CN107630172A - 一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法，1)转炉冶炼过程：使用D级罐，控制出钢温度和终点氧值；2)RH精炼过程：精炼定氧，根据氧值配铝；脱氧合金均在加硼铁前加入，控制精炼终点B、S含量及Mn/S；3)连铸过程：采用保护浇铸，控制增氮量、酸溶铝损失和保护渣碱度；应用二冷水动态模型，控制比水量；结晶器的振动曲线调整为小振幅、快振频的1#曲线，控制连铸拉速。本发明通过控制低碳含硼钢生产工艺过程，可显著降低低碳含硼钢热轧后表面裂纹的发生率，提高产品质量，同时提高铸机的作业率。

Description

一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法。

背景技术

硼在元素周期表中位于第二周期，排在碳之前并与其相邻，硼和氮、氧都有很强的亲和力，和碳也能形成碳化物B4C。钢中含B时，B和N极容易结合生成BN，并在晶界沉淀。含B钢的BN晶界析出物很细小，连续钉扎在奥氏体和基体变形处，降低了晶界的流动性，使再结晶温度提高。由于再结晶受阻，晶界不能迁移，应力在晶界处集中而不能消除，从而引起晶界的脆化，使钢的裂纹敏感性增加。有研究表明，B对裂纹的的影响较Nb、Al元素更为严重。

低中碳含硼钢是近年来发展起来用于冷成型的新钢种，其具有以下特点：

1)硼是最有效的提高淬透性的元素，极微量的硼(通常在5～35ppm范围内)即能显著提高钢的淬透性，可节约大量昂贵的合金元素镍、铬、钼等，经济效果明显；

2)硼提高淬透性的效果和含碳量有关，含碳量越低，效果越好，低碳的轧材可以直接拉拔和冷镦成型，不需要预先球化处理，节约能源，降低成本；

3)综合力学性能好，在相同强度水平下韧性较中碳合金钢有明显改善，而且疲劳破坏抗力高，脱碳敏感性小。除低碳硼钢外，还有中碳硼钢，其含碳量较高。中碳硼钢的一些性能介于低碳硼钢和中碳合金钢之间。其次低合金高强度钢添加硼可以有效改善低合金高强度钢的强韧性，若再添加少量铬、镍。钼、钒、铌、铜等合金元素，综合力学性能更好，特别是韧性、焊接性能、成形性优良。

基于上述优点，硼的应用很广泛，可以用作制造压力容器、运输车辆、桥梁、电站等需要的钢板、钢管和锻件。

由于我国硼合金储量较多，为了降低生产成本，含硼钢得以广泛的生产和应用。对含B微合金化钢的高温塑性研究表明，铸坯高温塑性曲线为850～950℃和1250℃以上存在比较明显的低塑性温度区；在低塑性区850～950℃其面缩率在40％左右。对于含B钢来说，如果矫直时铸坯温度位于氮化物析出高峰温度区，将会引起钢的脆化，矫直变形下铸坯振痕波谷处易产生裂纹。

发明内容

本发明提供了一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法，通过控制低碳含硼钢生产工艺过程，可显著降低低碳含硼钢热轧后表面裂纹的发生率，提高产品质量，同时提高铸机的作业率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种防止低碳含硼钢出现表面裂纹的方法，所述低碳含硼钢的化学成分组成为：C≤0.5％；Si≤0.05％；Mn≤0.05％；P≤0.03％；S≤0.015％；B 0.0008％～0.002％；其余为Fe及不可避免的杂质；低碳含硼钢的生产过程包括转炉冶炼、RH精炼、连铸及热轧过程，其中：

1)转炉冶炼过程控制：

使用D级罐，出钢温度不低于1675℃，避免终点补吹，转炉沸腾出钢，终点氧值不大于600ppm；

2)RH精炼过程控制：

精炼定氧，根据氧值配铝；钛铁及其余脱氧合金均在加硼铁前加入，精炼终点B含量控制在0.0008％～0.0012％，S≤0.008％，并确保Mn/S≥20；

3)连铸过程控制：

连铸采用保护浇铸，增氮量控制在1ppm以内，酸溶铝损失控制在20ppm以内；

为了促进坯壳均匀生长，防止因坯壳薄厚不均产生的纵裂源，同时缓解振痕形成过程中产生的偏析，保护渣碱度控制在1.4～1.5；

应用二冷水动态模型，比水量为0.90～0.95kg/t；

结晶器的振动曲线调整为小振幅、快振频的1#曲线，连铸拉速保持1.4～1.6m/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过控制低碳含硼钢生产工艺过程，可显著降低低碳含硼钢热轧后表面裂纹的发生率，提高产品质量，同时提高铸机的作业率。

具体实施方式

本发明所述一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法，所述低碳含硼钢的化学成分组成为：C≤0.5％；Si≤0.05％；Mn≤0.05％；P≤0.03％；S≤0.015％；B 0.0008％～0.002％；其余为Fe及不可避免的杂质；低碳含硼钢的生产过程包括转炉冶炼、RH精炼、连铸及热轧过程，其中：

