CN107626902A

CN107626902A - 提高桥梁用钢铸坯质量的方法

Info

Publication number: CN107626902A
Application number: CN201710773736.6A
Authority: CN
Inventors: 董中波; 邹德辉; 程吉浩; 童明伟
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-01-26

Abstract

本发明公开了一种提高桥梁用钢铸坯质量的方法，包括冶炼，连铸，加热及冷却步骤，连铸步骤中，控制中包温度高于液相线15～20℃范围，控制拉速为0.8～0.9m/min；冷却步骤中，二冷段配水：足辊段冷却水量为80～230L/min，垂直段冷却水量为60～120L/min，弯曲段水量外弧为45～55L/min，弯曲段水量内弧为30～40L/min，矫直段冷却水量外弧为75～80L/min，矫直段冷却水量内弧45～50L/min。本发明在连铸时，通过中间包流场优化，配合相应的二冷段冷却工艺从而保证铸坯表面及芯部质量，解决了连铸坯中心疏松、角部缺陷以及铸坯大型夹杂超标引起探伤不合格的问题，大幅降低了成本。

Description

提高桥梁用钢铸坯质量的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术，具体地指一种提高桥梁用钢铸坯质量的方法。

背景技术

桥梁用钢在追求高强度、高韧性的同时，将屈强比作为一项重要的性能指标。钢的屈强比低，意味着钢结构具有高的硬化指数和高均匀伸长率，一般都通过控制冷却工艺来实现，组织中软硬相兼顾，但是工艺窗口很窄，同时还要兼顾钢板Z向性能，因此，原始钢坯质量对下工序的质量控制非常重要，铸坯内部夹杂物越少，偏析程度越低，气体含量越少，越有利于下工序控轧控冷后获得较低的屈强比、高的韧塑性以及厚度方向性能，同时提高钢板轧后探伤合格率。然而，目前的桥梁用钢生产工艺在获得高强度和高韧性的同时，难以兼顾低屈强比和钢板Z向性能，进而导致铸坯质量不高，连铸坯中心疏松、容易存在角部缺陷以及铸坯大型夹杂超标等问题，增加了生产成本。

中国专利申请CN 105506450 A公开了一种抗震耐候桥梁钢及其制造工艺，该抗震耐候桥梁钢按重量百分比包括以下组分：C：0.04～0.08％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.80～1.50％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cu：0.20～0.45％，Cr：0.30～0.50％，Ni：0.25～0.50％，Nb：0.02～0.04％，V：0.005～0.0.05％，Ti：0.008～0.020％，Alt：0.02～0.05％，其余为Fe，本发明工艺简单，成本低廉，具有高强度、高韧性和优异的焊接性能，可以满足大厚度、宽规格现代桥梁结构建设的需求，低碳含量和碳当量设计，添加少量的Nb、V，降低了合金成本，通过控轧控冷获得细晶组织，具有屈强比≤0.80、高强度、高韧性和优异的焊接性，能满足屈强比低的要求，但是Z向性能不能满足，有单值小于25，铸坯容易存在缺陷，质量不高。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种提高桥梁用钢铸坯质量的方法，该方法提升了铸坯质量和合格率，降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高桥梁用钢铸坯质量的方法，包括冶炼，连铸，加热及冷却步骤，所述连铸步骤中，控制中包温度在液相线15～20℃范围，控制拉速为0.8～0.9m/min；所述冷却步骤中，二冷段配水：足辊段冷却水量为80～230L/min，垂直段冷却水量为60～120L/min，弯曲段水量外弧为45～55L/min，弯曲段水量内弧为30～40L/min，矫直段冷却水量外弧为75～80L/min，矫直段冷却水量内弧45～50L/min。

进一步地，所述连铸步骤中，对凝固末端采用液芯压下工艺并配以电磁搅拌连铸成板坯。

进一步地，所述连铸步骤中，液芯压下5～10mm，电磁搅拌电流为440～460A，频率为5～8HZ。

进一步地，所述连铸步骤中，中包采用满包控制，控制在35～45吨，中包设置挡渣墙和挡渣坝，所述挡渣墙的中墙高度为1020～1030mm，上口宽度为1900～2000mm，下口宽度为1580～1600mm，水平方向外侧倾10～15°；所述挡渣坝坝高250～350mm，与所述挡渣墙成75～80°角，双排水口对称分布，水口插入深度为120～160mm。

