CN108165703B - 一种提高未经脱氢处理钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一种提高未经脱氢处理钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺，通过上述技术方案，严格控制精炼增氢的因素；适当减少轧制钢板压缩比（传统轧制工艺要求高压缩比），减少生产钢坯厚度；在连铸机拉矫段安装快速冷却装置，实现钢坯在线迅速冷却；钢坯冷却以后对钢坯进行堆冷；轧制过程中采用“高温低速大压下轧制”；轧后采用高温夹钳保证高温下线，利用余热对钢板实现长时间堆冷。通过上述一系列工艺，在未过VD真空处理情况下，轧制钢板的探伤合格率达到99%以上，大幅降低生产成本。

Description

一种提高未经脱氢处理钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺

技术领域

本发明涉及中厚板生产技术领域，具体涉及一种提高未经脱氢处理

钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺。

背景技术

随着经济的发展，各个行业对厚板（≥60mm）的需求量也日趋增大，并且对钢材的内部探伤质量要求越来越高。资料研究表明，厚板探伤质量的提高强烈依赖降低钢坯内部氢含量。目前通过转炉+LF精炼生产的钢坯，普遍存在精炼增氢问题，经工艺优化以后，精炼以后氢含量一般仍在3-7ppm，难以保证轧制特厚板的探伤质量。传统方法是通过VD真空脱氢处理、降低钢水内部氢含量，从而实现提高特厚板探伤合格率的目的。但是VD真空脱氢的生产成本较贵，部分公司受制于设备产能限制，很难做到炉炉钢水都过VD真空处理。本发明发明用以解决未经真空脱氢处理的钢坯实现轧制厚板保探伤的生产工艺。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种提高未经脱氢处理

钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺，能有效减少铸坯内部氢含量，提高特厚板探伤质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高未经脱氢处理钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）转炉冶炼：将兑入转炉中的废钢预热处理至清洁干燥，并向转炉中加入干燥辅料；通过适当提高终点碳含量，降低钢水终点氧含量，提高转炉脱硫效率；为避免出钢过程下渣，严防炉渣进入钢水，出钢过程中采用硅铝钡钙进行预脱氧并采用挡渣球挡渣，有效提高转炉的脱硫效果和缩短LF的精炼周期；

2）LF精炼：精炼时造高碱度还原渣，控制精炼渣中SiO2含量在10%以下甚至5%以下；向炉渣加入扩散脱氧剂，使渣中FeO含量在1%甚至0.5%以下；

3）浇注环节：钢水浇注时全程保护浇注，在开浇1min内安装保护管并接通Ar气；中间包要烘烤到位，尽量减少中间包包衬中水分；采用干燥的中包覆盖剂，加入量满足覆盖钢液面；处理保护渣至干燥状态，做到少加勤加，避免结晶器钢液面裸露；Ar流量应保证钢液面波动而不翻腾，严禁Ar流量过大导致钢液翻腾而裸露；

4）提料生产计划管理：通过后续大压下轧制，采用薄钢坯轧制，采用压缩比大于2的方案；

5）钢坯在线冷却：在直弧形连铸机过矫直点以后的拉矫水平段，在辊缝之间增加强冷喷嘴，在连铸坯生产过程中，开启强冷喷嘴，实现钢坯快速冷却；降低矫直应力，防止钢坯表面裂纹，此时钢坯过矫直点温度为950℃以上，钢坯过矫直点后进行快速冷却；

6）铸坯缓冷：钢坯经拉矫段冷却后，经历在线切割、去毛刺后，钢坯表面先返红，返红后表面温度在600-700℃之间，返红以后表面继续降温，钢坯下线时温度在500-650℃之间；下线后将钢坯集中在缓冷坑进行缓冷；

7）加热轧制：钢坯经缓冷以后，钢坯入炉温度控制在100~300℃之间，避免钢坯长时间放置；钢坯加热过程在连续推钢加热炉中进行，预热段控制加热时间占 总加热时间的40%-50%，保证钢坯充分均匀预热；二加热和预热段总加热时间控制在10-13min/cm，保证钢坯温度均热，为高温大压下轧制创造条件；

在轧制环节，针对每块特厚板制定轧制压下规程，轧制压下量控制在30-50mm，保证至少3道次轧制压下率大于15%；对于低圧缩比钢板，优先采用热轧，避免采用晾钢两阶段轧制；轧后采用ACC进行加速冷却，保证钢板性能。

