CN105478703A - 一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金炼钢板坯连铸技术领域，尤其是一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法。所述的方法应用在钢包炉冶炼工艺和连铸工艺中，其中，微合金化钢中Ti元素的质量含量百分比控制在0.018～0.025%，连铸机二次冷却水的比水量调整至0.42L/kg。本发明主要通过采取工艺手段解决微合金钢铸坯的角横裂问题，通过钢水微Ti处理，减少微合金钢中NbN和VN在晶界析出弱化晶界强度，并从冷却工序上避开钢的第三高温脆性区以及减少矫直时铸坯角部的应力应变，不需要额外的设备改造和投入，对是否配备电磁搅拌没有严格的要求，本发明投入低，限制少，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及冶金炼钢板坯连铸技术领域，尤其是一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法。
背景技术
微合金化钢是指钢中加入铌、钒、钛等微合金元素的钢。微合金元素的存在，通过细化晶粒、固溶强化、析出强化、位错强化等机理大大提高了钢材的强韧性指标，从而实现钢材的轻量化设计，符合节能减排、低碳经济的要求。近年来微合金化钢的开发及应用得到了较快发展，目前已广泛应用于石油管线、汽车、船舶、工程机械、建筑、桥梁、压力容器等多个行业。
但是，正是微合金元素的加入，使得微合金化钢的高温力学性能发生较大变化，钢的第三脆化区间变宽变深，钢的裂纹敏感性增加，尤其是连铸板坯的角部横裂纹发生几率比其它钢种大得多。角部横裂纹在轧制过程中扩展，造成钢板或钢卷边裂缺陷，导致钢板或钢卷的降级，甚至报废，损失较大，因此，在板坯进入加热炉之前清理角部横裂纹是必要的。
角部横裂纹的清理方法一般是将铸坯角部用火焰切割机切除，用该清理方法有如下缺点：一是铸坯倒运及清理增加劳动强度；二是切除铸坯角部造成连铸金属收得率的降低，成本增加；三是角部横裂纹如果没有清理干净，轧后钢板或者钢卷有边裂，或者清理面不平整、清理产生的切割渣没有除净，轧后钢板或者钢卷上有结痂缺陷；四是铸坯需要清理，造成铸坯在坯库存放时间增加，半成品库存增加，投入到产出周期加长，并且打乱了连铸与轧钢之间的生产节奏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法，该方法应用在炼钢连铸生产环节，通过优化二次冷却水比水量，控制微合金化钢中Ti含量及控制连铸机矫直扇形段的辊缝，防止连铸板坯角部横裂纹的产生。
为了解决上述技术问题，本发明内容的技术方案是这样实现的：
一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法，所述的方法应用在钢包炉冶炼工艺和连铸工艺中，其中，微合金化钢中Ti元素的质量含量百分比控制在0.018～0.025％，连铸机二次冷却水的比水量调整至0.42L/kg。
进一步，连铸机矫直扇形段的辊缝收缩值控制在0.4～0.6mm。
本发明相比现有技术的有益效果：
本发明主要通过采取工艺手段解决微合金钢铸坯的角横裂问题，通过钢水微Ti处理，减少微合金钢中NbN和VN在晶界析出弱化晶界强度，并从冷却工序上避开钢的第三高温脆性区以及减少矫直时铸坯角部的应力应变，不需要额外的设备改造和投入，对是否配备电磁搅拌没有严格的要求，本发明投入低，限制少，适用范围广。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
微合金化钢连铸冶炼工艺包括转炉冶炼工艺和钢包炉冶炼工艺；
转炉冶炼工艺包括以下步骤：
第一步：造渣；合理搭配造渣料种类和数量，早化渣，化好渣，碱度控制在2.8～3.0左右。
第二步：终点控制；[C]≥0.06％，终点温度1620～1680℃；
第三步：出钢挡渣；采用滑板或挡渣棒挡渣，严格控制下渣量小于30mm渣厚，钢包顶渣料加入量根据精炼要求确定；
第四步：脱氧合金化；脱氧时要先加强脱氧剂，保证沉淀脱氧完全，合金化选用硅锰铁，合金加入时间为出钢1/5开始加入，出钢4/5前加完；
第五步：吹氩操作；出钢时开始底吹氩，吹氩4Min后取样，吹氩时间大于5min，保证吹氩良好；
第六步：吹氩站成分中C、Si、Mn控制接近成品成分中下限，以利于LF精炼合金微调操作。
钢包炉冶炼工艺包括以下步骤：
1)精炼时间大于30min，微合金钢中Ti质量含量百分比控制在0.018～0.025％，主要在LF精炼后期通过TiFe或Ti线加入，根据铁合金中的Ti含量以及钢水量，通过计算后加入需要的TiFe量或喂入需要的Ti线量，加入TiFe或喂入Ti线后，要对钢水进行氩气搅拌，使得钢水成分、温度均匀；
2)白渣保持时间大于15min；
3)软搅拌时间大于8min；
4)三种钢水冶炼成分控制在表1范围内。
表1钢水冶炼成分控制表(％)
| C | Si | Mn | P | S | Alt | Nb | V | Ti | |
