CN102409221B - 一种控制含铌或硼包晶钢边裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含铌、硼包晶钢中厚板边部裂纹发生率及产生位置的控制方法。其步骤：进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.14～0.17％，Nb：0.015～0.035％，或B：0.0009～0.0013％；连铸成坯；选坯：对铸坯进行常规加热；轧制；按常规进行后工序。本发明在现有连铸机设备、工艺不变的条件下，能通过优化铸坯料的尺寸，控制中厚板边裂由角部向宽度中心扩展的现象，减少中厚板因边裂造成的不合格品，并能减少中厚板的切边量，从而提高成材率。
Description
技术领域
本发明涉及中厚板边裂的控制，具体属于控制含铌、硼包晶钢中厚板边部裂纹发生率及产生位置来减少边裂的方法。
背景技术
中厚板边裂是指出现在中厚板边部区域的裂纹缺陷，主要包括边部纵裂、边部横裂和边部星裂三种缺陷类型，是宽厚板产品常见的一种表面缺陷。统计数据表明：中厚板边裂占到中厚板表面质量缺陷的60％以上，并且随其产生位置不同对中厚板的影响不同，如果边裂产生在中厚板切边区域，则不影响中厚板的最终尺寸即为合格品；如果边裂产生在中厚板计划尺寸之内，则影响中厚板的最终尺寸即为不合格品。
自1975年以来，含铌微合金钢因其节能和节省资源，并具有高强度和高韧塑性等优异的综合性能而得到了飞速发展；而硼的微量(0.0008％～0.0035％)加入，可显著提高材料的淬透性。但是，这给铸坯表面质量带来了不利影响，主要表现为铸坯容易产生横裂纹，轧制后板材产生边部裂纹导致不合格品。《中厚板裂纹研究》(中文知网)一文指出：裂纹缺陷不仅在宝钢、鞍钢、武钢、首钢、重钢、济钢、本钢等国内各大中厚板厂普遍存在，德国蒂森、澳大利亚澳钢联、日本新日铁、韩国浦项钢铁等具有世界先进水平的钢铁厂同样存在着裂纹影响中厚板稳定生产的问题。
一般认为含铌、硼包晶钢中厚板边裂是由铸坯角部缺陷轧制后产生的，其发生率与钢种的裂纹敏感性有关。因为含铌微合金化钢脆性提高，极易产生铸坯角部裂纹《鞍钢技术》(2001.第5期)；再因为硼的原子半径为0.98nm，属于间隙固溶体且为内吸附元素，极容易在晶界偏聚《金属性及热处理》(1988.8)，在连铸结晶与凝固的过程中，降低了晶粒之间的结合力，最终导致裂纹的产生；含铌、硼包晶钢在凝固过程中会发生包晶反应，伴随这一转变而出现较大的体积变化和线收缩，容易发生漏钢事故和铸坯表面质量缺陷的钢种更容易产生中厚板边部裂纹《品种钢优特钢900问》(中国科学技术出版社，2007.4)。
控制含铌、硼包晶钢中厚板边裂的方法很多，主要是在连铸、精整过程进行控制，如北京科技大学蔡开科教授《连铸坯表面裂纹控制》(鞍钢技术.2004(3)：1-8)较为系统地介绍了优化连铸机工艺参数、保证设备精度和提高管理水平等控制铸坯角部裂纹的办法。《邯钢含铌钢中厚板边裂控制实践》(邯钢科技.2010(1)：1-5)介绍了提高矫直温度控制铸坯角部裂纹的方法，这是目前控制含铌钢铸坯角部裂纹最常用的方法。《板坯连铸新工艺新技术与质量控制实用手册》(北京：冶金工业出版社，2005)一书介绍了日本钢管公司福山厂5号板坯连铸机为了防止中厚板边部裂纹的发生，采取的措施是：设置32m长的铸坯边部加热器。《含Nb钢表面裂纹原因分析及处理》(山西冶金2009.(4)：44-46)介绍了进行铸坯清理控制中厚板边裂的方法，对于产生表面缺陷的铸坯，这是控制中厚板边裂的一种补救措施。
以上一些方法的不足之处在于：提高矫直温度在一定的程度上固然可减轻铸坯的横裂纹，但是由于铸坯中间和角部的传热方式不一样，铸坯的角部温度始终低于中间温度，从而导致铸坯的角部易于产生裂纹，特别是C0.09％～0.17％、Nb0.015％～0.050％和B0.0008％～0.0025％的包晶钢，表现更为明显。若进一步提高矫直温度，则容易导致铸坯的鼓肚缺陷和漏钢事故。采用火焰清理方法会导致金属损耗并增加工序成本，且会导致折叠、夹杂、凹坑等新的缺陷产生。对铸坯角部进行加热的方法，其设备复杂、投资大，而且效果也不明显。故研究铸坯角部缺陷的控制方法，减少中厚板边裂一直是钢铁科研人员至今为止一直在努力探索的难题。
发明内容
本发明的目的是解决目前连铸工艺不能有效控制含铌或含硼包晶钢铸坯角部缺陷的边裂问题，在现有连铸机设备、工艺不变的条件下，提供一种通过优化连铸坯的规格尺寸，控制含铌、硼包晶钢中厚板边裂的发生率及产生位置，使中厚板切边量减少，从而提高成材率的含铌或硼包晶钢边裂的方法。
实现上述目的的措施：
一种控制含铌或硼包晶钢边裂的方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.14～0.17％，Nb：0.015～0.035％，或B：0.0009～0.0013％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
