CN101549353A - 一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→精炼→连铸→加热→连轧→缓冷；其中，转炉出钢温度为1640～1670℃；钢水经LF精炼后，在VD或RH精炼装置中进行20～40分钟的精炼，精炼后期对钢水进行≥5分钟的小流量弱吹氩，精炼结束时钢水温度控制在1540～1570℃；中间罐钢水过热度控制在≤25℃，铸坯拉速为0.5～0.9m/min，铸坯截面尺寸为280～320mm×380～420mm；铸坯入炉温度为700～800℃，出炉温度为1050～1180℃，加热总时间≥3小时；开轧温度为1050～1160℃，终轧温度为≥850℃，方钢尺寸为130～160mm×130～160mm；利用方钢自身余热进行堆垛缓冷。本发明减少了钢铸坯内部的中心疏松和中心裂纹，减缓了钢坯中残余应力在温降过程中对方钢内部组织的影响，从而减少了连轧方钢产生中心裂纹，提高了探伤检验合格率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产低合金大规格方钢的方法，特别是涉及一种利用连铸连轧条材工艺流程生产低合金大规格方钢的方法。
背景技术
传统的低合金大规格方钢的生产方法为：电炉或转炉炼钢→精炼→模铸或连铸→加热→轧制→缓冷(或退火)→检验清理→包装入库。
辽宁某钢厂采用的工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→AHF+LF(或RH)精炼→模铸→轧制→缓冷→检验清理→包装入库。
上海某钢厂采用的工艺流程为：电炉冶炼→LF+RH精炼→模铸→轧制→缓冷→退火→检验清理→包装入库。
上述工艺中，均采用的是模铸生产工艺。模铸坯虽然钢质致密，但其切头切尾较多、成材率低、生产成本高的缺点，是不容忽视的。
目前连铸生产技术也在低合金大规格方钢的生产中得到了应用。但连铸方坯截面尺寸通常≤350×350，在用此铸坯进行连轧生产低合金大规格方钢时，由于压缩比较小，如果没有采取其它的特殊措施或特殊处理，例如缓冷或退火处理等技术措施，那么铸坯中的中心疏松和中心细小裂纹，往往不能被完全轧合，轧制时钢中遗留的残余应力也将得不到有效的消除，因此方钢在随后的冷却过程中，方钢内部中心部位就会遗留或有新的细小裂纹产生；另外由于生产低合金大规格方钢需要进行高级别探伤，因此探伤合格率很低，常常会使整罐钢、整个浇次的产品全部报废。例如1998年辽宁某钢厂采用铁水预处理→转炉冶炼→精炼→连铸→加热→连轧→缓冷的工艺，进行了一次生产试验，结果产品因探伤不合格全部报废；2002年又采用铁水预处理→转炉冶炼→精炼→连铸→加热→连轧→缓冷的工艺，进行了第二次生产试验，结果产品还是因探伤不合格而全部报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，以解决现有连铸连轧生产低合金大规格方钢经高级别探伤检验不合格或合格率低的问题。
本发明的目的是这样实现的，一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→精炼→连铸→加热→连轧→缓冷，其特征在于：
(1)转炉冶炼和精炼：选用常规转炉炼钢，出钢碳的重量百分数控制在0.40％～0.60％，出钢温度为1630～1680℃，之后，在LF、VD或RH精炼装置中对钢水进行进一步的精炼处理；
与常规方法相比，本发明的特点在于：钢水经LF精炼后，在VD或RH精炼装置中进行20～40分钟的精炼，精炼结束前对钢水进行≥5分钟的小流量弱吹氩，以便能更好地去除钢中的气体和非金属夹杂，减少或避免钢包顶渣被氩气流带入钢中的可能；
精炼结束时钢水温度控制在1540～1570℃，钢水成分的重量百分数含量控制在：C：0.56％～0.64％，Si：1.80％～2.20％，Mn：0.75％～1.00％，P≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：0.20％～0.40％，余量为Fe及不可避免杂质。
(2)连铸：钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间罐，中间罐内钢水通过浸入式水口进入结晶器时，过热度控制在≤25℃；
