CN107794340A - 一种控制低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的方法，转炉钢包及合金烘烤，原辅料不吸潮；LF精炼造泡沫渣，埋弧加热；保证钢包与烟罩密封和炉内还原性气氛，采用微正压操作，精炼过程増氮＜0.0005％；脱硫处理[Mn]/[S]在80～100；连铸保护渣和中包覆盖剂H2O≤0.4％，浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间吹氩保护,氩气流量4～6L/min，控制T[O]＜0.0015％，中间包钢液中[N]＜0.0060％，[H]＜0.0004％；铸坯表面温度在高于该钢种脆性区温度下矫直，比水量0.8～0.9L/kg，矫直温度＞950℃；加热炉加热时间延长25～35min，加热温度提高45～55℃。本发明可消除和烧掉因铸坯网状裂纹引起的连轧坯表面缺陷，连轧坯修磨率降低5％，降低废品率，提高钢板表面质量。

Description

一种控制低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的方法
技术领域
本发明属于冶金工艺技术领域，特别涉及一种低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的控制方法
背景技术
含铝冷镦钢主要用于制造螺栓、螺钉、铆钉和销钉，不仅有优良的冷拉拔性能，而且具有良好的冷顶锻和冷挤压性能。目前国内企业大都参照日本工业标准，如牌号为SWRCH12A、SWRCH622A，其铝含量一般要求在0.03～0.06％。含铝冷镦钢典型的生产工艺流程：铁水—转炉—精炼—连铸—铸坯检查—加热炉加热—初轧开坯、连轧—钢坯修磨—高线热轧盘条—成品检验—入库。钢水在炼钢转炉粗炼之后，须在LF精炼装置中对钢水进行精炼处理，连铸后的铸坯经过火焰切割后，铸坯检查，被送进加热炉加热后，再送往连轧机，轧制成规定形状和尺寸的连轧产品，经探伤检验，对表面缺陷进行打磨后打捆待发。
低碳含铝冷镦钢碳含量在0.16～0.22％之间，铝含量在0.03～0.06％之间，属于裂纹敏感的钢种，因此连轧大方坯表面易产生裂纹，这种网状裂纹，在加热炉温度控制工艺不当时，表面网状裂纹扩展加剧，连轧坯表面易产生裂纹。铸坯带来的网状裂纹，表面被FeO覆盖，经酸洗后才能发现，表面裂纹分布无方向性，形貌呈网状，裂纹深度可达1～4mm，有的甚至达20mm。这些深浅不一的连铸坯表面网状裂纹，铸坯的检查工序检查不到，在加热炉加热过程中可以消除一些深度较浅的裂纹，而那些较深的网状裂纹，在加热炉控制不当的情况下，则造成连轧材的表面缺陷，使其修磨成本大大增加，甚至出现废品。
申请号201210358753.0公开了“一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺”，其连铸采用全保护浇注，中间包开浇前灌氩气，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包钢水使用覆盖剂，连续测温；连铸过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用低碳含硼冷镦钢专用保护渣。该工艺没有综合考虑钢水的精炼控制，二冷区的温度控制等，不能完全消除连铸坯表面的网状裂纹，更不能解决连轧坯的裂纹缺陷。
申请号200910248752.9公开了一种减少高碳钢连轧坯内部裂纹的方法，通过向钢中添加微量的钒合金元素，使钒在钢中形成弥散分布的VC难熔质点，即可锁定钢中的氢，并使其随VC弥散分布在钢中，从而避免或减少高碳钢铸坯和连轧坯内部的氢致裂纹，提高产品质量，提高探伤合格率，而且，不必对铸后的钢坯进行扩散退火处理，也不必对轧后的钢坯进行缓冷处理，因而降低了生产成本和工人的劳动强度。但是低碳含铝冷镦钢连轧坯表面裂纹与高碳钢连轧坯内部裂纹是不同钢种及不同部位的裂纹，其形成机理及控制方法不同。
发明内容
本发明旨在控制低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的生成，减少低碳含铝冷镦钢连轧坯修磨率及废品率，降低生产成本。
为达此目的，本发明采取了如下技术解决方案：
一种控制低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的方法，其特征在于：
(1)转炉冶炼：对钢包及合金进行烘烤，保证原料及辅助材料不吸潮。
(2)LF精炼：精炼过程中造泡沫渣，实现埋弧加热，防止弧区钢液面裸露；加强钢包与烟罩间的密封，保证炉内的还原性气氛；采用微正压操作，减少钢液与空气的接触；吹氩强度控制在0.28～0.41Mpa，减少钢液裸露，钢液裸露面积小于2％，控制增氮，LF精炼过程中増氮小于0.0005％；脱硫处理，保证[Mn]/[S]比在80～100。
(3)连铸：连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装，控制H2O≤0.4％；开浇前进行中间包包盖吹氩，浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量控制在4～6L/min，避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水及中间包注流区域，防止钢水二次氧化，控制T[O]＜0.0015％；控制中间包钢液中[N]＜0.0060％，[H]＜0.0004％，减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸，防止凝固初生坯壳中H过饱和析出。
(4)矫直：保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直，将比水量控制在0.8～0.9L/kg，矫直温度＞950℃。
(5)加热：加热炉加热时间比该钢种常规加热时间延长25～35min，加热温度提高45～55℃，使晶界的S转变为MnS，同时烧掉相对深的铸坯表面横裂纹、网状裂纹和表面气泡。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过控制冶炼及精炼、连铸工艺，使钢水中N、H、O含量控制在合适范围，减轻钢水静压力，减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸，控制钢水中Mn/S比，降低钢的裂纹敏感性，同时通过控制中间包覆盖剂和中间包保护渣水分，降低二冷区比水量，延长加热炉加热时间，提高加热炉加热温度，从而消除和烧掉因铸坯网状裂纹引起的连轧坯表面缺陷，不仅使连轧坯修磨率降低了5％，节省人工成本，减少金属损失，而且可有效降低废品率，提高钢板表面质量，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1：钢种为SWRCH22A，轧后方坯尺寸为154×154mm。
1、转炉冶炼：钢包、合金烘烤，保证石灰等原辅材料不吸潮。
2、LF精炼：精炼过程中造好泡沫渣，实现埋弧加热，防止弧区钢液面裸露；加强钢包与烟罩间的密封，保证炉内的还原性气氛；采用微正压操作，减少钢液与空气的接触；控制吹氩强度，吹氩强度控制在0.28～0.41Mpa，减少钢液裸露，钢液裸露面积小于2％，控制増氮，LF精炼过程中増氮0.0040％；脱硫处理，精炼后控制成分为：N 0.0041wt％；S0.0070wt％，Mn0.68wt％。
3、连铸：连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装，要求对水分含量进行限制，H2O含量为0.35％。开浇前进行中间包包盖吹氩，浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护，氩气流量控制在5L/min，避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水、中间包注流等区域，防止钢水二次氧化，T[O]为0.0012％。中间包钢液中[N]为0.0060％，从而减少铸坯中AlN析出量，减小AlN析出尺寸，[H]为0.0003％，防止凝固初生坯壳中H过饱和析出，减轻钢水静压力。
4、矫直：降低二次冷却强度，提高铸坯表面温度，保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直，比水量为0.85L/kg，矫直温度为960℃。
5、加热：加热炉铸坯经过剪切后进入均热炉，铸坯进炉温度为730℃，出炉温度为1270℃，加热+均热的总时间为3.5小时。
实施例2：钢种为SWRCH18AB，轧后方坯尺寸为180×180mm。
1、转炉冶炼：钢包、合金烘烤，保证石灰等原辅材料不吸潮。
2、LF精炼：精炼过程中造好泡沫渣，实现埋弧加热，防止弧区钢液面裸露；加强钢包与烟罩间密封，保证炉内的还原性气氛；采用微正压操作，减少钢液与空气的接触；控制吹氩强度，减少钢液裸露，控制増氮，LF精炼过程増氮0.0040％；脱硫处理，精炼后成分为：N0.0038wt％；S0.0060wt％，Mn0.67wt％。
3、连铸：连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装，要求对水分含量进行限制，H2O含量为0.35％。开浇前进行中间包包盖吹氩，浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护，氩气流量控制在5L/min，避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水、中间包注流等区域，防止钢水二次氧化，T[O]为0.0011％。中间包钢液中[N]为0.0059％，从而减少铸坯中AlN析出量，减小AlN析出尺寸，[H]为0.0002％，防止凝固初生坯壳中H过饱和析出，减轻钢水静压力。
4、矫直：降低二次冷却强度，提高铸坯表面温度，保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直，比水量为0.84L/kg，矫直温度为965℃。
5、加热：加热炉铸坯经过剪切后进入均热炉，铸坯进炉温度为728℃，出炉温度为1272℃，加热+均热的总时间为3.4小时。