进一步地，所述中包的挡渣墙设单排两方孔，所述中包的两侧墙各开两个圆孔。

进一步地，所述冷却步骤中，使凝固末端距结晶器液面18.50～19.50m。

更进一步地，所述连铸步骤中，控制连铸结晶器保护渣的液渣层厚度为6～10mm，液渣碱度为0.65～0.68mm，粘度为0.43～0.46Pa·s。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

其一，本发明方法在连铸时，优化中间包流场，配合相应的二冷段冷却工艺，提升了桥梁用钢铸坯质量，解决了连铸坯中心疏松、角部缺陷以及铸坯大型夹杂超标引起探伤不合格的问题，从而大幅降低了生产成本。

其二，本发明方法在连铸时，通过中间包流场优化，配合四孔水口流场，减弱对结晶器壁的冲击，降低冲击深度，从而加大保护渣与钢液的接触，充分发挥桥梁钢用保护渣吸附夹杂的能力，提高了连铸过程中夹杂物的去除率，有利于进一步提升桥梁用钢铸坯质量。

其三，本发明中电磁搅拌及液芯压下技术配合相应的二冷段冷却工艺从而保证铸坯表面及芯部质量，取样分析后，钢坯无明显疏松或者缩孔，角部无边裂。

附图说明

图1为实施例1所得桥梁用钢铸坯质量。

图2为现有桥梁用钢铸坯图片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

实施例1

1)冶炼及连铸：常规冶炼，控制上连铸平台温度，连铸时，控制中包温度高于液相线15℃(液相线温度为1511～1524℃)，拉速控制在0.83m/min，采用凝固末端动态轻压下并配以电磁搅拌技术连铸成230*2150mm板坯，其中，液芯压下5mm，电磁搅拌电流450A，频率6HZ；中包采用满包控制，控制在40吨，中包的设置挡渣墙以及挡渣坝，挡渣墙中墙高度1020mm，上口宽度1900mm，下口宽度1580mm，单排两方孔，该方孔尺寸为120*120mm，水平方向外侧倾11°，两侧墙各开2个直径80mm的圆孔；挡渣坝坝高250mm，成75°角偏挡渣墙，双排水口对称分布，水口插入深度在120mm。

2)冷却水配置：结晶器水量为3800L/min；二冷段配水：足辊段冷却水量80L/min，垂直段冷却水量60L/min，弯曲段水量外弧45L/min，内弧30L/min；矫直段冷却水量外弧75L/min，内弧45L/min，从而使得凝固末端位于距结晶器液面18.50m之间；连铸结晶器保护渣采用现有的桥梁钢用保护渣，控制液渣层厚度在6mm范围，液渣碱度在0.65mm，粘度在0.43Pa·s范围。

取所得铸坯样品分析：如图1所示，钢坯无明显疏松或缩孔(钢坯疏松或缩孔级别均≤0.5级)，角部无边裂。而现有桥梁用钢铸坯的连铸坯中心疏松、容易存在角部缺陷以及铸坯大型夹杂超标等问题(如图2所示)。

实施例2

1)冶炼及连铸：常规冶炼，控制上连铸平台温度，连铸时，控制中包温度高于液相线17℃(液相线温度为1511～1524℃)，拉速控制在0.85m/min，采用凝固末端动态轻压下并配以电磁搅拌技术连铸成230*2150mm板坯，其中，液芯压下7mm，电磁搅拌电流450A，频率6HZ；中包采用满包控制，控制在40吨左右，中包的设置挡渣墙以及挡渣坝，挡渣墙中墙高度1025mm，上口宽度1950mm，下口宽度1590mm，单排两方孔，该方孔孔尺寸为120*120mm，水平方向外侧倾12°，两侧墙各开2个直径80mm圆孔；挡渣坝坝高300mm，成77°角偏挡渣墙，双排水口对称分布，水口插入深度在135mm。

