阅读说明：本技术 一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法 (Production method of 32Cr3Mo1V continuous casting round billet for roll sleeve ) 是由 许民 徐书城 单文瑞 陈远清 汪德伟 陈树军 轩康乐 柏京波 于 2019-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及连铸大圆坯生产技术领域,具体公开了一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法。主要解决了现有技术中存在的连铸大圆坯,尤其是大断面存在中心缺陷较大,不能用于生产32Cr3Mo1V辊套主要的原坯料的技术问题。本发明一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法,其中,包括：钢水冶炼,所述钢水冶炼采用杂质元素含量低的铁水,所述杂质元素含量为：pb≤0.002％,As≤0.01％,Sn≤0.002％,Sb≤0.003％,Bi≤0.002％；连铸,所述连铸全程采用保护浇铸,恒拉速生产,使用结晶器、铸流、末端电磁搅拌,配合弱二冷水；加热、锻压,采取低温装炉、加热、镦粗、冲孔、拔长、扩孔,生产的连铸圆坯的化学成分合格、低倍质量及中心质量满足锻造辊套的要求,可用于代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套,具有较好的发展前景。(The invention relates to the technical field of continuous casting large round billet production, and particularly discloses a method for producing a 32Cr3Mo1V continuous casting large round billet for a roll sleeve. Mainly solves the technical problems that the continuous casting large round billet in the prior art, especially the large section has larger central defect and can not be used for producing the main raw billet of the 32Cr3Mo1V roller sleeve. The invention relates to a method for producing a 32Cr3Mo1V continuous casting round billet for a roll sleeve, which comprises the following steps: smelting molten steel, wherein the molten steel smelting adopts molten iron with low impurity element content, and the impurity element content is as follows: pb is less than or equal to 0.002 percent, As is less than or equal to 0.01 percent, Sn is less than or equal to 0.002 percent, Sb is less than or equal to 0.003 percent, and Bi is less than or equal to 0.002 percent; continuous casting, wherein the whole continuous casting process adopts protective casting and constant-pulling-speed production, a crystallizer, a casting flow and tail end electromagnetic stirring are used, and weak secondary cooling water is matched; heating and forging, adopting low-temperature furnace charging, heating, upsetting, punching, drawing out and reaming, wherein the chemical components of the produced continuous casting round billet are qualified, the macroscopic quality and the central quality meet the requirements of forging the roller sleeve, and the continuous casting round billet can be used for replacing steel ingots to produce 32Cr3Mo1V roller sleeves and has better development prospect.)

一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法

技术领域

本发明涉及连铸大圆坯生产技术领域，特别涉及到一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生 产方法。

背景技术

32Cr3Mo1V由于具有较强的抗热疲劳性、良好的导热性以及优良的机械性能，因而经常 被做为铝板带轧制工业领域中辊套的主要材料。

目前生产32Cr3Mo1V辊套主要的原坯料是模铸钢锭，而不使用连铸大圆坯，因为钢锭中 心质量优于连铸大圆坯，钢锭经锻造加工及后续热处理后得到满足性能要求的辊套产品。但 是，模铸钢锭与连铸大圆坯相比，模铸钢锭的成材率要低于连铸大圆坯，锻造相同尺寸的辊 套，钢锭的成材率仅为81.5％，而连铸大圆坯的成材率约为92.7％，模铸钢锭的钢水收得率要 低于连铸大圆坯，且模铸生产的自动化程度远低于连铸生产，模铸生产过程中能源消耗高于 连铸，模铸生产成本更高，具体的，连浇3炉以上，模铸生产成本相较于连铸约高150元/t。

由于连铸与模铸的浇铸方式与凝固原理不同，连铸大圆坯，尤其是大断面存在中心缺陷 较大等特点，不能用于生产32Cr3Mo1V辊套主要的原坯料，因此，采用合理的连铸工艺，提 高连铸坯内部质量，以连铸大圆坯代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套具有较好的发展前景。

发明内容

本发明目的之一为提供一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法，以克服连铸大圆坯 尤其是大断面存在中心缺陷较大，不能用于生产32Cr3Mo1V辊套主要的原坯料的技术问题， 以提高连铸坯内部质量，进产出可替代钢锭锻造32Cr3Mo1V辊套的连铸大圆坯。