a)当终端产品的厚度要求在≤40mm时，选用厚度为200mm厚的铸坯；
b)当终端产品的厚度要求在＞40mm～≤60mm时，选用厚度为250mm厚的铸坯；
c)当终端产品的厚度要求在＞60mm～≤80mm时，选用厚度为300mm厚的铸坯；
d)当终端产品的厚度要求在＞80～≤100mm时，选用厚度为350mm厚的铸坯；
e)当终端产品的厚度要求在＞100～≤120mm时，选用厚度为400mm厚的铸坯；
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
a)当终端产品的宽度要求在≤3360mm时，控制其总展宽比在1.0～1.4下轧制，直至轧制出终端产品；
b)当终端产品的宽度要求在＞3360mm～≤5500mm时，选用最大宽度的铸坯进行轧制，控制其总展宽比在＞1.4～2.29，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
其特征在于：在满足总展宽比的前提下，优先选择大宽度的铸坯。
板坯连铸机的设备、工艺特点：二冷水的喷嘴一般是固定式，其喷水覆盖范围根据连铸机生产的最大断面来确定，连铸机型确定，其二冷水的覆盖范围也确定，即为一个定值。板坯角部在连铸机二次冷却区域受到二维冷却，其角部冷却速度比宽面快，而板坯越窄，其角部受到的二维冷却强度越大，则板坯角部矫直温度越低(处于钢的第III脆性区)，更容易产生角部矫直裂纹。板坯越厚，在二次冷却区域，其角部与宽面的温差及矫直应力越大，更容易产生角部矫直裂纹。
中厚板轧制普遍采用横轧展宽纵轧到底的方式，根据金属流变特点，在横向展宽过程中，铸坯角部的金属向宽面移动，如果铸坯角部存在缺陷，它会随着金属流动向宽面移动。
基于以上连铸及轧钢金属流变特点，根据中厚板终端产品尺寸及性能要求，在提料时尽量使用厚度小、宽度大的铸坯。对于同一终端产品尺寸要求的中厚板，如果铸坯边角部存在缺陷，用厚度大、宽度小的铸坯轧制，则铸坯边角部缺陷随着横轧展宽过程的金属流动向中厚板宽面延伸；而使用厚度小、宽度大的铸坯，则铸坯边角部缺陷随横轧展宽过程的金属流动向中厚板宽面延伸相对厚度大、宽度小的铸坯来说要小，故使用厚度小、宽度大的铸坯进行轧制能够有效控制边裂向中厚板宽面扩展，并且由于连铸工艺特性，厚度小、宽度大的铸坯本身比厚度大、宽度小的铸坯产生边角部缺陷的概率要小得多。通过减小宽展比，控制铸坯角部裂纹随金属流动向中厚板宽面扩展来减少切边量，可有效减少因中厚板边裂造成不合格品。
本发明在现有连铸机设备、工艺不变的条件下，能通过优化铸坯料的尺寸，控制中厚板边裂由角部向宽度中心扩展的现象，减少中厚板因边裂造成的不合格品，并能减少中厚板的切边量，从而提高成材率。
具体实施方式
下面对本发明技术方案做进一步描述：
实施例1
生产厚度终端产品规格为：厚度：25mm，宽度5000mm的Q370qEZ35含铌包晶钢中厚板边裂的控制方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.14％，Nb：0.020％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
由于终端产品的厚度要求为25mm，即≤40mm，故选用厚度为200mm厚的铸坯；其选用目前最大的铸坯宽度为2400mm，
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
由于终端产品的宽度要求为5000mm，即宽度≥3360mm，其在总展宽比为2.08下轧制，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
本例对比检测情况：
实施例2
生产厚度终端产品规格为：厚度：50mm，宽度3200mm的Q390GJC含铌包晶钢中厚板边裂的控制方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.16％，Nb：0.035％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
由于终端产品的厚度要求为50mm，即＞40mm～≤60mm，故选用厚度为250mm厚的铸坯，其选用目前最大的铸坯宽度为2400mm，
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
由于终端产品的宽度要求为3200mm，即宽度≤3360mm，控制其在总展宽比为1.33下进行轧制，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
本例对比检测情况：
实施例3
