專利名稱：一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及冶金領域的一種鋼的連鑄工藝，具體的說是一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝。
背景技術：
冷鐓鋼，又稱鉚螺鋼或冷頂鍛鋼，是利用金屬的塑性，采用冷鐓加工成型工藝生產互換性較高的標準件用鋼。冷鐓鋼冷成型性能良好，在機械加工行業用冷拔代替熱軋材冷切削機加工，這種工藝的優點是節約大量工時，同時金屬消耗可以降低109Γ30%，而且產品尺寸精度高、表面光潔度好和生產率高，是近10年來興起的較先進的機械加工工藝。它主要用制造標準件，非標準緊固件及各種機械零件。冷鐓鋼產品廣泛用于制造螺栓、螺母、螺釘等各類緊固件；另一重要用途是制造冷擠壓零部件和各種冷鐓成形的零配件，該用途是 隨著汽車工業發展起來的，逐步擴大到電器、照相機、紡織器材、機械制造等領域。冷鐓鋼是目前發展迅速，應用范圍廣泛的一種高效品種。冷鐓用鋼的實物品質尚不能完全滿足標準件行業要求，在一定程度上依賴進口。據海關統計，我國每年進口的緊固件在12 13萬噸。隨著緊固件工業的迅猛發展，新鋼種不斷地開發和引進，對外的出口也日益增多，隨汽車、石油、機械等各行業的技術進步，對配套的緊固件提出許多新要求，不但是形式尺寸上的，而且是性能與可靠性上的，實際上是對緊固件材料提出更高的要求。汽車行業的迅猛增長加大了對鋼鐵材料的需求，雖然我國已持續多年成為世界第一大產鋼國，但是汽車發動機及關鍵部件緊固件用鋼由于強度條件的限制還是以進口產品為主。同時汽車的高性能化和輕量化的發展趨勢，對作為連接部件的緊固件提出了更高設計應力和輕量化的要求，而緊固件用鋼高強度化則是解決這一要求的最有效途徑。為了增加緊固件的市場競爭力，在提高鋼材性能和冶金質量的同時，還要求減少生產成本，省略或簡化工序，降低對能源的消耗。因此開發了節約合金元素的低、中碳高強度硼鋼。其成分設計的基本原則是降低含碳量，改善鋼的冷變形能力，加入
O.00059Γ0. 0035%的硼，以彌補因降碳而造成的強度和淬透性的損失。另外根據需要還可加適量Cr、Mn、Ti等合金元素，進一步提高淬透性。硼鋼的特點是由于少量硼代替大量合金元素，鋼材成本降低，碳和合金元素含量低，熱軋線材可以直接拉拔物冷鐓加工，不需要預先球化退火處理，節約了緊固件的制造成本。但此類鋼種在連鑄澆注期間，易出現水口堵塞，結晶器液面波動大，可澆注性差的情況。鑄坯有時出現密集的角部小橫裂，對應盤條表面則產生大量結疤，成品率不高；有時面部出現橫向凹陷與縱向凹陷并伴生裂紋，部分鑄坯無法通過修磨處理使用，只能報廢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，可有效防止澆注過程水口堵塞正常的結晶器液面波動，鑄坯角部小橫裂，連鑄澆注順利，鑄坯內外部質量良好，表面無裂紋。本發明解決以上技術問題的技術方案是
一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，連鑄采用全保護澆注，中間包開澆前灌氬氣，鋼包到中間包采用長水口氬封保護澆注；中間包到結晶器采用整體內裝浸入式水口保護澆注；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續測溫；在連鑄澆注過程中結晶器液面采用全自動液面檢測；連鑄拉速按中間包過熱度自動控制；結晶器及二冷自動配水；澆注過程結晶器中使用低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣，低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣按重量百分比包括的化學成分為: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為100% ；
低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣使用工藝為鑄機開始澆注前，將所述保護渣放入保護渣烘烤爐進行烘烤，烘烤溫度控制為140±10°C，烘烤時間為40±10min，確保保護渣干燥與預熱充分；澆注過程中，保護渣必須少量勤加，每個流每次加入0.5±0. 1kg，循環 時間為5± lmin，確保結晶器內保護渣的渣面保持穩定，保護渣總渣層厚度在4±0. 5cm，維持合適的三層結構，從上至下為粉渣層、燒結層和液渣層三層結構，目視渣面不得見紅，操作工每隔10±3min進行一次結晶器渣帶清理工作；連鑄工序中振動模式采用高頻率及小振幅，振動頻率為180 - 208次/每分鐘，振幅為3-4mm。本發明進一步限定的技術方案是
前述的低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣的物理指標為:熔點(°C) :1170±50，粘度(Pa. s/1300°C，傳)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。前述的低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學成分為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為100%。本發明的有益效果是使用本發明后，在連鑄澆注期間，不易出現水口堵塞，結晶器液面波動小，可澆注性好，鑄坯不會出現密集的角部小橫裂，對應盤條表面不會產生大量結疤，成品率高；面部不會出現橫向凹陷與縱向凹陷并伴生裂紋。本發明可有效防止澆注過程水口堵塞正常的結晶器液面波動，鑄坯角部小橫裂，連鑄澆注順利，鑄坯內外部質量良好，表面無裂紋。
