CN106987775A - 一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法。本发明通过对连铸结晶器工艺参数与二冷工艺参数的优化调整，实现连铸坯表面温度初步阶梯式冷却，减少了连铸过程热应力，同时避开低碳加硼钢中因硼元素加入造成的高温脆性区域，能够有效防止低碳加硼钢连铸坯表面裂纹缺陷的形成，有利于后续低碳加硼钢盘条成品表面质量的控制；通过对低碳加硼钢坯料在加热和开轧过程中BN对高温塑性的影响，减少或消除了低碳加硼钢因轧制温度控制不当对盘条成品表面质量的影响。

Description

一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法。
背景技术
含硼钢是指以硼为主要合金元素的钢，硼元素由于极小量(5～30ppm)就可显著提高钢的淬透性，能够在降低生产成本的同时改善钢材的综合性能。但是，B的加入也极大的提高了该钢种裂纹敏感性，为此，通过在该钢中添加Al或Ti元素的方法，减少B元素对低碳含硼钢表面质量的影响，这两种方法都是根据热力学条件不同，通过加入更易于与[N]元素结合的元素来减少或避免BN的形成，从而减少BN在晶界聚集。但加入Al元素后形成的AlN，同样容易沿着晶界聚集析出，也会对钢的高温塑形造成较大的影响，只是其析出温度区间与BN不同，因此连铸过程表面温度控制范围不同；而加入Ti元素后，TiN在凝固过程会在晶界和晶内析出，在晶界聚集较少，其对高温塑性的影响较少，但是Ti元素的化学活性较大，容易与O、N元素结合形成TiOx和TiN造成水口结瘤，从而影响连铸过程可浇性能，对结晶器液面也会造成较大的波动影响，从而影响连铸坯表面质量。因此，通过在钢中添加Al或Ti元素的方法，并不能很好改善和解决低碳加硼钢表面质量问题，同时也增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法，通过对连铸过程工艺参数和轧钢过程加热炉与开轧温度的控制与优化，从而实现减少或消除硼元素对低碳加硼钢表面质量的影响的目的，提高盘条的成品合格率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法，加硼钢的化学成分以质量百分比计包括：0.05％≤C≤0.30％、8ppm≤B≤30ppm、0.08％≤Si≤0.20％、Mn≤0.80％、Al≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；其生产工艺包括炼钢-连铸-轧钢，其中：
(1)连铸过程过热度控制为25℃～40℃，连铸拉速为2.6m/min～2.85m/min，结晶器冷却水量为1680L/min～1720L/min，结晶器振动频率为160Hz～200Hz，振幅为6.5mm～8.0mm；
(2)二冷比水量为0.75L/kg～1.00L/kg，二冷分为四区，其中二冷1区和2区采用全水冷却模式，二冷3区和4区采用气雾冷却模式，根据各区冷却长度不同采用冷却强度逐步降低的阶梯控制原则，进行二冷分区水量分配；
(3)加热炉均热段温度控制为1050℃～1150℃，坯料开轧温度控制为950℃～1050℃。
进一步，所述的提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法中二冷分区冷却水量占总水量比例R与二冷分区长度L满足如下关系：二冷1区，105≤R1/L1≤128；二冷2区，16≤R2/L2≤25；二冷3区，4.5≤R3/L3≤8.0；二冷4区，2.5≤R4/L4≤5.0。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
1.本发明通过对连铸结晶器工艺参数与二冷工艺参数的优化调整，实现连铸坯表面温度初步阶梯式冷却，减少了连铸过程热应力，同时避开低碳加硼钢中因硼元素加入造成的高温脆性区域，能够有效防止低碳加硼钢连铸坯表面裂纹缺陷的形成，有利于后续低碳加硼钢盘条成品表面质量的控制；
2.本发明中通过对低碳加硼钢坯料在加热和开轧过程中BN对高温塑性的影响，减少或消除了低碳加硼钢因轧制温度控制不当对盘条成品表面质量的影响。
3.本发明通过工艺的创新来避开BN对低碳加硼钢盘条表面质量的综合影响，相对于通过增加Al、Ti等元素来固N的方法，具有简单经济的特点，也不会带来水口结瘤等其他质量问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述，但本发明的具体实施方式不局限于此。
实施例1
本实施例钢种为SAE1006B，通过钢水冶炼，控制成品化学成分质量百分比为：0.05％≤C≤0.10％、12ppm≤B≤20ppm、0.08％≤Si≤0.20％、Mn≤0.80％、Al≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；