为到达上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法，其中，包括：

钢水冶炼，所述钢水冶炼采用杂质元素含量低的铁水，所述杂质元素含量为：pb≤0.002％， As≤0.01％，Sn≤0.002％，Sb≤0.003％，Bi≤0.002％；

连铸，所述连铸全程采用保护浇铸，恒拉速生产，使用结晶器、铸流、末端电磁搅拌， 配合较弱的二冷水，所述二冷水具体为控制比水量范围在0.07-0.10L/kg；

加热、锻压，采取低温装炉、加热、镦粗、冲孔、拔长、扩孔。

采用上述技术手段，辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法，经过电炉→LF精炼→VD 真空脱气→Φ700mm连铸→退火，增加了生产自动化程度，能源消耗低，有效降低了生产成 本；连铸采用恒拉速，控制过热度稳定，采用结晶器、铸流、末端电磁搅拌，全程保护浇铸， 生产出的32Cr3Mo1V连铸大圆坯，连铸大圆坯无冒口、水口，减少了锻造切除冒口、水口工 序，并且提高了连铸坯内部质量，减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯中心 裂纹及缩孔，其低倍质量及中心质量均满足锻造辊套的要求，以按本发明工艺生产出的连铸 大圆坯代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套，其长度方向偏析基本一致，避免了纵向向上偏析的A 型偏析、和纵向向下偏析的V型偏析造成的严重缺陷，延长了辊套的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，其中，所述钢水冶炼过程中：对所述铁水依次经电弧炉冶炼、 LF精炼以及VD真空脱气处理。采用上述技术手段，控制了铁水中的有害元素，生产出气体 含量低、低P、低S的32Cr3Mo1V钢，钢水化学成分满足标准要求。

根据本发明的一个实施例，其中，所述连铸过程中：将32Cr3Mo1V连铸坯置于≥550℃高 温下热装台车炉退火。

根据本发明的一个实施例，其中，所述32Cr3Mo1V连铸规格为Φ700mm规格。

根据本发明的一个实施例，其中，所述退火过程退火温度为850～900℃。采用上述技术 手段，将退火温度设置在850～900℃之间，可节约资源，防止了由于连铸坯中心缺陷大，在 加热锻造时产生裂纹。如果采用的退火温度＞900℃，虽然可以防止连铸坯产生中心裂纹裂缝， 当是由于温度较高，所以需要较多的能量，其资源浪费较为严重。但如果将退火温度控制在 低于550℃比如采用450℃或者400℃的退火温度，则生产出来的连铸坯其内部的裂缝较多， 连铸坯质量较低，不能满足要求，不适合用于代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套。因而本发明生 产工艺中将退火温度控制在850～900℃之间，这样，既能满足防止连铸坯产生裂纹，也可以 节约能源。

根据本发明的一个实施例，其中，所述浇铸过程中，所述退火温度保温时间≥24h。采用 上述技术手段，退火温度保温时间≥24h，为钢水提供了足够的保温时间，为防止由于连铸坯 中心缺陷大，在加热锻造时产生裂纹。

根据本发明的一个实施例，其中，所述连铸过程中：所述恒拉速生产过程，控制过热度 稳定在18～30℃之间。采用上述技术手段，控制过热度稳定在18～30℃之间。

根据本发明的一个实施例，其中，进一步控制所述过热度稳定在20-25℃之间。连铸过 热度是保证连铸产量和铸坯质量的关键工艺参数之一，在生产过程中如果连铸钢水过热度太 小，例如采用过热度＜15℃，这样钢水容易被夹杂物污染，同时容易使水口发生堵塞甚至冻 结，而如果连铸钢水过热度太大，则铸坯中心偏析加重，甚至会诱发拉漏事故，或者因形成 的坯壳较薄而出现裂纹，并使得柱状晶得到发展。连铸钢水的过热度直接影响钢水的凝固情 况，进而影响凝固后的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强度。采用上 述技术手段，进一步控制所述过热度稳定在20-25℃之间，使得连铸培的柱状晶区减小，增 大等轴晶区，防止连铸培柱状晶发达，减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯 中心裂纹及缩孔等内部缺陷。

根据本发明的一个实施例，其中，所述连铸过程中：浇铸完毕后，所述连铸大圆坯随炉 冷却至150℃以下出炉，进入下一步骤。采用上述技术手段，可以消除80％—90％的残余应力， 连铸坯低倍质量，中心疏松≤1.5、缩孔≤1.5、中心裂纹≤1.0，无中间裂纹、白点、气泡和 翻皮缺陷，按YB/T4149标准附录A评级图检验、评级满足。

