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38 CrMoAl的连铸工艺实践
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38 CrMoAl的连铸工艺实践
刘波
本溪钢铁集团公司 辽宁 本溪 117000
摘 要 由于38CrMoAl钢中含有较高的Al，钢水的流动性差，不利于连铸的生产，本钢板材股份有限公司特殊钢厂根据自己连铸机的特点，制定出合理的连铸工艺，成功的拉出合格的连铸坯，并且钢材质量优于模注产品，解决了38CrMoAl钢点状偏析的缺陷。
关键词 38CrMoAl；点状偏析；连铸
0 前言
随着本钢板材股份有限公司特殊钢厂235 mm×265 mm中方坯连铸机的建成与投产，最初阶段只试生产普通品种，如27 SiMn、45等。为适应特钢厂特殊钢生产的要求，扩大品种的生产，适应市场的需求，特钢厂工艺人员结合特钢厂连铸机的特点，研究38 CrMoAl钢连铸的可行性，制定出合理的连铸工艺，成功浇注了38CrMoAl钢连铸坯。
1 38 CrMoAl钢的特点
38CrMoAl钢属于合金结构钢中的高级氮化钢，与渗碳钢相比，钢的表面氮化层硬度和耐磨性均较渗碳钢为高，所以经过氮化的零件经久耐用，性能较好。
38CrMoAl钢经常出现的质量问题有点状偏析、发纹和低倍夹杂。
模铸的38 CrMoAl钢经常出现严重的点状偏析。在钢锭头部较重，钢锭的中下部较轻或不存在。它在横向低倍试样上呈点状分布，在纵向低倍试样上呈气体通道形状分布。现代分析手段探明，38 CrMoAl钢中的点状偏析属于碳、磷、硫等元素的正偏析及铝的负偏析，较少发现夹杂物的聚集。钢中气体的存在和钢锭结晶条件对点状偏析的形成有着重要的影响。尽量降低钢中气体含量和钢锭均匀快速冷却，能够显著改善38CrMoAl钢中的点状偏析。这一点模铸工艺是不能实现的，而通过连铸工艺可实现连铸坯的均匀快速冷却。
模铸的38CrMoAl．钢经常产生表面夹杂或皮下夹杂，轧制后往往在钢坯表面形成夹杂裂纹。表面夹杂和皮下夹杂的形成，主要是38CrMoAl钢流动性差而且易发生氧化。模铸工艺不能实现全程保护浇铸，不可避免发生钢水的二次氧化，而连铸工艺的优势可实现从大包到中间包到结晶器的全程保护浇铸，避免二次氧化造成的对钢水的危害。
基于模铸工艺38 CrMoAl钢存在着严重的质量的问题，38CrMoAl钢连铸工艺是解决钢质量缺陷的最佳方案。
连铸的38 CrMoAl钢中含有0．70－1．10％的A1，所以钢水的黏度较大，流动性差，连铸的可浇性差，钢中易生成Al2O3出现结瘤而断浇，但是连铸坯成材率高，表面质量好，38CrMoAl连铸坯综合质量明显优于38 CrMoAl钢锭质量。制定合理的连铸工艺是实现38 CrMoAl钢连铸的重要保证。
2 工艺的制定
根据38 CrMoAl钢本身的特点，制定合理的连铸工艺，以实现38CrMoAl钢的连铸，提高产品的质量。
2．1 38CrMoAI钢连铸保护渣的选择
38CrMoAl钢保护渣要求：
在结晶器与坯壳之间形成一定厚度的渣膜，以便能够产生很好的润滑，防止钢液与结晶器壁发生粘连；同时能够吸收上浮A12O3夹杂而保护渣性能不发生明显变化，降低钢中A12O3的含量。
根据38 CrMoAl钢的特性，选用如下性能的保护渣：
2．2 连铸工艺参数的选择
2．2．1 过热度的选择
考虑到38 CrMoAl钢水黏度较大及结晶器电磁搅拌的应用，采用高过热度浇铸，中间包过热度定为30～40℃，用以保证钢水良好的流动性，便于浇铸。
2．2．2 二冷强度的选择
二冷区的汽水雾化冷却给铸坯提供了均匀迅速的冷却效果。为保证铸坯在进矫直机铸坯温度大于1000℃，用以避开A1N析出的温度范围，防止产生裂纹，故二冷段采用弱冷，以保证铸坯在弯曲和矫直时有足够高的温度。
2．2．3 结晶器电磁搅拌作用及参数的选择
结晶器电磁搅拌的作用：
·增加等轴晶率
·减少表面和皮下的气孔和针孔
·减少表面和皮下夹杂物
·坯壳均匀化
·将高温钢水带到弯月面附近，有利于降低振痕深度，提高铸坯表面质量
·改善中心疏松
·改善中心偏析
·放宽连铸的工艺条件
考虑到38 CrMoAl．钢浇注温度偏高，为获得良好的低倍质量，制定合理的电磁搅拌参数，以获得高的中心等轴晶率，抵消高温浇注的不利影响。
2．2．4 采用塞棒吹氩工艺，防止水口结瘤，保证实现多炉连浇
通过塞棒的芯部往浸人式水口内通人氩气，可以在钢水和浸人式水口内壁之间形成一层气壁，防止A12O3在浸人式水口内壁的沉积，从而可避免因沉积过多的A12O3造成的结瘤而中断浇铸。严格控制氩气的吹入量，以防止结晶器液面产生过大的波动造成钢液卷渣。
2．2．5 38CrMoAl具体工艺参数如下：
通过上述工艺的制定，实现了38 CrMoAl钢的4连浇。
2．3 38CrMoAI的连铸生产
2006年12月份，对38 CrMoAI钢进行第一次试生产，炉号84137，05228，生产235 mm ×265 mm 2．8米定尺连铸坯供650车间产∮90、∮100热轧圆棒。具体工艺参数如下：
从实际生产发现，中包过热度和拉速的控制都比规程设定的参数高，主要是钢包到转台的温度偏高，应控制钢水上台温度，浇铸后期中包过热度和拉速的控制接近规程参数的制定。
3 理化检验图片及低倍质量
38CrMoAl产材低倍照片
与模铸钢相比，连铸钢质量优于模铸钢的质量。
4 工艺完善
根据第一次38CrMoAl连铸坯的试生产情况验结果，对工艺进行了修改和完善，使38CrMoAl钢的连铸工艺稳定，完全能够生产出优质的38 CrMoAl连铸坯和钢材。
5 结论
(1)特钢厂制定的38CrMoAl连铸工艺完全能够生产出高质量的连铸坯，满足钢材轧制的要求。
(2)为获得良好的连铸坯表面质量，必须做到结晶器液面波动的稳定性，液面波动≤±3 mm，必须采用液面自动控制。
(3)采用全程保护浇注，防止钢水的二次氧化，以便利于浇注，防止A12O3在浸人式水口结瘤，有利于提高钢水的纯净度，避免点状偏析缺陷的出现。
参考文献
[1]卢盛意，冶金工业出版社，《连铸坯质量》，2003．3
[2]孙培林，冶金工业出版社，《电炉炼钢学》，1995．11
[3]赵沛，冶金工业出版社，《合金钢冶炼》，1992．10
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