CN102554167A - H型钢缺陷的控制方法 - Google Patents

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孙齐松
邸全康
丁宁
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熊万平
李虎山
周建波
李占斌
程向前
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丁建国
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Abstract

一种H型钢缺陷的控制方法，属于型钢轧制技术领域。H型钢异型坯连铸时易出现腹板裂纹缺陷、表面凹坑缺陷、翼缘烂钢缺陷和R角裂纹缺陷。通过表面缺陷分析→找出炼钢和轧钢过程存在问题→炼钢工艺改进→轧钢工艺改进→应用效果反馈→改进→产品检查，研究了一套从H型钢表面缺陷分析入手，研究H型钢缺陷形成阶段的方法，清晰的判断了缺陷是形成于冶炼过程还是轧制过程。优点在于，解决了缺陷形成于冶炼过程还是轧制过程不易判断的问题，大幅度的降低了H型钢缺陷的发生率，提高了产品的成材率。

Description

H型钢缺陷的控制方法
技术领域
本发明属于型钢轧制技术领域，特别涉及一种H型钢缺陷的控制方法。即一种低成本H型钢常见缺陷的控制方法。
背景技术
H型钢是一种断面力学性能优良的经济型断面钢材，具有重量轻、施工快捷、节能降耗等优点，已被广泛应用于高层建筑、石油化工、海洋工程、桥梁闸坝、地铁工程、风力发电等基建领域。
H型钢使用高效、廉价，在国外钢结构领域应用极为广泛，国内H型钢生产起步较晚，但发展迅猛。然而，在低成本H型钢产品开发的过程中特别容易出现诸如：腹板裂纹、翼缘烂钢、表面凹坑、矫直裂纹等缺陷(见附图)，且长期存在和不规律的发生，尤其是在大批量生产过程中更是严重影响了H型钢厂的生产节奏，从而使产品的合格率以及产量迟迟难以提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种H型钢缺陷的控制方法，解决了缺陷形成于冶炼过程还是轧制过程不易判断的问题。
H型钢的冶炼工艺步骤为：65t转炉→吹氩站→半保护浇注→异型坯连铸→热装热送→高压水除鳞→开坯→X-H万能可逆轧制→八辊矫直。
通过表面缺陷分析→找出炼钢和轧钢过程存在问题→炼钢工艺改进→轧钢工艺改进→应用效果反馈→改进→产品检查，研究了一套从H型钢表面缺陷分析入手，研究H型钢缺陷形成阶段的方法，清晰的判断了缺陷是形成于冶炼过程还是轧制过程。
控制缺陷的步骤如下：
1.控制连铸异型坯R角纵裂引起的腹板裂纹缺陷
H型钢异型坯连铸时易出现R角纵裂缺陷，连铸异型坯的R角纵裂在X-H万能可逆轧制过程中沿轧制方向上的纵向延伸形成腹板裂纹缺陷。
①避开C含量的包晶范围，C内控目标为0.16％～0.20％；
②选用性能为1300℃时熔速在115s～135s，粘度在7.25泊～7.45泊的结晶器保护渣，熔点在1240℃～1260℃；
③调整结晶器冷却水量，内外弧控制在60m3/h～65m3/h；减弱结晶器的冷却强度，进出水温差为4℃～6℃；
④降低连铸二冷强度，连铸二冷比水量为0.7L/kg～0.8L/kg；
⑤强化连铸内弧侧的气体吹扫，吹扫气体(氮气)的总管压力为0.6MPa～0.7MPa。
2.控制连铸过程中异型坯卷渣产生的翼缘烂钢缺陷
轻度的翼缘烂钢缺陷来自于铸坯的皮下气泡，是在轧钢加热炉中较大的氧化烧损而产生；严重的翼缘烂钢缺陷来源于连铸异型坯的卷渣(结晶器保护渣条的卷入)。
①在中间包液面高度上，严格限制中间包的最低液面高度，连浇过程的最低液面高度为700mm；
②目标过热度为25℃～35℃；
③半保护浇铸浸入式水口的插入深度为80mm～100mm；
④恒拉速浇铸。
3.控制轧钢加热炉中氧化烧损产生的表面凹坑缺陷
表面凹坑缺陷来自于铸坯的皮下气泡，是在轧钢加热炉中较大的氧化烧损而产生。
①钢液氧含量为40ppm～50ppm，转炉出钢C含量为0.18％～0.20％，脱氧剂SiAlBa用量为1kg/t～1.5kg/t钢，全氧含量为65ppm～75ppm；
②异形坯均热温度为1220℃～1250℃，异形坯在炉加热时间为2h，减少氧化烧损。
4.控制八辊矫直过程中产生的R角裂纹缺陷
R角裂纹缺陷是由八辊矫直过程中的R角位置严重的带状组织和残余应力集中引起。
①万能轧机水平辊R角为R14mm，减少残余应力的聚集；
②提出万能轧机轧辊处设立的挡板，防止万能轧机冷却水溅入H型钢腹板，造成腹板更大的温降；
③开启万能粗轧和万能精轧间的翼缘外侧优先冷却喷嘴装置，水压为0.4MPa～0.5MPa；
④采取型钢局部(R角)优先冷却控冷工艺，使型钢冷却均匀，以减少残余应力，且避免带状组织的产生。
本发明的优点在于：
采用本发明，在分析和研究的基础上找出了H型钢主要表面缺陷的形成原因，通过调整钢种的C含量避开包晶区间、强化脱氧工艺控制钢液氧活度、应用专用保护渣、调整连铸过程的冷却强度、优化加热制度、调整孔型的R角尺寸、控制轧制过程的冷却等措施大幅度的降低了H型钢缺陷的发生率，提高了产品的成材率。
附图说明
图1为腹板裂纹示意图。
图2为翼缘烂钢(轻微)示意图。
图3为翼缘烂钢(严重)示意图。
图4为表面凹坑示意图。
图5为矫直裂纹示意图。
图6为各缺陷在成品上的位置示意图。
具体实施方式：
1.控制连铸异型坯R角纵裂引起的腹板裂纹缺陷
H型钢异型坯连铸时易出现R角纵裂缺陷，连铸异型坯的R角纵裂在X-H万能可逆轧制过程中沿轧制方向上的纵向延伸形成腹板裂纹缺陷。
①避开C含量的包晶范围，C含量为0.18％；
②1300℃时熔速在120s，粘度在7.3泊的结晶器保护渣，熔点为1250℃；
③整结晶器冷却水量，内外弧为63m3/h；减弱结晶器的冷却强度，进出水温差为5℃；
④降低连铸二冷强度，连铸二冷比水量为0.75L/kg；
⑤强化连铸内弧侧的气体吹扫，吹扫气体(氮气)的总管压力为0.65MPa。
2.控制连铸过程中异型坯卷渣产生的翼缘烂钢缺陷
轻度的翼缘烂钢缺陷来自于铸坯的皮下气泡，是在轧钢加热炉中较大的氧化烧损而产生；严重的翼缘烂钢缺陷来源于连铸异型坯的卷渣(结晶器保护渣条的卷入)。
①在中间包液面高度上，连浇过程的最低液面高度为720mm；
②目标过热度为30℃；
③规定半保护浇铸浸入式水口的插入深度为90mm；
④0.85m/min恒拉速浇铸。
3.控制轧钢加热炉中氧化烧损产生的表面凹坑缺陷
表面凹坑缺陷来自于铸坯的皮下气泡，是在轧钢加热炉中较大的氧化烧损而产生。
①钢液氧含量为45ppm，转炉出钢C含量为0.19％，将脱氧剂SiAlBa用量为1.2kg/t钢，全氧含量为70ppm；
②异形坯均热温度为1230℃，异形坯在炉加热时间为2h，减少氧化烧损。
4.控制在八辊矫直过程中产生的R角裂纹缺陷
R角裂纹缺陷是由八辊矫直过程中的R角位置严重的带状组织和残余应力集中引起。
①万能轧机水平辊R角为R14mm，减少残余应力的聚集；
②提出万能轧机轧辊处设立的挡板，防止万能轧机冷却水溅入H型钢腹板，造成腹板更大的温降；
③开启万能粗轧和万能精轧间的翼缘外侧优先冷却喷嘴装置，水压为0.45MPa；
④采取型钢局部(R角)优先冷却控冷工艺，使型钢冷却均匀，以减少残余应力，另一方面避免带状组织的产生。