钢水通过结晶器及二冷段成为铸坯，铸坯拉速为0.5～0.9m/min，出结晶器的铸坯截面尺寸为280～320mm×380～420mm；
(3)加热炉加热：上述铸坯剪切后被送入加热炉；
与常规方法相比，本发明的特点在于：铸坯入炉温度为700～800℃，出炉温度为1050～1180℃，加热总时间为≥3小时。
(4)连轧：出加热炉的铸坯被送去连轧，连轧时铸坯初始温度为1050～1160℃；
与常规方法相比，本发明的特点在于：轧制道次为10～14道次，压下量采用15％～25％的大压下量轧制方法；终轧温度为≥850℃，方钢尺寸为130～160mm×130～160mm。
(5)缓冷：与常规方法相比，本发明的特点在于：没有常规的缓冷和(或)退火处理设施，在连轧方钢达到磁性转变温度以下，及时吊运下线，最大限度利用方钢的自身余热进行堆垛缓冷；缓冷起始温度为600～700℃，缓冷时间为24～48小时，坯垛下部铺垫热坯，坯垛上部覆盖热坯或加盖保温罩，铺盖用热坯的温度平均为200～500℃。
本发明由于采用上述技术措施，更好地减少了钢铸坯内部的中心疏松和中心裂纹，减缓了钢坯中残余应力在温降过程中对方钢内部组织的影响，从而减少了连轧方钢产生中心裂纹，提高了探伤检验合格率。
具体实施方式
实施例1
本发明实施例1依次包括如下步骤：
(1)转炉冶炼和精炼：生产钢种为高碳低合金钢，炼钢炉采用100吨的转炉，出钢量为98.75吨，出钢碳的重量百分数为0.58％，出钢温度为1665℃；接着钢水经LF炉精炼后，在VD装置中精炼时，正常吹氩压力：0.4～0.6MPa、流量：300～350NL/min，25分钟后，对钢水进行弱吹氩，流量：100～150NL/min，时间为5分钟，精炼结束时钢水温度为1557℃，钢水成分为：C：0.58％，Si：1.85％，Mn：0.78％，P：0.008％，S：0.003％，Cr：0.21％。
(2)连铸：钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间罐，中间罐内钢水温度为1500℃，过热度为25℃，铸坯拉速为0.7m/min，出结晶器的铸坯尺寸为280mm×380mm。
(3)加热：上述铸坯经过二冷段冷却、弯曲、矫直、剪切后进入加热炉，铸坯进炉温度为720℃，出炉温度为1180℃，加热总时间为3.5小时。
(4)连轧：出加热炉后，铸坯开轧温度为1150℃，轧制道次为12道次，压下量按表2所示的压下制度控制，终轧温度为910℃，经轧制后的钢坯尺寸为154mm×154mm。
(5)缓冷：当连轧方钢温度降到磁性转变温度以下后，随即吊运下线进行堆垛缓冷，缓冷起始温度为650℃，缓冷时间为26小时；坯垛下部铺垫热坯，坯垛上部覆盖热坯或加盖保温罩，铺盖用热坯的温度平均为300℃。
(6)方钢的高级别探伤检验合格率：92.89％。
实施例2
本发明实施例2依次包括如下步骤：
(1)转炉冶炼和精炼：生产钢种为高碳低合金钢，炼钢炉采用100吨的转炉，出钢量为101.65吨，出钢碳的重量百分数为0.58％，出钢温度为1673℃；接着钢水经LF炉精炼后，在VD装置中精炼时，正常吹氩压力：0.4～0.6MPa、流量：300～350NL/min，25分钟后，对钢水进行弱吹氩，流量：100～150NL/min，时间为5分钟，精炼结束时钢水温度为1563℃，钢水成分为：C：0.63％，Si：1.93％，Mn：0.92％，P：0.013％，S：0.005％，Cr：0.24％。
(2)连铸：钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间罐，中间罐内钢水温度为1499℃，过热度为24℃，铸坯拉速为0.7m/min，出结晶器的铸坯尺寸为280mm×380mm。
(3)加热：上述铸坯经过二冷段冷却、弯曲、矫直、剪切后进入加热炉，铸坯进炉温度为737℃，出炉温度为1180℃，加热的总时间为3.6小时。
(4)连轧：出加热炉后，铸坯开轧温度为1160℃，轧制道次为12道次，压下量按表2所示的压下制度控制，终轧温度为890℃，经轧制后的钢坯尺寸为154mm×154mm。