根据本发明的一个实施例，其中，所述加热、锻压过程中，所述加热、锻压环境温度小 于等于450℃。所述加热、锻压环境温度小于等于450℃，如果环境温度大于450℃，或者大 于500℃，则需要较多的能源以提供如此高的温度，会造成资源的浪费，采用上述技术手段， 消除了连铸坯的中心缺陷，锻合连铸坯缩松，使产品致密，锻后热处理工艺满足探伤标准： JB/T5000.15-2008Ⅱ级要求。

根据本发明的一个实施例，其中，所述冲孔操作采用数控车床冲孔、所述扩孔操作采用 数控车床冲孔。

采用本发明申请上述技术手段最终得到的辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯性能如下：

(测试样品规格为：10x10x50mmKV2，测试温度20℃)

抗拉强度≥1350Rm/Mpa；

规定塑性延伸强度≥1200Rp0.2/Mpa；

断后伸长率≥15％；

断面收缩率≥50％；

吸收能量(冲击能量)≥30(10×10×50mmKV2)/J。

(冲击有U型缺口与V型缺口，其中，测试数据：吸收能量(冲击能量)≥30/J时，其式样规格为10×10×50mmKV2，V型缺口。)

测试项目及其对应标准：

132Cr3Mo1V钢的化学成分重量百分数为:

C：0.33～0.36％，Mn：0.20～0.50％，Si：0.20～0.40％，Cr：3.00～3.20％，Ni：0.30～0.45％， Mo：1.00～1.20％，V：0.19～0.22％，P≤0.008％，S≤0.005％，Cu≤0.10％，Al≤0.01％，[H] ≤0.00013％，[O]≤0.0025％，[N]≤0.0075％；

2连铸坯低倍质量检测标准：YB/T4149标准附录A评级图；

3锻后热处理工艺探伤检测标准：JB/T5000.15-2008。

有益效果：

本发明一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法，经过电炉→LF精炼→VD真空脱气 →Φ700mm连铸→退火，增加了生产自动化程度，能源消耗低，有效降低了生产成本；连铸 采用恒拉速，控制过热度稳定，采用结晶器、铸流、末端电磁搅拌，全程保护浇铸，生产出 的32Cr3Mo1V连铸大圆坯，连铸大圆坯无冒口、水口，减少了锻造切除冒口、水口工序，并且提高了连铸坯内部质量，减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯中心裂纹及 缩孔，其低倍质量及中心质量均满足锻造辊套的要求，以按本发明工艺生产出的连铸大圆坯 代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套，其长度方向偏析基本一致，避免了纵向向上偏析的A型偏析、 和纵向向下偏析的V型偏析造成的严重缺陷，延长了辊套的使用寿命。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明 白，以下对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明，并不 用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、 “左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水 平”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指 示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因 此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第 三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连 接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语 在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多 具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员， 这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和 结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

实施例一：

一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法，其中，包括：

钢水冶炼，所述钢水冶炼采用杂质元素含量低的铁水，所述杂质元素含量为：pb≤0.002％， As≤0.01％，Sn≤0.002％，Sb≤0.003％，Bi≤0.002％，对所述铁水依次经电弧炉冶炼、LF精 炼以及VD真空脱气处理。

LF精炼，即钢包精炼，LF炉(LADLEFURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外 精炼设备。LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉，实际就是电弧炉的一种特殊形式。

VD(VacuumDegassing)真空精炼炉：是钢包真空脱气工序，该工序介于钢包炉(LF)与喂丝(FW)之间，是为连铸机准备钢水，主要过程为：给钢包通氩气，主要脱氢气和氮气，促进夹渣物上浮，工艺很简单，一般在LF炉工序之后，主要是抽真空，底处吹氩气搅拌， 进而进行真空精炼。

钢水冶炼采用杂质元素含量低的铁水，所述杂质元素含量为：pb≤0.002％，As≤0.01％， Sn≤0.002％，Sb≤0.003％，Bi≤0.002％，控制了铁水中的有害元素，生产出气体含量低、低 P、低S的32Cr3Mo1V钢，钢水化学成分满足标准要求。