Claims (1)

1.一种H型钢缺陷的控制方法，其特征在于，工艺步骤为：
1)控制连铸异型坯R角纵裂引起的腹板裂纹缺陷
H型钢异型坯连铸时易出现R角纵裂缺陷，连铸异型坯的R角纵裂在X-H万能可逆轧制过程中沿轧制方向上的纵向延伸形成腹板裂纹缺陷；
a、C含量内控目标为0.16％～0.20％；
b、1300℃时熔速在115s～135s，粘度在7.25泊～7.45泊的结晶器保护渣，熔点在1240℃～1260℃；
c、调整结晶器冷却水量，内外弧为60m3/h～65m3/h；减弱结晶器的冷却强度，进出水温差为4℃～6℃；
d、降低连铸二冷强度，连铸二冷比水量为0.7L/kg～0.8L/kg；
e、强化连铸内弧侧的气体吹扫，吹扫气体的总管压力为0.6MPa～0.7MPa；
2)控制连铸过程中异型坯卷渣产生的翼缘烂钢缺陷
a、连浇过程中间包的最低液面高度为700mm；
b、目标过热度为25℃～35℃；
c、半保护浇铸浸入式水口的插入深度为80mm～100mm；
d、恒拉速浇铸；
3)控制轧钢加热炉中氧化烧损产生的表面凹坑缺陷
表面凹坑缺陷来自于铸坯的皮下气泡，是在轧钢加热炉中较大的氧化烧损而产生；
a、钢液氧含量为40ppm～50ppm，转炉出钢C含量为0.18％～0.20％，脱氧剂SiAlBa为1kg/t～1.5kg/t钢，全氧含量为65ppm～75ppm；
b、异形坯均热温度为1220℃～1250℃，异形坯在炉加热时间为2h，减少氧化烧损；
4)控制八辊矫直过程中产生的R角裂纹缺陷
R角裂纹缺陷是由八辊矫直过程中的R角位置严重的带状组织和残余应力集中引起；
a、万能轧机水平辊R角为R14mm，减少残余应力的聚集；
b、提出万能轧机轧辊处设立的挡板，防止万能轧机冷却水溅入H型钢腹板，造成腹板更大的温降；
c、开启万能粗轧和万能精轧间的翼缘外侧优先冷却喷嘴装置，水压为0.4MPa～0.5MPa；
d、采取型钢局部优先冷却控冷工艺，使型钢冷却均匀，以减少残余应力，且避免带状组织的产生。
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