本發明涉及模具鋼連鑄生產領域，尤其涉及高碳高合金萊氏體鋼種的連鑄領域，是一種弧形連鑄機生產高合金萊氏體鋼種的方法。

　　背景技術：

　　工模具的發展水平是衡量一個國家制造業發展水平的重要標志之一。據預測，2017～2020年，我國工模具行業年均增速將保持在8％左右。工模具的第一大用戶是汽車工業，刀具以及冷作模具在汽車行業使用量最大，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。國內廠家均采用模鑄方錠、扁錠生產工藝，成材率低，成本高。本發明解決連鑄機生產連鑄高合金冷作模具鋼表面及內部質量問題，能夠替代模鑄扁錠。

　　技術實現要素：

　　為解決連鑄機生產連鑄高合金工模具鋼表面及內部質量問題：本發明涉及一種弧形連鑄機生產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、軋質量要求。

　　本發明所采用的技術方案為：

　　1.精煉：采用低熔點三元渣系，經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，結晶器中加入結晶保護渣。

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

　　5.結晶保護渣：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，單獨連鑄會發生與引錠桿連接的的鑄坯脆裂、脆斷，造成澆鑄失敗。本發明采用與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℃，采用向結晶器內加長度為10cm、直徑20mm的鋼筋冷料，降低結晶器內鋼液溫度，使結晶器內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。

　　本發明已經成功連鑄出斷面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，表面質量可實現無修磨；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

　　下面結合實例詳細說明本弧形連鑄機生產高碳高鉻冷作模具鋼的方法的具體實施方法，但本發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整成份。當溫度、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℃，吊包至連鑄回轉臺。

　　iv.連鑄首包鋼水為40cr13，當中包剩余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。中包內鋼水量控制在14噸。

　　v.結晶器更換為高碳高合金鋼保護渣，并逐流向結晶器內加長度為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.采用側孔浸入式水口，插入深度120mm。

　　viii.采用非正弦振動，振動參數選擇額定振幅2.5mm，額定振頻120次/min，非正弦率20％。結晶器水量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(結晶器電攪)電流強度300a,頻率3hz。

　　x.結晶器保護渣堿度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.鑄坯經火切后，順速吊入經紅坯預熱至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整成份。當溫度、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℃，吊包至連鑄回轉臺。

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

　　xix.結晶器更換為高碳高合金鋼保護渣，并逐流向結晶器內加長度為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.采用側孔浸入式水口，插入深度120mm。

　　xxii.采用非正弦振動，振動參數選擇額定振幅2.5mm，額定振頻120次/min，非正弦率20％。結晶器水量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(結晶器電攪)電流強度300a,頻率3hz。

　　xxiv.結晶器保護渣堿度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.鑄坯經火切后，順速吊入經紅坯預熱至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整成份。當溫度、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℃，吊包至連鑄回轉臺。

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

　　xxxiii.結晶器更換為高碳高合金保護渣，并逐流向結晶器內加長度為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.采用側孔浸入式水口，插入深度115mm。

　　xxxvi.采用非正弦振動，振動參數選擇額定振幅2.5mm，額定振頻120次/min，非正弦率20％。結晶器水量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(結晶器電攪)電流強度300a,頻率3hz。

　　xxxviii.結晶器保護渣堿度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.鑄坯經火切后，順速吊入經紅坯預熱至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。

　　技術特征：

　　1.一種弧形連鑄生產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；結晶器中加入結晶保護渣；

　　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.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，步驟二中結晶保護渣：熔點985℃，堿度1.0，粘度(1300℃)10poise。

　　技術總結

　　本發明公開了一種弧形連鑄生產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。

　　技術研發人員：張亞彬;凌元祥;呂世建;郭長華;廖斌;朱喜達;馮英育

　　受保護的技術使用者：江陰華潤制鋼有限公司

　　技術研發日：2019.10.30

　　技術公布日：2019.12.27