518℃；通電升溫，加300kg活性石灰、30kg鋁粉脫氧造渣、視樣采用高碳鉻鐵調(diào)整成份。當(dāng)溫度、成份滿足工藝要求，測溫1551℃。

　　xvii.吊包至vd爐座包，測溫1546℃，真空脫氣處理，10分鐘后真空度達70pa，高真空保持38分鐘。破空后，測溫、取氣體樣并現(xiàn)場定氫；[o]：26ppmv；[n]：136ppmv；[h]：1.6ppmv。喂ф13mm硅鈣包芯線100m。加入大包覆蓋劑60kg，調(diào)整氬氣壓力，使鋼液面微動，軟吹氬17分鐘，測溫1470℃，吊包至連鑄回轉(zhuǎn)臺。

　　xviii.連鑄首包鋼水為40cr13，當(dāng)中包剩余40cr13鋼水10噸，降低拉速到0.40m/min，中包剩余8噸，cr12mov大包開澆。中包內(nèi)鋼水量控制在13噸。

　　xix.結(jié)晶器更換為高碳高合金鋼保護渣，并逐流向結(jié)晶器內(nèi)加長度為10cm、直徑20mm的鋼筋冷料，時間15分鐘左右。

　　xx.cr12mov大包開澆15min，測溫1436℃，中包液面升滿，中包內(nèi)鋼水量達23噸；拉速0.48m/min；25min測溫1428℃；拉速0.60m/min；35min測溫1422℃；拉速0.60m/min；大包結(jié)束，中包鋼水量小于13噸，逐步緩慢降速至0.40m/min，中包余鋼量達4噸時逐流停澆。

　　xxi.采用側(cè)孔浸入式水口，插入深度120mm。

　　xxii.采用非正弦振動，振動參數(shù)選擇額定振幅2.5mm，額定振頻120次/min，非正弦率20％。結(jié)晶器水量3580l/min，比水量0.05l/kg，僅足輥段全水冷卻，二冷段采用空冷。

　　xxiii.采用m-ems(結(jié)晶器電攪)電流強度300a,頻率3hz。

　　xxiv.結(jié)晶器保護渣堿度1.0、熔點985℃、粘度(1300℃)10poise、噸鋼用量0.62kg/t。

　　xxv.鑄坯進行拉矯機前，使用然氣槍對鑄坯角部進行溫度補償，進拉矯機溫度達891℃。

　　xxvi.鑄坯經(jīng)火切后，順?biāo)俚跞虢?jīng)紅坯預(yù)熱至200℃左右的緩冷坑，紅坯入坑溫度526℃。

　　xxvii.坑式退火：退火溫度820℃，保溫24小時，隨坑冷卻至150℃以下，出坑檢查、修磨處理。

　　xxviii.本實施例生產(chǎn)的鑄坯表面無裂紋、表面無需修磨處理，中心疏松、中心縮孔、中心裂紋均小于2.0級。

　　實例三

　　xxix.本實施例是在r12米三機三流弧形連鑄機上進行，生產(chǎn)斷面150×500mm2，鋼種cr8，液相線溫度1392℃。

　　xxx.76噸鋼水至lf爐取樣、測溫1525℃；通電升溫，加300kg活性石灰、30kg鋁粉脫氧造渣、試樣采用高碳鉻鐵調(diào)整成份。當(dāng)溫度、成份滿足工藝要求。測溫1558℃。

　　xxxi.吊包至vd爐座包，測溫1551℃，真空脫氣處理，10分鐘后真空度達70pa，高真空保持41分鐘。破空后，測溫、取氣體樣并現(xiàn)場定氫；[o]：23ppmv；[n]：139ppmv；[h]：1.4ppmv。喂ф13mm硅鈣包芯線100m。加大包覆蓋劑60kg，調(diào)整氬氣壓力，使鋼液面微動，軟吹氬20分鐘，測溫1474℃，吊包至連鑄回轉(zhuǎn)臺。

　　xxxii.連鑄首包鋼水為40cr13，當(dāng)中包剩余40cr13鋼水10噸，降低拉速到0.40m/min，中包剩余7噸，cr8大包開澆。中包內(nèi)鋼水量控制在13噸。