(5)缓冷：当连轧方钢温度降到磁性转变温度以下后，随即吊运下线进行堆垛缓冷，缓冷起始温度为620℃，缓冷时间为25小时；坯垛下部铺垫热坯，坯垛上部覆盖热坯或加盖保温罩，铺盖用热坯的温度平均为360℃。
(6)方钢的高级别探伤检验合格率：99.06％。
实施例3
本发明实施例3依次包括如下步骤：
(1)转炉冶炼和精炼：生产钢种为高碳低合金钢，炼钢炉采用100吨的转炉，出钢量为103.45吨，出钢碳的重量百分数为0.51％，出钢温度为1670℃；接着钢水经LF炉精炼后，在VD装置精炼时，正常吹氩压力：0.4～0.6MPa、流量：300～350NL/min，25分钟后，对钢水进行弱吹氩，流量：100～150NL/min，时间为6分钟，精炼结束时钢水温度为1567℃，钢水成分为：C：0.64％，Si：1.97％，Mn：0.84％，P：0.011％，S：0.005％，Cr：0.25％。
(2)连铸：钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间罐，中间罐内钢水温度为1500℃，过热度为25℃，铸坯拉速为0.7m/min，出结晶器的铸坯尺寸为280mm×380mm。
(3)加热：上述铸坯经过二冷段冷却、弯曲、矫直、剪切后进入加热炉，铸坯进炉温度为790℃，出炉温度为1180℃，加热的总时间为3.8小时。
(4)连轧：出加热炉后，铸坯开轧温度为1160℃，轧制道次为12道次，压下量按表2所示的压下制度控制，终轧温度为920℃，经轧制后的钢坯尺寸为154mm×154mm。
(5)缓冷：当连轧方钢温度降到磁性转变温度以下后，随即吊运下线进行堆垛缓冷，缓冷起始温度为650℃，缓冷时间为34小时；坯垛下部铺垫热坯，坯垛上部覆盖热坯或加盖保温罩，铺盖用热坯的温度平均为340℃。
(6)方钢的高级别探伤检验合格率：95.12％。
实施例4
本发明实施例4依次包括如下步骤：
(1)转炉冶炼和精炼：生产钢种为高碳低合金钢，炼钢炉采用100吨的转炉，出钢量为99.87吨，出钢碳的重量百分数为0.55％，出钢温度为1665℃；接着钢水经LF炉精炼后，在VD装置精炼时，正常吹氩压力：0.4～0.6MPa、流量：300～350NL/min，25分钟后，对钢水进行弱吹氩，流量：100～150NL/min，时间为6分钟，精炼结束时钢水温度为1551℃，钢水成分为：C：0.61％，Si：1.87％，Mn：0.88％，P：0.011％，S：0.005％，Cr：0.25％。
(2)连铸：钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间罐，中间罐内钢水温度为1498℃，过热度为23℃，铸坯拉速为0.7m/min，出结晶器的铸坯尺寸为280mm×380mm。
(3)加热：上述铸坯经过二冷段冷却、弯曲、矫直、剪切后进入加热炉，铸坯进炉温度为780℃，出炉温度为1180℃，加热的总时间为4小时。
(4)连轧：出加热炉后，铸坯开轧温度为1160℃，轧制道次为12道次，压下量按表2所示的压下制度控制，终轧温度为910℃，经轧制后的钢坯尺寸为154mm×154mm。
(5)缓冷：当连轧方钢温度降到磁性转变温度以下后，随即吊运下线进行堆垛缓冷，缓冷起始温度为630℃，缓冷时间为33小时；坯垛下部铺垫热坯，坯垛上部覆盖热坯或加盖保温罩，铺盖用热坯的温度平均为420℃。
(6)方钢的高级别探伤检验合格率：99.86％。
上述4个实施例的成品方钢尺寸均为154mm×154mm×9000mm，其化学成分及性能参数如表1所示，轧机压下制度如表2所示。
表1.实施例生产的低合金钢大规格方钢的化学成分及性能参数
| C/％ | Si/％ | Mn/％ | P/％ | S/％ | Cr/％ | σb/0.2，MPa | A/％ | |
| 规格要求 | 0.56～0.64 | 1.80～2.20 | 0.75～1.00 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.20～0.40 | ≥758 | ≥10 |
| 实施例1 | 0.58 | 1.85 | 0.78 | 0.008 | 0.003 | 0.21 | 985 | 14 |