Claims (1)

1.一种控制低碳含铝冷镦钢连轧坯裂纹的方法，其特征在于：
(1)转炉冶炼：对钢包及合金进行烘烤，保证原料及辅助材料不吸潮；
(2)LF精炼：精炼过程中造泡沫渣，实现埋弧加热，防止弧区钢液面裸露；加强钢包与烟罩间的密封，保证炉内的还原性气氛；采用微正压操作，减少钢液与空气的接触；吹氩强度控制在0.28～0.41Mpa，减少钢液裸露，钢液裸露面积小于2％，控制增氮，LF精炼过程中増氮小于0.0005％；脱硫处理，保证[Mn]/[S]比在80～100；
(3)连铸：连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装，控制H2O≤0.4％；开浇前进行中间包包盖吹氩，浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量控制在4～6L/min，避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水及中间包注流区域，防止钢水二次氧化，控制T[O]＜0.0015％；控制中间包钢液中[N]＜0.0060％，[H]＜0.0004％，减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸，防止凝固初生坯壳中H过饱和析出；
(4)矫直：保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直，将比水量控制在0.8～0.9L/kg，矫直温度＞950℃；
(5)加热：加热炉加热时间比该钢种常规加热时间延长25～35min，加热温度提高45～55℃，使晶界的S转变为MnS，同时烧掉相对深的铸坯表面横裂纹、网状裂纹和表面气泡。
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