本發明涉及煉鋼技術領域，尤其涉及一種合金模具鋼的冶煉連鑄方法。
背景技術：
1.2311模具鋼作為模具鋼的典型鋼種，在加工制造業中被廣泛應用。1.2311模具鋼是一種預硬型的高合金模具鋼，其板坯生產具有高碳、高鉻鉬以及較強的裂紋敏感性的特點。自上個世紀80年代以來，國內大部分的特鋼廠均采取電爐(轉爐)→爐外精煉→模鑄的生產方式，而世界上公認的高品質1.2311模具鋼都是采用電爐→爐外精煉→模鑄→電渣重熔的生產方式。
對于普鋼廠來說，采用特鋼廠的模鑄方式成材率受到限制，而且生產成本較高。目前國內某特鋼廠利用連鑄圓坯的模式來生產1.2311模具鋼，其采用連鑄圓坯澆鑄+以軋代鍛工藝，所制造的特厚規格1.2311模具鋼在不采用模鑄工藝的前提下，既保證了1.2311模具用鋼的各項綜合力學性能，又提高了1.2311模具用鋼的成材率及內部探傷合格率，降低了生產成本并提升了生產效率。
但是，由于圓坯和板坯凝固特性的不同，普鋼廠的常規薄板坯鑄機對于高碳鉻鉬的1.2311模具鋼生產更加具有挑戰性。依照常規經驗，此類鋼的裂紋甚至漏鋼幾率極高。
技術實現要素：
本發明提供了一種合金模具鋼1.2311的冶煉連鑄方法，實現了采用轉爐-二次精煉-連鑄方式順利生產1.2311模具鋼的目的，且工藝過程簡單，操作方便，可控性強，成品鋼的化學成份和鑄坯質量均能夠滿足要求。
為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：
一種合金模具鋼1.2311的冶煉連鑄方法，所述合金模具鋼1.2311的化學成分按重量百分比為：c0.37％～0.42％；si0.20％～0.40％；mn1.43％～1.58％；p≤0.020％；s≤0.010％；cr1.85％～2.05％；mo0.18％～0.22％；h≤0.0002％,n≤0.0050％；其余為fe及不可避免的雜質；工藝路線為鐵水預處理、轉爐冶煉、lf爐精煉、rh爐精煉及板坯連鑄；具體過程如下：
1)轉爐冶煉過程控制：
鐵水脫s目標為0.003％，按深脫硫組織脫硫，轉爐入爐s含量要求≤0.005％；脫硫渣徹底扒凈；
轉爐終點溫度按≥1700℃控制，轉爐吹煉終點c含量按0.03％～0.06％控制；
轉爐出鋼過程按成品鋼c含量下限加入增碳劑，增碳劑加入量＝(0.37－終點c含量)×100×(25～30)計算，單位為kg/t鋼；
出鋼時加入合金，合金加入順序為：先加硅鐵，再加低磷錳鐵，最后加鉻鐵；加合金過程全程吹氬氣，加擋渣鏢時關氬氣停止加合金，出完鋼后把剩余合金加到鋼水表面；
2)lf爐精煉過程控制：
lf爐鋼水進站后使用5檔一次性升溫10min，目的是熔化鋼水罐內成坨的合金；在升溫過程中持續加入3～4.5kg/t鋼的白灰；
升溫結束后，吹氬氣攪拌7～10min，氬氣流量為100nm3/h；確認增碳劑及合金全部熔化后，測溫取樣；等樣期間繼續升溫，按搬出溫度1590℃設定升溫時間；
3)rh爐精煉過程控制：
鋼水進入rh爐前3小時內，安排1罐鋼水涮真空室，目的是清理真空室內殘氧，預熱真空室；
rh爐鋼水進站后，啟動四級真空泵，采用深真空模式，即真空度≤0.2kpa，真空時間≥25min；
進站循環3min后取樣，根據此樣將鋼水成分調整至目標鋼水成分，即c0.40％；si0.30％；mn1.50％；p0.010％；s0.003％；cr2.00％；mo0.20％；
鋼水搬出溫度為1540～1560℃；
4)板坯連鑄過程控制：
連鑄機接弧精度1.0±0.3mm，輥縫測量值與設定值之差≤5mm；
以1.5m/min拉速恒速澆鑄；采用動態輕壓下，壓下量為4mm，壓下位置為凝固末端糊狀區55％～95％范圍；采用動態弱冷。
所述板坯連鑄過程中二冷水系統控制具體如表1所示:
表1
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