| 实施例2 | 0.63 | 1.93 | 0.92 | 0.013 | 0.005 | 0.24 | 970 | 15 |
| 实施例3 | 0.64 | 1.97 | 0.84 | 0.011 | 0.005 | 0.25 | 1000 | 14 |
| 实施例4 | 0.61 | 1.87 | 0.88 | 0.011 | 0.005 | 0.25 | 1020 | 13 |
| 平均值 | 0.62 | 1.90 | 0.85 | 0.011 | 0.004 | 0.24 | 994 | 14 |
表2.轧机压下制度
280×380铸坯生产154×154方钢时压下制度
| 道次 | 孔型 | 宽面 | 窄面 | 压下量 |
| 0 | 380 | 280 | ||
| 1 | I | 345 | 35 | |
| 2 | I | 280K | 300 | 65 |
| 3 | I | 270 | 30 | |
| 4 | I | 210K | 300 | 60 |
| 5 | II | 250 | 50 | |
| 6 | II | 190K | 230 | 60 |
| 7 | III | 200 | 30 | |
| 8 | III | 195K | 195 | 5 |
| 9 | III | 163K | 200 | 32 |
| 10 | IV | 170K | 173 | 30 |
| 11 | V | 153K | 170 | 20 |
| 12 | VI | 154 | 154 | 16 |
注：1.表中，K表示轧制方向改变90°；
2.第1～9道次，Φ950轧机轧制；
3.第10～12道次，由Φ850水平轧机、Φ730立式轧机、Φ730水平轧机轧制。
Claims (5)
1、一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，工艺流程为：铁水预处理→转炉冶炼→精炼→连铸→加热→连轧→缓冷，其特征在于：
(1)转炉冶炼和精炼：转炉出钢温度为1630～1680℃；钢水经LF精炼后，在VD或RH精炼装置中进行20～40分钟的精炼，精炼后期对钢水进行≥5分钟的小流量弱吹氩，精炼结束时钢水温度控制在1540～1570℃；
(2)连铸：中间罐内钢水过热度控制在≤25℃，铸坯拉速为0.5～0.9m/min，铸坯截面尺寸为280～320mm×380～420mm；
(3)加热：铸坯入炉温度为700～800℃，出炉温度为1050～1180℃，加热总时间≥3小时；
(4)连轧：出加热炉的铸坯被送去连轧，开轧温度为1050～1160℃，终轧温度为≥850℃，方钢尺寸为130～160mm×130～160mm；
(5)缓冷：连轧方钢达到磁性转变温度以下时吊运下线，利用方钢自身余热进行堆垛缓冷。
2、根据权利要求1所述的一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，其特征在于：转炉出钢碳的重量百分数控制在0.40％～0.60％；弱吹氩的流量为100～150NL/min。
3、根据权利要求1所述的一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，其特征在于：精炼结束时钢水成分的重量百分数含量控制在：C：0.56％～0.64％，Si：1.80％～2.20％，Mn：0.75％～1.00％，P≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：0.20％～0.40％，余量为Fe及不可避免杂质。
4、根据权利要求1所述的一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，其特征在于：轧制道次为10～14道次，压下量采用15％～25％的大压下量轧制方法。
5、根据权利要求1所述的一种连铸连轧生产低合金大规格方钢的方法，其特征在于：缓冷起始温度为600～700℃，缓冷时间为24～48小时，坯垛下部铺垫热坯，坯垛上部覆盖热坯或加盖保温罩，热坯的温度平均为200～500℃。
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