8）钢板堆冷：采用高温夹钳下线，保证钢板下线温度；钢板下线集中堆垛，堆垛在钢板缓冷坑进行；缓冷坑四周用耐火砖、保温材料砌成，上表面采用缓冷盖板覆盖；高温下线钢板堆放在一起后，温度迅速均匀化，部分低温下线钢坯被加热，高温未完成组织转变钢板迅速降温；钢坯堆垛以后温度在500~600℃之间；钢板根据厚度不同，在此温度期间堆冷24-72小时。

本发明用以提高连铸坯轧制厚板内部探伤内部质量，解决LF精炼增氢以后，在不进行真空脱氢处理的情况下，提高轧制特厚板探伤合格率的一种生产工艺。具体方法是在连铸坯过矫直点以后，在水平拉矫段增加冷却喷嘴，加大钢坯冷却速度，促使钢坯组织迅速完成奥氏体向铁素体和珠光体转变，阻止钢坯内部氢含量的中心偏聚，促进钢坯内氢含量的逸出，实现提高钢板内部探伤质量的工艺。

本发明通过上述技术方案，严格控制精炼增氢的因素；适当减少轧制钢板压缩比（传统轧制工艺要求高压缩比），减少生产钢坯厚度；在连铸机拉矫段安装快速冷却装置，实现钢坯在线迅速冷却；钢坯冷却以后对钢坯进行堆冷；轧制过程中采用“高温低速大压下轧制”；轧后采用高温夹钳保证高温下线，利用余热对钢板实现长时间堆冷。通过上述一系列工艺，在未过VD真空处理情况下，轧制钢板的探伤合格率达到99%以上，大幅降低生产成本。

具体实施方式

本发明的生产工艺具体实施如下：

1）转炉环节：兑入转炉中的废钢应预热处理保证清洁干燥，加入转炉的辅料应干燥；转炉冶炼时适当提高终点碳含量，以降低钢水终点氧含量，提高转炉脱硫效率；出钢过程中采用硅铝钡钙进行预脱氧同时采用挡渣球挡渣，尽量应避免出钢过程下渣，严防炉渣进入钢水，可以有效的提高转炉的脱硫效果，也可以缩短LF的精炼周期。

2）LF精炼环节：优化LF工序的操作规程和工艺制度，优化渣料配方，提高LF脱硫效率。强化炉渣脱氧对提高脱硫效果的重要性，因为钢中的氧位对脱硫有很大的影响，当钢液氧位较高时，钢液脱硫很困难，所以降低痒活度对脱硫至关重要；精炼时造高碱度还原渣，控制精炼渣中SiO2含量在10%以下甚至5%以下；向炉渣加入扩散脱氧剂，使渣中FeO含量在1%甚至0.5%以下。通过以上方法提高LF脱硫效率、渣料加入量及LF精炼时间，以减少H的吸入。因为在还原性条件下，炉渣可将气氛中的H吸入到钢液中，当钢液十分干净，没有表面活性物质时，H的吸入就更加严重。因此要控制精炼到站钢水中S含量、渣料的质量及精炼操作工艺，提高脱硫效率减少精炼时间，避免在精炼进行深脱硫而带来负面影响。精炼结束后软吹时杜绝暴吹现象发生。

3）浇注环节：钢水浇注时必须全程保护浇注，在开浇1min内安装保护管并接通Ar气；中间包要烘烤到位，尽量减少中间包包衬中水分；中包覆盖剂必须干燥，加入量应覆盖钢液面；保护渣必须干燥，做到少加勤加，避免结晶器钢液面裸露；Ar流量应保证钢液面波动而不翻腾，严禁Ar流量过大导致钢液翻腾而裸露。

4）提料生产计划管理环节：传统轧制强调高压缩比轧制，一般要求压缩比大于3，才能保证探伤质量。本生产工艺通过后续大压下轧制，要求尽量采用薄的钢坯轧制，一般要求压缩比大于2即可，在满足压缩比的情况下，尽量在生产计划上采用较薄的钢坯轧制。一般120mm以下采用250断面钢坯即可，减少采用300、350、400断面钢坯。

5）钢坯在线冷却环节：在直弧形连铸机过矫直点以后的拉矫水平段，在辊缝之间增加强冷喷嘴，在连铸坯生产过程中，开启强冷喷嘴，实现钢坯快速冷却。一般为了防止钢坯表面裂纹，降低矫直应力。钢坯过矫直点温度要求在950℃以上，钢坯过矫直点以后不再受矫直应力，可进行快速冷却。