1)转炉冶炼过程控制：

使用D级罐，出钢温度不低于1675℃，避免终点补吹，转炉沸腾出钢，终点氧值不大于600ppm；

2)RH精炼过程控制：

精炼定氧，根据氧值配铝；钛铁及其余脱氧合金均在加硼铁前加入，精炼终点B含量控制在0.0008％～0.0012％，S≤0.008％，并确保Mn/S≥20；

3)连铸过程控制：

连铸采用保护浇铸，增氮量控制在1ppm以内，酸溶铝损失控制在20ppm以内；

为了促进坯壳均匀生长，防止因坯壳薄厚不均产生的纵裂源，同时缓解振痕形成过程中产生的偏析，保护渣碱度控制在1.4～1.5；

应用二冷水动态模型，比水量为0.90～0.95kg/t；

结晶器的振动曲线调整为小振幅、快振频的1#曲线，连铸拉速保持1.4～1.6m/min。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

1)转炉冶炼过程控制：

低碳含硼钢钢种选取SS400B，使用D级罐。转炉沸腾出钢，出钢温度1680℃，终点氧值475ppm。

2)RH精炼过程控制：

以Als目标为0.025％配加脱氧合金，硼铁最后加入，精炼终点C＝0.18％，Si＝0.01％，Mn＝0.38％，B＝0.0012％，S＝0.005％。

3)连铸过程控制：

铸坯厚度为200mm.连铸保护浇铸，增氮量0.5ppm，酸溶铝损失5ppm。

采用高碱度保护渣，保护渣碱度1.5(常规为1.25)。

应用二冷水动态模型，比水量为0.95kg/t(常规为1.05)。

结晶器的振动曲线选择振幅6.5mm、振频200次/min的1#震动曲线，连铸拉速1.5m/min(常规为1.3～1.4m/min)。

4)产品检验结果：铸坯轧后无裂纹产生。

【实施例2】

1)转炉冶炼过程控制：

低碳含硼钢钢种选取SPHCB，使用D级罐。转炉沸腾出钢，出钢温度1685℃，终点氧值460ppm。

2)RH精炼过程控制：

以Als目标为0.025％配加脱氧合金，硼铁最后加入，精炼终点C＝0.045％，Si＝0.01％，Mn＝0.24％，B＝0.0012％，S＝0.008％。

3)连铸过程控制：

铸坯厚度为200mm.连铸保护浇铸，增氮量0.8ppm，酸溶铝损失3ppm。

采用高碱度保护渣，保护渣碱度1.5(常规为1.25)。

应用二冷水动态模型，比水量为0.95kg/t(常规为1.05)。

结晶器的振动曲线选择振幅6.5mm、振频200次/min的1#震动曲线，连铸拉速1.5m/min(常规为1.3～1.4m/min)。

4)产品检验结果：铸坯轧后无裂纹产生。

【实施例3】

1)转炉冶炼过程控制：

低碳含硼钢钢种选取SAE10B06C，使用D级罐。转炉沸腾出钢，出钢温度1680℃，终点氧值480ppm。

2)RH精炼过程控制：

以Als目标为0.025％配加脱氧合金，硼铁最后加入，精炼终点C＝0.030％，Si＝0.01％，Mn＝0.20％，B＝0.0012％，S＝0.006％。

3)连铸过程控制：

铸坯厚度为200mm.连铸保护浇铸，增氮量0.3ppm，酸溶铝损失1ppm。

采用高碱度保护渣，保护渣碱度1.5(常规为1.25)。

应用二冷水动态模型，比水量为0.95kg/t(常规为1.05)。

结晶器的振动曲线选择振幅6.5mm、振频200次/min的1#震动曲线，连铸拉速1.5m/min(常规为1.3～1.4m/min)。

4)产品检验结果：铸坯轧后无裂纹产生。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种防止低碳含硼钢表面裂纹的方法，其特征在于，所述低碳含硼钢的化学成分组成为：C≤0.5％；Si≤0.05％；Mn≤0.05％；P≤0.03％；S≤0.015％；B 0.0008％～0.002％；其余为Fe及不可避免的杂质；低碳含硼钢的生产过程包括转炉冶炼、RH精炼、连铸及热轧过程，其中：

1)转炉冶炼过程控制：

使用D级罐，出钢温度不低于1675℃，避免终点补吹，转炉沸腾出钢，终点氧值不大于600ppm；

2)RH精炼过程控制：

精炼定氧，根据氧值配铝；钛铁及其余脱氧合金均在加硼铁前加入，精炼终点B含量控制在0.0008％～0.0012％，S≤0.008％，并确保Mn/S≥20；

3)连铸过程控制：

连铸采用保护浇铸，增氮量控制在1ppm以内，酸溶铝损失控制在20ppm以内；

为了促进坯壳均匀生长，防止因坯壳薄厚不均产生的纵裂源，同时缓解振痕形成过程中产生的偏析，保护渣碱度控制在1.4～1.5；

应用二冷水动态模型，比水量为0.90～0.95kg/t；

结晶器的振动曲线调整为小振幅、快振频的1#曲线，连铸拉速保持1.4～1.6m/min。