具體實施例方式實施例I
本實施例是一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，連鑄采用全保護澆注，中間包開澆前灌氬氣，鋼包到中間包采用長水口氬封保護澆注；中間包到結晶器采用整體內裝浸入式水口保護澆注；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續測溫；在連鑄澆注過程中結晶器液面采用全自動液面檢測；連鑄拉速按中間包過熱度自動控制；結晶器及二冷自動配水；澆注過程結晶器中使用低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣，低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣理化性能如下
低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣按重量百分比包括的化學成分為=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%。低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣的物理指標為熔點(°C) :1170，粘度(Pa.s/1300°C，傳)1. 2，熔速(s/1350°C) :46，粒度(O. 15_lmm) :90%，容重(g/cm3) :0. 60。中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學成分為Ca0+Mg0 :25%，SiO2 55%, Al2O3 9%, Fe2O3 1%, C :10%。低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣使用工藝為鑄機開始澆注前，將所述保護渣放入保護渣烘烤爐進行烘烤，烘烤溫度控制為140°C，烘烤時間為40min，確保保護渣干燥與預熱充分；澆注過程中，保護渣必須少量勤加，每個流每次加入O. 5kg，循環時間為5min，確保結晶器內保護渣的渣面保持穩定，保護渣總渣層厚度在4cm，維持合適的三層結構，從上至下為粉渣層、燒結層和液渣層三層結構，目視渣面不得見紅，操作工每隔IOmin進行一次結晶器渣帶清理工作；連鑄工序中振動模式采用高頻率及小振幅，振動頻率為180次/每分鐘,振幅為3mm。 實施例2
本實施例是一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，連鑄采用全保護澆注，中間包開澆前灌氬氣，鋼包到中間包采用長水口氬封保護澆注；中間包到結晶器采用整體內裝浸入式水口保護澆注；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續測溫；在連鑄澆注過程中結晶器液面采用全自動液面檢測；連鑄拉速按中間包過熱度自動控制；結晶器及二冷自動配水；澆注過程結晶器中使用低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣，低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣理化性能如下
低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣按重量百分比包括的化學成分為=SiO2 31%,CaO 25%, Al2O3 :10%，Fe2O3 :1%，MgO 3. 5%，F— 3. 5%, K2CHNa2O :9%，C固16. 5%, H2O 0. 5%。低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣的物理指標為熔點(°C) :1120，粘度(Pa.s/1300°C，傳)0. 7，熔速(s/1350°C) :41，粒度(O. 15-lmm) :92%，容重(g/cm3) :0. 40。中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學成分為Ca0+Mg0 :30%，SiO2 53%, Al2O3 7%, Fe2O3 0. 5%, C :9. 5%。低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣使用工藝為鑄機開始澆注前，將所述保護渣放入保護渣烘烤爐進行烘烤，烘烤溫度控制為130°C，烘烤時間為30min，確保保護渣干燥與預熱充分；澆注過程中，保護渣必須少量勤加，每個流每次加入O. 4kg，循環時間為4min，確保結晶器內保護渣的渣面保持穩定，保護渣總渣層厚度在3. 5cm，維持合適的三層結構，從上至下為粉渣層、燒結層和液渣層三層結構，目視渣面不得見紅，操作工每隔7min進行一次結晶器渣帶清理工作；連鑄工序中振動模式采用高頻率及小振幅，振動頻率為200次/每分鐘，振幅為3. 5mm。實施例3