1)實現了采用轉爐-二次精煉-連鑄方式順利生產1.2311模具鋼的目的，降低了生產成本，有利于1.2311模具鋼的推廣使用；
2)工藝過程簡單，操作方便，可控性強，質量穩定；
3)成品鋼的化學成份和鑄坯質量均能夠滿足要求。
具體實施方式
本發明所述一種合金模具鋼1.2311的冶煉連鑄方法，所述合金模具鋼1.2311的化學成分按重量百分比為：c0.37％～0.42％；si0.20％～0.40％；mn1.43％～1.58％；p≤0.020％；s≤0.010％；cr1.85％～2.05％；mo0.18％～0.22％；h≤0.0002％,n≤0.0050％；其余為fe及不可避免的雜質；工藝路線為鐵水預處理、轉爐冶煉、lf爐精煉、rh爐精煉及板坯連鑄；具體過程如下：
1)轉爐冶煉過程控制：
鐵水脫s目標為0.003％，按深脫硫組織脫硫，轉爐入爐s含量要求≤0.005％；脫硫渣徹底扒凈；
轉爐終點溫度按≥1700℃控制，轉爐吹煉終點c含量按0.03％～0.06％控制；
轉爐出鋼過程按成品鋼c含量下限加入增碳劑，增碳劑加入量＝(0.37－終點c含量)×100×(25～30)計算，單位為kg/t鋼；
出鋼時加入合金，合金加入順序為：先加硅鐵，再加低磷錳鐵，最后加鉻鐵；加合金過程全程吹氬氣，加擋渣鏢時關氬氣停止加合金，出完鋼后把剩余合金加到鋼水表面；
2)lf爐精煉過程控制：
lf爐鋼水進站后使用5檔一次性升溫10min，目的是熔化鋼水罐內成坨的合金；在升溫過程中持續加入3～4.5kg/t鋼的白灰；
升溫結束后，吹氬氣攪拌7～10min，氬氣流量為100nm3/h；確認增碳劑及合金全部熔化后，測溫取樣；等樣期間繼續升溫，按搬出溫度1590℃設定升溫時間；
3)rh爐精煉過程控制：
鋼水進入rh爐前3小時內，安排1罐鋼水涮真空室，目的是清理真空室內殘氧，預熱真空室；
rh爐鋼水進站后，啟動四級真空泵，采用深真空模式，即真空度≤0.2kpa，真空時間≥25min；
進站循環3min后取樣，根據此樣將鋼水成分調整至目標鋼水成分，即c0.40％；si0.30％；mn1.50％；p0.010％；s0.003％；cr2.00％；mo0.20％；
鋼水搬出溫度為1540～1560℃；
4)板坯連鑄過程控制：
連鑄機接弧精度1.0±0.3mm，輥縫測量值與設定值之差≤5mm；
以1.5m/min拉速恒速澆鑄；采用動態輕壓下，壓下量為4mm，壓下位置為凝固末端糊狀區55％～95％范圍；采用動態弱冷。
所述板坯連鑄過程中二冷水系統控制具體如表1所示：
表1
以下實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法。
【實施例1】
本實施例生產一種1.2311合金模具鋼，成品鑄坯斷面尺寸為170mm×1950mm。
本實施例所述合金模具鋼1.2311的化學成分按重量百分比為：c0.37％～0.42％；si0.20％～0.40％；mn1.43％～1.58％；p≤0.020％；s≤0.010％；cr1.85％～2.05％；mo0.18％～0.22％；h≤0.0002％,n≤0.0050％；其余為fe及不可避免的雜質；
工藝路線為鐵水預處理、轉爐冶煉、lf爐精煉、rh爐精煉及板坯連鑄；具體過程如下：
1)轉爐冶煉過程控制：
鐵水脫s目標為0.003％，按深脫硫組織脫硫，轉爐入爐s含量0.0044％；脫硫渣徹底扒凈；
轉爐終點溫度為1703℃控制，轉爐吹煉終點c含量為0.052％；轉爐出鋼過程加入增碳劑858.6kg；
出鋼時加入合金，合金加入順序為：先加入0.9t硅鐵，再加入5t低磷錳鐵，最后加入9.3t鉻鐵；加合金過程全程吹氬氣，當需要加擋渣鏢時關氬氣停止加合金，出完鋼后把剩余合金加到鋼水表面；
2)lf爐精煉過程控制：