该钢种在小方坯连铸机上生产，连铸坯断面140mm*140mm，连铸过程中，将过热度控制在25～35℃范围内，连铸拉速稳定在2.7±0.05m/min，结晶器冷却水量为1700±20L/min，结晶器振动频率控制为180Hz，振幅控制为7.0mm；
连铸二冷比水量控制为0.90L/kg，其中二冷1区和2区采用全水冷却模式，二冷3区和4区采用气雾冷却模式，且二冷分区冷却水量占总水量比例R(单位为％)与二冷分区长度L(单位为m)满足如下关系：二冷1区，R1/L1＝115；二冷2区，R2/L2＝24；二冷3区，R3/L3＝4.5；二冷4区，R4/L4＝2.5。
在轧钢过程控制中，将加热炉均热段温度控制为1060℃±10℃，坯料开轧温度控制为970℃±10℃。
本实施例生产的低碳加硼钢连铸坯表面质量较好，振痕平均深度为0.28mm，坯料表面酸洗并没有发现裂纹等缺陷，轧制后盘条成品平均返废率仅为0.35％。
实施例2
本实施例钢种为SAE1015B，通过钢水冶炼，控制成品化学成分质量百分比为：0.12％≤C≤0.18％、12ppm≤B≤18ppm、0.10％≤Si≤0.16％、Mn≤0.80％、Al≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；
该钢种在小方坯连铸机上生产，连铸坯断面140mm*140mm，连铸过程中，将过热度控制在22～40℃范围内，连铸拉速稳定在2.75±0.05m/min，结晶器冷却水量为1700±20L/min，结晶器振动频率控制为200Hz，振幅控制为6.5mm；
连铸二冷比水量控制为0.98L/kg，其中二冷1区和2区采用全水冷却模式，二冷3区和4区采用气雾冷却模式，且二冷分区冷却水量占总水量比例R(单位为％)与二冷分区长度L(单位为m)满足如下关系：二冷1区，R1/L1＝108；二冷2区，R2/L2＝23；二冷3区，R3/L3＝5.2；二冷4区，R4/L4＝3.0。
在轧钢过程控制中，将加热炉均热段温度控制为1100℃±10℃，坯料开轧温度控制为990℃±10℃。
本实施例生产的低碳加硼钢连铸坯表面质量较好，振痕平均深度为0.25mm，坯料表面酸洗并没有发现裂纹等缺陷，轧制后盘条成品平均返废率仅为0.27％。
对比实施例1
本对比实施例的钢种为SAE1015B，通过钢水冶炼，控制成品化学成分质量百分比为：0.12％≤C≤0.18％、12ppm≤B≤18ppm、0.10％≤Si≤0.16％、Mn≤0.80％、Al≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；
该钢种在小方坯连铸机上生产，连铸坯断面140mm*140mm，生产优化前，其连铸过程参数如下：过热度控制在25～35℃范围内，连铸拉速稳定在2.65±0.05m/min，结晶器冷却水量为1800±20L/min，结晶器振动频率控制为180Hz，振幅控制为7.8mm；
连铸二冷比水量控制为1.22L/kg，其中二冷1区和2区采用全水冷却模式，二冷3区和4区采用气雾冷却模式，且二冷分区冷却水量占总水量比例R(单位为％)与二冷分区长度L(单位为m)满足如下关系：二冷1区，R1/L1＝98；二冷2区，R2/L2＝27；二冷3区，R3/L3＝6.6；二冷4区，R4/L4＝4.2。
在轧钢过程控制中，将加热炉均热段温度控制为1100℃±10℃，坯料开轧温度控制为900±30℃。
本实施例生产的低碳加硼钢连铸坯表面质量较好，振痕平均深度为0.38mm，坯料角部附近存在较多网爪状裂纹缺陷，坯料样品表面裂纹发生率高达20.5％，轧制后盘条成品平均返废率仅为3.99％。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法，加硼钢的化学成分以质量百分比计包括：0.05％≤C≤0.30％、8ppm≤B≤30ppm、0.08％≤Si≤0.20％、Mn≤0.80％、Al≤0.005％，其余为Fe和不可避免的杂质元素；其生产工艺包括炼钢-精炼-连铸-热轧，其特征在于：
(1)连铸过程过热度控制为25℃～40℃，连铸拉速为2.6m/min～2.85m/min，结晶器冷却水量为1680L/min～1720L/min，结晶器振动频率为160Hz～200Hz，振幅为6.5mm～8.0mm；
(2)二冷比水量为0.75L/kg～1.00L/kg，二冷分为四区，其中二冷1区和2区采用全水冷却模式，二冷3区和4区采用气雾冷却模式，根据各区冷却长度不同采用冷却强度逐步降低的阶梯控制原则，进行二冷分区水量分配；
(3)加热炉均热段温度控制为1050℃～1150℃，坯料开轧温度控制为950℃～1050℃。
2.根据权利要求1所述的提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法，其特征在于：所述的二冷分区冷却水量占总水量比例R与二冷分区长度L满足如下关系：二冷1区，105≤R1/L1≤128；二冷2区，16≤R2/L2≤25；二冷3区，4.5≤R3/L3≤8.0；二冷4区，2.5≤R4/L4≤5.0。
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