　　xxxiii.結(jié)晶器更換為高碳高合金保護渣，并逐流向結(jié)晶器內(nèi)加長度為10cm、直徑20mm鋼筋冷料，時間15分鐘左右。

　　xxxiv.cr8大包開澆15min測溫1441℃，中包液面升滿，中包內(nèi)鋼水量達23.5噸；拉速0.48m/min；25min測溫1433℃；拉速0.60m/min；35min測溫1423℃；拉速0.60m/min；大包結(jié)束，中包鋼水量小于13噸，逐步緩慢降速至0.40m/min，中包余鋼量達4噸時逐流停澆。

　　xxxv.采用側(cè)孔浸入式水口，插入深度115mm。

　　xxxvi.采用非正弦振動，振動參數(shù)選擇額定振幅2.5mm，額定振頻120次/min，非正弦率20％。結(jié)晶器水量3580l/min,比水量0.05l/kg，僅足輥段全水冷卻，二冷段采用空冷。

　　xxxvii.采用m-ems(結(jié)晶器電攪)電流強度300a,頻率3hz。

　　xxxviii.結(jié)晶器保護渣堿度1.0、熔點985℃、粘度(1300℃)10poise、噸鋼用量0.59kg/t。

　　xxxix.鑄坯進行拉矯機前，使用然氣槍對鑄坯角部進行溫度補償，進拉矯機溫度達892℃。

　　xl.鑄坯經(jīng)火切后，順?biāo)俚跞虢?jīng)紅坯預(yù)熱至200℃左右的緩冷坑，紅坯入坑溫度525℃。

　　xli.坑式退火：退火溫度820℃，保溫24小時，隨坑冷卻至150℃以下，出坑檢查、修磨處理。

　　xlii.本實施例生產(chǎn)的鑄坯表面無裂紋、表面無需修磨處理，中心疏松、中心縮孔、中心裂紋均小于2.0級。

　　技術(shù)特征：

　　1.一種弧形連鑄生產(chǎn)高碳高合金萊氏體鋼的方法，包括下述依次的步驟：

　　步驟一：精煉：采用低熔點三元渣系，經(jīng)vd真空處理，vd后鈣處理并軟吹15分鐘以上，控制氣體含量：[o]≤30ppmv；

　　[n]≤180ppmv；[h]≤2ppmv；

　　步驟二：連鑄：過熱度35～45℃；采用側(cè)孔浸入式水口，浸入式水口插入深度110～120mm；拉速0.55～0.60m/min；僅足輥段采用全水冷卻，比水量0.05l/kg，二冷段采用空冷方式；結(jié)晶器中加入結(jié)晶保護渣；

　　步驟三：連鑄開澆用40cr13鋼水，高碳高合金萊氏體鋼與40cr13異鋼種連澆；

　　步驟四：鑄坯進行拉矯機前，使用燃氣槍對鑄坯角部進行溫度補償，確保進拉矯機溫度達890℃以上；

　　步驟五：坑式退火：退火溫度820℃，保溫24小時，隨坑冷卻至150℃以下出坑；

　　步驟六：連鑄成斷面150×500mm2的小板連鑄坯。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，它適用的鋼種是d2(cr12mo1v1)、cr12mov、cr8等高碳高合金萊氏體鋼種。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，步驟二中結(jié)晶保護渣：熔點985℃，堿度1.0，粘度(1300℃)10poise。

　　技術(shù)總結(jié)

　　本發(fā)明公開了一種弧形連鑄生產(chǎn)高碳高合金萊氏體鋼的方法，包括下述步驟：I LF采用低熔點三元渣系，經(jīng)VD真空處理、鈣處理并軟吹，控制氣體含量：[O]≤30ppmv；[N]≤180ppmv；[H]≤2ppmv；Ⅱ過熱度35～45℃；采用側(cè)孔浸入式水口，浸入式水口插入深度110～120mm；拉速0.55～0.60m/min；Ⅲ連鑄開澆用40Cr13鋼水，高碳高合金萊氏體鋼與40Cr13異鋼種連澆；IV坑式退火：退火溫度820℃，保溫24小時，隨坑冷卻至150℃以下出坑；V連鑄成斷面150×500mm2的小板連鑄坯。本方法連鑄出的小板坯，表面無需修磨處理，可替代模鑄扁錠直接軋制冷作模具板材。

　　技術(shù)研發(fā)人員：張亞彬;凌元祥;呂世建;郭長華;廖斌;朱喜達;馮英育

　　受保護的技術(shù)使用者：江陰華潤制鋼有限公司

　　技術(shù)研發(fā)日：2019.10.30

　　技術(shù)公布日：2019.12.27