2)冷却水配置：结晶器水量为4200L/min。二冷段配水：足辊段冷却水量140L/min，垂直段冷却水量80L/min，弯曲段水量外弧50L/min，内弧35L/min；矫直段冷却水量外弧77L/min，内弧47L/min。从而使得凝固末端位于距结晶器液面19.0m之间；连铸结晶器保护渣采用现有的桥梁钢用保护渣，控制液渣层厚度在7mm范围，液渣碱度在0.66mm，粘度在0.44Pa·s范围。

取所得铸坯样品分析：钢坯无明显疏松或缩孔(钢坯疏松或缩孔级别均≤0.5级)，角部无边裂。

实施例3

1)冶炼及连铸：常规冶炼，控制上连铸平台温度，连铸时，控制中包温度高于液相线20℃(液相线温度为1511～1524℃)，拉速控制在0.89m/min，采用凝固末端动态轻压下并配以电磁搅拌技术连铸成230*2150mm板坯，其中，液芯压下9mm，电磁搅拌电流450A，频率6HZ；中包采用满包控制，控制在40吨左右，中包的设置挡墙以及挡渣坝，挡墙中墙高度1030mm，上口宽度2000mm，下口宽度1600mm，单排两方孔，该方孔尺寸为120*120mm，水平方向外侧倾15°，两侧墙各开2个直径80圆孔；挡渣坝坝高350mm，成80°角偏挡渣墙，双排水口对称分布，水口插入深度在155mm。

2)冷却水配置：结晶器水量为4800L/min。二冷段配水：足辊段冷却水量230L/min，垂直段冷却水量120L/min，弯曲段水量外弧55L/min，内弧40L/min；矫直段冷却水量外弧80L/min，内弧50L/min。从而使得凝固末端位于距结晶器液面19.40m之间；连铸结晶器保护渣采用现有的桥梁钢用保护渣，控制液渣层厚度为9mm，液渣碱度为0.67mm，粘度为0.45Pa·s。

Claims

1.一种提高桥梁用钢铸坯质量的方法，包括冶炼，连铸，加热及冷却步骤，其特征在于：所述连铸步骤中，控制中包温度高于液相线15～20℃，控制拉速为0.8～0.9m/min；所述冷却步骤中，二冷段配水：足辊段冷却水量为80～230L/min，垂直段冷却水量为60～120L/min，弯曲段水量外弧为45～55L/min，弯曲段水量内弧为30～40L/min，矫直段冷却水量外弧为75～80L/min，矫直段冷却水量内弧45～50L/min。

2.根据权利要求1所述提高桥梁用钢铸坯质量的方法，其特征在于：所述连铸步骤中，对凝固末端采用液芯压下工艺并配以电磁搅拌连铸成板坯。

3.根据权利要求2所述提高桥梁用钢铸坯质量的方法，其特征在于：所述连铸步骤中，液芯压下5～10mm，电磁搅拌电流为440～460A，频率为5～8HZ。

4.根据权利要求1或2或3所述提高桥梁用钢铸坯质量的方法，其特征在于：所述连铸步骤中，中包采用满包控制，控制在35～45吨，中包设置挡渣墙和挡渣坝，所述挡渣墙的中墙高度为1020～1030mm，上口宽度为1900～2000mm，下口宽度为1580～1600mm，水平方向外侧倾10～15°；所述挡渣坝坝高250～350mm，与所述挡渣墙成75～80°角，双排水口对称分布，水口插入深度为120～160mm。

5.根据权利要求4所述提高桥梁用钢铸坯质量的方法，其特征在于：所述中包的挡渣墙设单排两方孔，所述中包的两侧墙各开两个圆孔。

6.根据权利要求1所述提高桥梁用钢铸坯质量的方法，其特征在于：所述冷却步骤中，使凝固末端距结晶器液面18.50～19.50m。

7.根据权利要求1所述提高桥梁用钢铸坯质量的方法，其特征在于：所述连铸步骤中，控制连铸结晶器保护渣的液渣层厚度为6～10mm，液渣碱度为0.65～0.68mm，粘度为0.43～0.46Pa·s。