本发明中此处依据的标准要求为(32Cr3Mo1V钢的化学成分重量百分数为):C：0.33～0.36％，Mn：0.20～0.50％，Si：0.20～0.40％，Cr：3.00～3.20％，Ni：0.30～0.45％，Mo： 1.00～1.20％，V：0.19～0.22％，P≤0.008％，S≤0.005％，Cu≤0.10％，Al≤0.01％，[H]≤0.00013％， [O]≤0.0025％，[N]≤0.0075％。采用炉→LF精炼→VD真空脱气→Φ700mm连铸→退火的生产 工艺，增加了生产自动化程度，能源消耗低，有效降低了生产成。

连铸，所述连铸全程采用保护浇铸，恒拉速生产，控制过热度稳定在18～30℃之间，进 一步控制所述过热度稳定在20-25℃之间，并且使用结晶器、铸流、末端电磁搅拌，配合较 弱的二冷水，所述二冷水具体为控制比水量范围在0.07-0.10L/kg。“比水量”是指单位重量 钢水所使用的冷却水量,用L/kg表示,当确定了二次冷却各区段的冷却水分配比例之后,又知 道浇钢的速率,就能计算出每一个冷却区的冷却水量。采用上述技术手段，连铸过程中，铸坯 的表面温度越高，结晶结构上柱晶被抑制，等晶面积比相对提高，使得连铸培的柱状晶区减 小，增大等轴晶区，防止柱状晶发达，可以增大截面上等轴晶面积比亦可以降低冷却强度， 减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯中心裂纹及缩孔等内部缺陷。为防止由 于连铸坯中心缺陷大，在加热锻造时产生裂纹。

本发明申请32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法中，连铸过程中，控制过热度稳定在18～30℃ 之间，过热度18～30℃，最优的为控制所述过热度稳定在20-25℃之间，为本发明的优选过热 温度，连铸过热度是保证连铸产量和铸坯质量的关键工艺参数之一，在生产过程中如果连铸 钢水过热度太小，例如采用过热度＜15℃，这样钢水容易被夹杂物污染，同时容易使水口发 生堵塞甚至冻结，而如果连铸钢水过热度太大，则铸坯中心偏析加重，甚至会诱发拉漏事故， 或者因形成的坯壳较薄而出现裂纹，并使得柱状晶得到发展。连铸钢水的过热度直接影响钢 水的凝固情况，进而影响凝固后的铸坯表面质量、初生坯壳生长的均匀性以及铸坯的内部强 度。因而本发明申请将钢水连铸过程中的过热度控制稳定在18～30℃之间，最优的为控制所 述过热度稳定在20-25℃之间，这样，使得生产出来的连铸坯柱状晶区减小，增大等轴晶区， 防止柱状晶发达，减轻钢水在凝固过程中的成分偏析，减小连铸坯中心裂纹及缩孔等内部缺 陷，克服了由于连铸坯中心缺陷大，在加热锻造时产生裂纹的缺点。

比水量为1.0-1.2L/kg的为强二冷水，其一般用于常规低碳钢，即采用强冷却，以增大 冷却凝固系数，缩短凝固时间，在同样的冶金长度下，可提高拉速，提高生产率，但如果采 用较强的比如上述比水量为1.0-1.2L/kg的二冷水或者大于本发明申请所采用的弱二冷水比 水量的二冷水，运用到本发明申请所述的生产工艺中，其生产出来的连铸坯中心质量不符合 要求，铸培的柱状晶区较大，等轴晶区较小，柱状晶发达，钢水在凝固过程中的成分偏析较 为严重，导致其内部存在较多的裂纹，存在较多连铸坯中心裂纹及缩孔等内部缺陷，不适合 用于代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套。本发明申请采用的钢为适用于32Cr3Mo1V辊套的，规格 为Φ700mm的32Cr3Mo1V连铸坯，其对于连铸坯的质量要求较高，因为其裂纹敏感性较强， 因而需要采用控制比水量范围在0.07-0.10L/kg的弱二冷水，使得连铸培的柱状晶区减小， 增大等轴晶区，防止柱状晶发达，减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯中心 裂纹及缩孔等内部缺陷。