本實施例是一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，連鑄采用全保護澆注，中間包開澆前灌氬氣，鋼包到中間包采用長水口氬封保護澆注；中間包到結晶器采用整體內裝浸入式水口保護澆注；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續測溫；在連鑄澆注過程中結晶器液面采用全自動液面檢測；連鑄拉速按中間包過熱度自動控制；結晶器及二冷自動配水；澆注過程結晶器中使用低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣，低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣理化性能如下低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣按重量百分比包括的化學成分為=SiO2 32%,CaO 21%, Al2O3 14. 5%, Fe2O3 0. 5%, MgO :2%，F— :3%，K2CHNa2O 8. 5%, C固18%，H2O 0. 5%。低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣的物理指標為熔點(°C) : 1220，粘度(Pa.s/1300°C，傳)1. 7，熔速(s/1350°C) :51，粒度(O. 15-lmm) :95%，容重(g/cm3) :0. 80。中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學成分為Ca0+Mg0 :28%，SiO2 54%, Al2O3 8%, Fe2O3 :1. 5%, C :8. 5%0低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣使用工藝為鑄機開始澆注前，將所述保護渣放入保護渣烘烤爐進行烘烤，烘烤溫度控制為150°C，烘烤時間為50min，確保保護渣干燥與預熱充分；澆注過程中，保護渣必須少量勤加，每個流每次加入O. 6kg，循環時間為6min，確保結晶器內保護渣的渣面保持穩定，保護渣總渣層厚度在4. 5cm，維持合適的三層結構，從上至下為粉渣層、燒結層和液渣層三層結構，目視渣面不得見紅，操作工每隔13min進行一次結晶器渣帶清理工作；連鑄工序中振動模式采用高頻率及小振幅，振動頻率為208次/每分鐘，振幅為4mm。 除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，連鑄采用全保護澆注，中間包開澆前灌氬氣，鋼包到中間包采用長水口氬封保護澆注；中間包到結晶器采用整體內裝浸入式水口保護澆注；中包中鋼水使用覆蓋劑；中間包連續測溫；在連鑄澆注過程中結晶器液面采用全自動液面檢測；連鑄拉速按中間包過熱度自動控制；結晶器及二冷自動配水； 其特征在于澆注過程結晶器中使用低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣，所述低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣按重量百分比包括的化學成分為=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為100% ； 所述低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣使用工藝為鑄機開始澆注前，將所述保護渣放入保護渣烘烤爐進行烘烤，烘烤溫度控制為140±10°C，烘烤時間為40±10min，確保保護渣干燥與預熱充分；澆注過程中，保護渣必須少量勤加，每個流每次加入0.5±0. Ikg,循環時間為5±lmin，確保結晶器內保護渣的渣面保持穩定，保護渣總渣層厚度在4±0. 5cm，維持合適的三層結構，從上至下為粉渣層、燒結層和液渣層三層結構，目視渣面不得見紅，操作工每隔10±3min進行一次結晶器渣帶清理工作；連鑄工序中振動模式采用高頻率及小振幅，振動頻率為180 - 208次/每分鐘，振幅為3-4_。
2.如權利要求I所述的低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，其特征在于所述低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣的物理指標為熔點(°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.如權利要求I所述的低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，其特征在于所述中包中鋼水使用的覆蓋劑按重量百分比包括的化學成分為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為100%。
全文摘要
本發明涉及冶金領域的一種鋼的連鑄工藝，是一種低碳含硼標準件用冷鐓鋼的連鑄工藝，低碳含硼標準件用冷鐓鋼專用保護渣按重量百分比包括的化學成分為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%。本發明可有效防止澆注過程水口堵塞正常的結晶器液面波動，鑄坯角部小橫裂，連鑄澆注順利，鑄坯內外部質量良好，表面無裂紋。
文檔編號B22D11/18GK102873293SQ20121035875
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者宋金平, 陳興華, 朱守欣, 李林, 吳建勇 申請人:南京鋼鐵股份有限公司