lf爐鋼水進站后使用5檔一次性升溫10min，升溫過程中持續加入800kg的白灰；升溫結束后，吹氬氣攪拌8min，氬氣流量為100nm3/h；確認增碳劑及合金全部熔化后，測溫取樣；等樣期間繼續升溫，搬出溫度1590℃；
3)rh爐精煉過程控制：
鋼水進入rh爐前0.5小時，安排1罐鋼水涮真空室，清理真空室內殘氧，預熱真空室；
rh爐鋼水進站后，啟動四級真空泵，采用深真空模式，即真空度≤0.2kpa，真空時間27min；進站循環3min取樣，根據此樣將鋼水成分調整至目標鋼水成分，即c0.40％；si0.30％；mn1.50％；p0.010％；s0.003％；cr2.00％；mo0.20％；
鋼水搬出溫度為1548℃；
4)板坯連鑄過程控制：
板坯連鑄中間包鋼水成分為c0.38％；si0.27％；mn1.45％；p0.017％；s0.005％；cr1.95％；mo0.20％；h0.0009％,n0.0049％；
連鑄機接弧精度1.0±0.3mm，輥縫測量值與設定值之差為0.5mm；
以1.5m/min拉速恒速澆鑄；采用動態輕壓下，壓下量為4mm，壓下位置為凝固末端糊狀區80％；采用動態弱冷。板坯連鑄過程中二冷水系統控制具體如表1所示。
本實施例所生產1.2311模具鋼鑄坯的枝晶檢測結果如表2所示：
表2實施例1鑄坯枝晶評級
【實施例2】
本實施例生產一種1.2311合金模具鋼，成品鑄坯斷面尺寸為170mm×1950mm。
本實施例所述合金模具鋼1.2311的化學成分按重量百分比為：c0.37％～0.42％；si0.20％～0.40％；mn1.43％～1.58％；p≤0.020％；s≤0.010％；cr1.85％～2.05％；mo0.18％～0.22％；h≤0.0002％,n≤0.0050％；其余為fe及不可避免的雜質；
工藝路線為鐵水預處理、轉爐冶煉、lf爐精煉、rh爐精煉及板坯連鑄；具體過程如下：
1)轉爐冶煉過程控制：
鐵水脫s目標為0.003％，按深脫硫組織脫硫，轉爐入爐s含量0.0042％；脫硫渣徹底扒凈；
轉爐終點溫度為1705℃控制，轉爐吹煉終點c含量為0.052％；轉爐出鋼過程加入增碳劑864kg；
出鋼時加入合金，合金加入順序為：先加入0.95t硅鐵，再加入5.2t低磷錳鐵，最后加入9.2t鉻鐵；加合金過程全程吹氬氣，當需要加擋渣鏢時關氬氣停止加合金，出完鋼后把剩余合金加到鋼水表面；
2)lf爐精煉過程控制：
lf爐鋼水進站后使用5檔一次性升溫10min，升溫過程中持續加入1100kg的白灰；升溫結束后，吹氬氣攪拌9min，氬氣流量為100nm3/h；確認增碳劑及合金全部熔化后，測溫取樣；等樣期間繼續升溫，搬出溫度1590℃；
3)rh爐精煉過程控制：
鋼水進入rh爐前1小時，安排1罐ah32鋼水涮真空室，清理真空室內殘氧，預熱真空室；
rh爐鋼水進站后，啟動四級真空泵，采用深真空模式，即真空度≤0.2kpa，真空時間28min；進站循環3min取樣，根據此樣將鋼水成分調整至目標鋼水成分，即c0.40％；si0.30％；mn1.50％；p0.010％；s0.003％；cr2.00％；mo0.20％；
鋼水搬出溫度為1545℃；
4)板坯連鑄過程控制：
板坯連鑄中間包鋼水成分為c0.39％；si0.28％；mn1.44％；p0.0165％；s0.006％；cr1.96％；mo0.25％；h0.00008％,n0.0048％；
連鑄機接弧精度1.0±0.3mm，輥縫測量值與設定值之差為0.5mm；
以1.5m/min拉速恒速澆鑄；采用動態輕壓下，壓下量為4mm，壓下位置為凝固末端糊狀區75％；采用動態弱冷。板坯連鑄過程中二冷水系統控制具體如表1所示。
本實施例所生產1.2311模具鋼鑄坯的枝晶檢測結果如表3所示：
表3實施例2鑄坯枝晶評級
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。