专利名称：一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域的一种钢的连铸工艺，具体的说是一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺。
背景技术：
冷镦钢，又称铆螺钢或冷顶锻钢，是利用金属的塑性，采用冷镦加工成型工艺生产互换性较高的标准件用钢。冷镦钢冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是节约大量工时，同时金属消耗可以降低109Γ30%，而且产品尺寸精度高、表面光洁度好和生产率高，是近10年来兴起的较先进的机械加工工艺。它主要用制造标准件，非标准紧固件及各种机械零件。冷镦钢产品广泛用于制造螺栓、螺母、螺钉等各类紧固件；另一重要用途是制造冷挤压零部件和各种冷镦成形的零配件，该用途是 随着汽车工业发展起来的，逐步扩大到电器、照相机、纺织器材、机械制造等领域。冷镦钢是目前发展迅速，应用范围广泛的一种高效品种。冷镦用钢的实物品质尚不能完全满足标准件行业要求，在一定程度上依赖进口。据海关统计，我国每年进口的紧固件在12 13万吨。随着紧固件工业的迅猛发展，新钢种不断地开发和引进，对外的出口也日益增多，随汽车、石油、机械等各行业的技术进步，对配套的紧固件提出许多新要求，不但是形式尺寸上的，而且是性能与可靠性上的，实际上是对紧固件材料提出更高的要求。汽车行业的迅猛增长加大了对钢铁材料的需求，虽然我国已持续多年成为世界第一大产钢国，但是汽车发动机及关键部件紧固件用钢由于强度条件的限制还是以进口产品为主。同时汽车的高性能化和轻量化的发展趋势，对作为连接部件的紧固件提出了更高设计应力和轻量化的要求，而紧固件用钢高强度化则是解决这一要求的最有效途径。为了增加紧固件的市场竞争力，在提高钢材性能和冶金质量的同时，还要求减少生产成本，省略或简化工序，降低对能源的消耗。因此开发了节约合金元素的低、中碳高强度硼钢。其成分设计的基本原则是降低含碳量，改善钢的冷变形能力，加入
O.00059Γ0. 0035%的硼，以弥补因降碳而造成的强度和淬透性的损失。另外根据需要还可加适量Cr、Mn、Ti等合金元素，进一步提高淬透性。硼钢的特点是由于少量硼代替大量合金元素，钢材成本降低，碳和合金元素含量低，热轧线材可以直接拉拔物冷镦加工，不需要预先球化退火处理，节约了紧固件的制造成本。但此类钢种在连铸浇注期间，易出现水口堵塞，结晶器液面波动大，可浇注性差的情况。铸坯有时出现密集的角部小横裂，对应盘条表面则产生大量结疤，成品率不高；有时面部出现横向凹陷与纵向凹陷并伴生裂纹，部分铸坯无法通过修磨处理使用，只能报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，可有效防止浇注过程水口堵塞正常的结晶器液面波动，铸坯角部小横裂，连铸浇注顺利，铸坯内外部质量良好，表面无裂纹。本发明解决以上技术问题的技术方案是
一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，中间包开浇前灌氩气，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣，低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为:Si02 :31±1· 0%，CaO :25. 0±4. 0%，Al2O3 :10. 5±4. 0%，Fe2O3 ( I. 5%, MgO ( 4. 5%, F —:彡 2± I. 5%, K2CHNa2O 9. 0± I. 0%, C 固16±2· 0%,H2O ( O. 5%，以上各成分的重量百分之和为100% ；
低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣使用工艺为铸机开始浇注前，将所述保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为140±10°C，烘烤时间为40±10min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，保护渣必须少量勤加，每个流每次加入0.5±0. 1kg，循环 时间为5± lmin，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4±0. 5cm，维持合适的三层结构，从上至下为粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，目视渣面不得见红，操作工每隔10±3min进行一次结晶器渣带清理工作；连铸工序中振动模式采用高频率及小振幅，振动频率为180 - 208次/每分钟，振幅为3-4mm。本发明进一步限定的技术方案是
前述的低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣的物理指标为:熔点(°C) :1170±50，粘度(Pa. s/1300°C，传)1. 2±0· 5，熔速(s/1350°C )46±5，粒度(O. 15-lmm):彡 90%，容重(g/cm3) :0· 60±0· 2。前述的低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，中包中钢水使用的覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为Ca0+Mg0 :20 30%，SiO2 :45 55%,Al2O3 彡 9%,Fe2O3 彡 I. 5%,C ^ 10%,以上各成分的重量百分之和为100%。本发明的有益效果是使用本发明后，在连铸浇注期间，不易出现水口堵塞，结晶器液面波动小，可浇注性好，铸坯不会出现密集的角部小横裂，对应盘条表面不会产生大量结疤，成品率高；面部不会出现横向凹陷与纵向凹陷并伴生裂纹。本发明可有效防止浇注过程水口堵塞正常的结晶器液面波动，铸坯角部小横裂，连铸浇注顺利，铸坯内外部质量良好，表面无裂纹。
具体实施例方式实施例I
本实施例是一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，中间包开浇前灌氩气，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣，低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣理化性能如下
低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为=SiO2 30%,CaO 29%, Al2O3 :6. 5%, Fe2O3 :1. 5%,MgO :4. 5%，F —:0. 5%，K2CHNa2O :10%，C 固17. 5%, H2O :0. 5%。低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣的物理指标为熔点(°C) :1170，粘度(Pa.s/1300°C，传)1. 2，熔速(s/1350°C) :46，粒度(O. 15_lmm) :90%，容重(g/cm3) :0. 60。中包中钢水使用的覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为Ca0+Mg0 :25%，SiO2 55%, Al2O3 9%, Fe2O3 1%, C :10%。低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣使用工艺为铸机开始浇注前，将所述保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为140°C，烘烤时间为40min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，保护渣必须少量勤加，每个流每次加入O. 5kg，循环时间为5min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4cm，维持合适的三层结构，从上至下为粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，目视渣面不得见红，操作工每隔IOmin进行一次结晶器渣带清理工作；连铸工序中振动模式采用高频率及小振幅，振动频率为180次/每分钟,振幅为3mm。 实施例2