| 一 | 0.12-0.18 | ≤0.30 | 0.70-1.6 | ≤0.025 | ≤0.02 | 0.020-0.060 | 0.020-0.040 | 0.018-0.025 | |
| 二 | 0.12-0.18 | ≤0.30 | 0.70-1.6 | ≤0.025 | ≤0.02 | 0.020-0.060 | 0.02-0.06 | 0.018-0.025 | |
| 三 | 0.12-0.18 | ≤0.30 | 0.70-1.6 | ≤0.025 | ≤0.02 | 0.020-0.040 | 0.02-0.06 | 0.018-0.025 |
微合金化钢连铸工艺具体包括以下步骤：
1、连铸结晶器锥度控制在1.0～1.1％，结晶器冷却水流量，宽面水流量3200L/min～4500L/min，窄面水流量450-600L/min；
2、连铸中间包钢水温度为1522～1542℃；
3、连铸机拉速为0.8m/min～1.5m/min；
4、连铸机二次冷却水的比水量为0.42L/kg，在满足连铸二冷水设计准则的前提下，按照0.42L/kg比水量设置各冷却区的水流量，在不同的拉速下各冷却区设定不同的水流量，使得铸坯角部表面温度能够避开钢种的第三脆性温度区间，从而为解决铸坯角横裂纹提供条件，该控制可以通过建立静态配水表调取使用或通过动态冷却模型实现；
5、连铸机矫直扇形段的辊缝收缩值为0.4～0.6mm，对于无辊缝远程调整功能的矫直扇形段，在连铸机离线维修区域将矫直扇形段辊缝收缩值调整至上述范围后上线使用，定期测量在线矫直扇形段辊缝收缩值，超过控制范围进行调整，保证辊缝精度；对于具备辊缝远程调整的矫直扇形段，通过扇形段夹紧液压缸上的位移传感器检测矫直扇形段的辊缝收缩值，通过闭路控制使得该收缩值在上述的控制范围内，对于位移传感器要定期标定。
需要说明的是，在连铸过程中必须做好保护浇注，钢水从钢包到中间包的增氮量要小于5ppm，否则会对防止连铸板坯角部横裂纹的效果造成消极影响。
实施例1:
编号一的微合金钢钢水冶炼成分如表2所示，
表2编号一的微合金钢钢水冶炼成分控制表(％)
| C | Si | Mn | S | Alt | Nb | Ti |
| 0.15 | 0.23 | 1.34 | 0.018 | 0.032 | 0.028 | 0.022 |
该种微合金钢钢水冶炼连铸工艺参数如下：
铸坯断面规格：厚度210mm×宽度1250mm；
连铸机拉速：1.3m/min；
结晶器冷却水流量：宽面水流量3400L/min，窄面水流量500L/min；
连铸结晶器锥度：1.0％；
连铸机二次冷却水的比水量：0.42L/kg，各冷却区二冷水流量如表3所示，
表3各冷却区二冷水流量(L/min)
| 冷却区 | 1N | 1I+O | 2I+O | 3I+O | 4I+O | 5I+O | 6I | 6O | 7I | 7O | 8I | 8O |
| 流量 | 34 | 142 | 150 | 177 | 168 | 147 | 79 | 108 | 49 | 90 | 49 | 110 |
Ti含量：0.022％；
连铸机矫直扇形段包括：7号段和8号段，7号段收缩量为0.52mm，8号段收缩量为0.47mm。
经过上述连铸工艺生产出来连铸坯没有出现角横裂。
实施例2:
编号3的微合金钢钢水冶炼成分如表4所示，
表4编号3的微合金钢钢水冶炼成分控制表(％)
| C | Si | Mn | P | S | V | Nb | Ti |
| 0.13 | 0.22 | 1.37 | 0.018 | 0.010 | 0.027 | 0.030 | 0.019 |
该种微合金钢钢水冶炼连铸工艺参数如下：
铸坯断面规格：厚度230mm×宽度1530mm；
连铸机拉速：0.95m/min；
结晶器冷却水流量：宽面水流量3400L/min，窄面水流量560L/min；
连铸结晶器锥度：1.0％；
连铸机二次冷却水的比水量：0.42L/kg，各冷却区二冷水流量如表5所示，
表5各冷却区二冷水流量(L/min)
| 冷却区 | 1N | 1I+O | 2I+O | 3I+O | 4I+O | 5I+O | 6I | 6O | 7I | 7O | 8I | 8O |
| 流量 | 24 | 126 | 162 | 135 | 124 | 79 | 54 | 63 | 39 | 45 | 42 | 59 |
Ti含量：0.019％；
连铸机矫直扇形段包括：7号段和8号段，7号段收缩量为0.44mm，8号段收缩量为0.56mm。
经过上述连铸工艺生产出来连铸坯没有出现角横裂。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法，其特征在于：所述的方法应用在钢包炉冶炼工艺和连铸工艺中，其中，微合金化钢中Ti元素的质量含量百分比控制在0.018～0.025%，连铸机二次冷却水的比水量调整至0.42L/kg。
2.根据权利要求1所述的一种防止微合金化钢连铸板坯角部横裂纹的方法，其特征在于：所述的连铸机矫直扇形段的辊缝收缩值控制在0.4～0.6mm。
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