生产厚度终端产品规格为：厚度：75mm，宽度2600mm的Q345B含铌包晶钢中厚板边裂的控制方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.15％，Nb：0.025％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
由于终端产品的厚度要求为75mm，即＞60mm～≤80mm，故选用厚度为300mm厚的铸坯；铸坯的宽度选用为2200mm。
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
由于终端产品的宽度要求为2600mm，即宽度≤3360mm，其在总展宽比为1.18下轧制，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
本例对比检测情况：
实施例4
生产厚度终端产品规格为：厚度：55mm，宽度3500mm的Q345GJCZ15含铌包晶钢中厚板边裂的控制方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.16％，Nb：0.025％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
由于终端产品的厚度要求为55mm，即＞40mm～≤60mm，故选用厚度为250mm厚的铸坯；铸坯的宽度选用目前最大的为2400mm。
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
由于终端产品的宽度要求为3500mm，即宽度＞3360mm，其在总展宽比1.46下轧制，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
本例对比检测情况：
实施例5
生产厚度终端产品规格为：厚度：90mm，宽度2500mm的Q345B含铌包晶钢中厚板边裂的控制方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.17％，Nb：0.022％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
由于终端产品的厚度要求为90mm，即＞80～≤100mm，故选用厚度为350mm厚的铸坯；铸坯的宽度选用2200mm。
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
由于终端产品的宽度要求为2500mm，即宽度≤3360mm，其在总展宽比1.14下轧制，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
本例对比检测情况：
实施例6
生产厚度终端产品规格为：厚度：110mm，宽度2400mm的SS400B含硼包晶钢中厚板边裂的控制方法，其步骤：
1)进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.162％，B：0.013％；
2)连铸成坯；
3)进行选坯：
由于终端产品的厚度要求为110mm，即＞100～≤120mm，故选用厚度为400mm厚的铸坯；铸坯的宽度选用2200mm。
4)对铸坯进行常规加热；
5)进行轧制：
由于终端产品的宽度要求为2400mm，即宽度≤3360mm，其在总展宽比1.09下轧制，直至轧制出终端产品；
6)按常规进行后工序。
本例对比检测情况：
Claims (2)
1.一种控制含铌或硼包晶钢边裂的方法，其步骤：
1）进行冶炼，并控制最终钢液中的如下成分的重量百分比为：C：0.14～0.17%，Nb：0.015～0.035%，或B：0.0009～0.0013%；
2）连铸成坯；
3）进行选坯：
a) 当终端产品的厚度要求在≤40mm时，选用厚度为200mm厚的铸坯；
b）当终端产品的厚度要求在＞40mm～≤60 mm时，选用厚度为250mm厚的铸坯；
c）当终端产品的厚度要求在＞60mm～≤80 mm时，选用厚度为300mm厚的铸坯；
d）当终端产品的厚度要求在＞80～≤100 mm 时，选用厚度为350mm厚的铸坯；
e）当终端产品的厚度要求在＞100～≤120 mm 时，选用厚度为400mm厚的铸坯；
4) 对铸坯进行常规加热；
5）进行轧制：
a) 当终端产品的宽度要求在≤3360mm时，控制其总展宽比在1.0～1.4下轧制，直至轧制出终端产品；
b）当终端产品的宽度要求在＞3360mm～≤5500 mm时，选用最大宽度的铸坯进行轧制，控制其总展宽比在＞1.4～2.29，直至轧制出终端产品；
6）按常规进行后工序。
2.如权利要求1所述的一种控制含铌或硼包晶钢边裂的方法，其特征在于：在满足总展宽比的前提下，用大宽度的铸坯。
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