本实施例是一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，中间包开浇前灌氩气，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣，低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣理化性能如下
低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为=SiO2 31%,CaO 25%, Al2O3 :10%，Fe2O3 :1%，MgO 3. 5%，F— 3. 5%, K2CHNa2O :9%，C固16. 5%, H2O 0. 5%。低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣的物理指标为熔点(°C) :1120，粘度(Pa.s/1300°C，传)0. 7，熔速(s/1350°C) :41，粒度(O. 15-lmm) :92%，容重(g/cm3) :0. 40。中包中钢水使用的覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为Ca0+Mg0 :30%，SiO2 53%, Al2O3 7%, Fe2O3 0. 5%, C :9. 5%。低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣使用工艺为铸机开始浇注前，将所述保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为130°C，烘烤时间为30min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，保护渣必须少量勤加，每个流每次加入O. 4kg，循环时间为4min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在3. 5cm，维持合适的三层结构，从上至下为粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，目视渣面不得见红，操作工每隔7min进行一次结晶器渣带清理工作；连铸工序中振动模式采用高频率及小振幅，振动频率为200次/每分钟，振幅为3. 5mm。实施例3
本实施例是一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，中间包开浇前灌氩气，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣，低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣理化性能如下低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为=SiO2 32%,CaO 21%, Al2O3 14. 5%, Fe2O3 0. 5%, MgO :2%，F— :3%，K2CHNa2O 8. 5%, C固18%，H2O 0. 5%。低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣的物理指标为熔点(°C) : 1220，粘度(Pa.s/1300°C，传)1. 7，熔速(s/1350°C) :51，粒度(O. 15-lmm) :95%，容重(g/cm3) :0. 80。中包中钢水使用的覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为Ca0+Mg0 :28%，SiO2 54%, Al2O3 8%, Fe2O3 :1. 5%, C :8. 5%0低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣使用工艺为铸机开始浇注前，将所述保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为150°C，烘烤时间为50min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，保护渣必须少量勤加，每个流每次加入O. 6kg，循环时间为6min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4. 5cm，维持合适的三层结构，从上至下为粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，目视渣面不得见红，操作工每隔13min进行一次结晶器渣带清理工作；连铸工序中振动模式采用高频率及小振幅，振动频率为208次/每分钟，振幅为4mm。 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，中间包开浇前灌氩气，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水； 其特征在于浇注过程结晶器中使用低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣，所述低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为=SiO2 :31±1.0%，CaO 25. 0±4· 0%, Al2O3 10. 5±4· 0%, Fe2O3 ^ I. 5%, MgO ^ 4. 5%, F—:彡 2±1· 5%, K2CHNa2O 9.0±1. 0%，C固16±2· 0%，H2O ( O. 5%，以上各成分的重量百分之和为100% ； 所述低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣使用工艺为铸机开始浇注前，将所述保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为140±10°C，烘烤时间为40±10min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，保护渣必须少量勤加，每个流每次加入0.5±0. Ikg,循环时间为5±lmin，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4±0. 5cm，维持合适的三层结构，从上至下为粉渣层、烧结层和液渣层三层结构，目视渣面不得见红，操作工每隔10±3min进行一次结晶器渣带清理工作；连铸工序中振动模式采用高频率及小振幅，振动频率为180 - 208次/每分钟，振幅为3-4_。
2.如权利要求I所述的低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，其特征在于所述低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣的物理指标为熔点(°C) :1170±50，粘度(Pa. s/1300 °C,#)1. 2±0· 5，熔速(s/1350°C):46±5，粒度(O. 15-lmm)^ 90%，容重(g/cm3) :0· 60±0· 2。
3.如权利要求I所述的低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，其特征在于所述中包中钢水使用的覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为Ca0+Mg0 :20 30%，SiO2 45 55%, Al2O3 ^ 9%, Fe2O3 ^ I.5%,10%，以上各成分的重量百分之和为100%。
全文摘要
本发明涉及冶金领域的一种钢的连铸工艺，是一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺，低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为SiO231±1.0%，CaO25.0±4.0%，Al2O310.5±4.0%，Fe2O3≤1.5%，MgO≤4.5%，F－≤2±1.5%，K2O+Na2O9.0±1.0%，C固16±2.0%，H2O≤0.5%。本发明可有效防止浇注过程水口堵塞正常的结晶器液面波动，铸坯角部小横裂，连铸浇注顺利，铸坯内外部质量良好，表面无裂纹。
文档编号B22D11/18GK102873293SQ20121035875
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者宋金平, 陈兴华, 朱守欣, 李林, 吴建勇 申请人:南京钢铁股份有限公司