将Φ700mm规格32Cr3Mo1V连铸坯在≥550℃高温下热装台车炉退火，较佳的退火温度为 850～900℃，采用850～900℃的退火温度，可节约资源，防止产生裂缝；退火温度850～900℃， 保温时间≥24h，随炉冷却至150℃以下出炉，32Cr3Mo1V连铸坯在退火温度850～900℃下保 温时间≥24h，使得连铸坯得到了充分的保温退火，因而防止了由于连铸坯中心缺陷大，在加 热锻造时产生裂纹，可以消除80％—90％的残余应力；在上述退火环境下得到的连铸坯，连铸 坯低倍组质量，中心疏松≤1.5、缩孔≤1.5、中心裂纹≤1.0，无中间裂纹、白点、气泡和翻 皮缺陷，按YB/T4149标准附录A评级图检验、评级满足。

如果采用的退火温度＞900℃，虽然可以防止连铸坯产生中心裂纹裂缝，当是由于温度较 高，所以需要较多的能量，其资源浪费较为严重。但如果将退火温度控制在低于550℃比如 采用450℃或者400℃的退火温度，则生产出来的连铸坯其内部的裂缝较多，连铸坯质量较低， 不能满足要求，不适合用于代替钢锭生产32Cr3Mo1V辊套。因而本发明生产工艺中将退火温 度控制在850～900℃之间，这样，既能满足防止连铸坯产生裂纹，也可以节约能源。

连铸采用恒拉速，控制过热度稳定，采用结晶器、铸流、末端电磁搅拌，全程保护浇铸， 生产出的32Cr3Mo1V连铸大圆坯，连铸大圆坯无冒口、水口，减少了锻造切除冒口、水口工 序，并且提高了连铸坯内部质量，减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯中心 裂纹及缩孔，其低倍质量及中心质量均满足锻造辊套的要求，此连铸坯替代钢锭锻造辊套， 提高了成材率，连铸大圆坯的成材率约为92.7％。

加热、锻压，所述加热、锻压过程中，所述加热、锻压环境温度小于等于450℃，采取低温装炉、加热、镦粗、冲孔、拔长、扩孔，所述冲孔操作采用数控车床冲孔、所述扩孔操 作采用数控车床冲孔。所述加热、锻压环境温度小于等于450℃，如果环境温度大于450℃， 或者大于500℃，则需要较多的能源以提供如此高的温度，会造成资源的浪费，采用此技术 手段，消除了连铸坯的中心缺陷，锻合连铸坯缩松，使产品致密，锻后热处理工艺满足探伤 标准：JB/T5000.15-2008Ⅱ级要求。

本发明实施例采用上述技术手段最终得到的辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯性能如下：

(测试样品规格为：10x10x50mmKV2，测试温度20℃)

抗拉强度≥1350Rm/Mpa；

规定塑性延伸强度≥1200Rp0.2/Mpa；

断后伸长率≥15％；

断面收缩率≥50％；

吸收能量(冲击能量)≥30(10×10×50mmKV2)/J。

(冲击有U型缺口与V型缺口，其中，测试数据：吸收能量(冲击能量)≥30/J时，其式样规格为10×10×50mmKV2，V型缺口。)

如上所述，本发明一种辊套用32Cr3Mo1V连铸大圆坯生产方法，经过电炉→LF精炼→VD 真空脱气→Φ700mm连铸→退火，增加了生产自动化程度，能源消耗低，有效降低了生产成 本；连铸采用恒拉速，控制过热度稳定，采用结晶器、铸流、末端电磁搅拌，全程保护浇铸， 生产出的32Cr3Mo1V连铸大圆坯，连铸大圆坯无冒口、水口，减少了锻造切除冒口、水口工 序，使锻造火次减少一火，节省了能源，锻工劳动强度降低，生产效率提高；并且提高了连 铸坯内部质量，减轻了钢水在凝固过程中的成分偏析，减小了连铸坯中心裂纹及缩孔，其低 倍质量及中心质量均满足锻造辊套的要求；以按本发明工艺生产出的连铸大圆坯代替钢锭生 产32Cr3Mo1V辊套，其长度方向偏析基本一致，避免了纵向向上偏析的A型偏析、和纵向向 下偏析的V型偏析造成的严重缺陷，延长了辊套的使用寿命。即克服现有技术中的技术问题， 生产出可替代传统钢锭锻造32Cr3Mo1V辊套的连铸大圆坯。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能 够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而 言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发 明构思的发明创造均在保护之列。