钢坯过拉矫水平段进行快速冷却，钢坯表面温度直接从950~1000℃降到500~650℃左右，这道工序是保证探伤质量的关键。钢坯快速冷却作用好处有以下几个方面，首先是防止氢含量中心偏聚。钢坯一般较厚，若不进行强制快速冷却，钢板缓冷情况下组织从奥氏体完全转变到珠光体和铁素体需要4-10个小时以上，组织转变过程中也是从表面向心部层层转变；由于奥氏体钢氢的溶解度较高（5-10ppm），铁素体与珠光体混合组织中氢的溶解度极低（2ppm以下），表面先完成组织转变释放氢含量不仅不会扩散逸出，而且会向心部奥氏体区域聚集，最终引发氢含量心部强烈偏聚，对轧制钢板中氢含量逸出非常不利。拉矫水平段快冷装置实现钢坯迅速从奥氏体向铁素体和珠光体转变，减少钢坯扩氢过程逆向扩散，对钢坯内部氢含量逸出起到促进作用。

6）铸坯缓冷环节：钢坯经拉矫段冷却以后，在后续在线切割、去毛刺后，钢坯表面先返红，返红后表面温度在600-700℃之间，返红以后表面继续降温，钢坯下线时温度在500-650℃之间。下线后立即把钢坯集中在缓冷坑进行缓冷。缓冷时间根据钢坯厚度而定，250mm断面钢坯按照16小时，210mm和180mm断面按照12小时，300mm 断面钢坯按照24小时进行堆冷。钢坯堆冷时间到以后，按照正常程序进行加热轧制。铸坯缓冷环节在组织转变完成情况下，通过上述工序可消除钢坯内部50%左右氢含量，为保证探伤质量提供保证。

7）加热轧制环节：钢坯经缓冷以后，钢坯入炉温度控制在100~300℃之间，避免钢坯长时间放置。钢坯加热过程在连续推钢加热炉中进行，预热段控制加热时间占 总加热时间的40%-50%，保证钢坯充分均匀预热；二加热和预热段总加热时间控制在10-13min/cm，保证钢坯温度均热，为高温大压下轧制创造条件。在轧制环节，针对每块特厚板制定轧制压下规程，轧制压下量控制在30-50mm，保证至少3道次轧制压下率大于15%。对于低圧缩比钢板，优先采用热轧，避免采用晾钢两阶段轧制。轧后采用ACC进行加速冷却，保证钢板性能。

8）钢板堆冷环节：钢板经ACC冷却以后，表面温度仍然在550-750℃之间，钢板仍然没有磁性，无法采用电磁铁下线堆冷。针对此问题，本生产工艺采用高温夹钳下线，保证钢板下线温度。钢板下线尽量集中堆垛，堆垛在钢板缓冷坑进行。缓冷坑四周用耐火砖、保温材料砌成，上表面采用缓冷盖板覆盖。高温下线钢板堆放在一起后，温度迅速均匀化，部分低温下线钢坯被加热，高温未完成组织转变钢板迅速降温。钢坯堆垛以后温度在500~600℃之间。钢板根据厚度不同，在此温度期间堆冷24~72小时之不等。通过钢板堆冷工艺，不仅进一步减轻钢板内部氢含量，而且缓解钢板的轧制及ACC冷却工艺产生残余内应力，探伤内部质量大幅提高。

通过上述一系列措施的实施，钢板在未经过VD处理情况下，探伤合格率达到99.5%以上，特别是40mm-120mm的厚板，探伤合格率提高20%以上。同时实现吨钢降低成本在50-70元/吨。通过上述生产工艺的实施，不仅提高钢板质量，而且给企业带来巨大的经济效益。

本发明提出的连铸坯拉矫水平段增加快冷装置和钢板高温下线夹钳装置属于首次在本行业投入使用，应该列入发明保护范围。上面所述的实施方法仅仅是对本发明发明实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中普通技术人员对本发明技术方案作出的各种变形和改进，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种提高未经脱氢处理钢坯轧制厚板探伤质量的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）转炉冶炼：将兑入转炉中的废钢预热处理至清洁干燥，并向转炉中加入干燥辅料；通过适当提高终点碳含量，降低钢水终点氧含量，提高转炉脱硫效率；为避免出钢过程下渣，严防炉渣进入钢水，出钢过程中采用硅铝钡钙进行预脱氧并采用挡渣球挡渣，有效提高转炉的脱硫效果和缩短LF的精炼周期；

2）LF精炼：精炼时造高碱度还原渣，控制精炼渣中SiO2含量在5%以下；向炉渣加入扩散脱氧剂，使渣中FeO含量在0.5%以下；

3）浇注环节：钢水浇注时全程保护浇注，在开浇1min内安装保护管并接通Ar气；中间包要烘烤到位，尽量减少中间包包衬中水分；采用干燥的中包覆盖剂，加入量满足覆盖钢液面；处理保护渣至干燥状态，做到少加勤加，避免结晶器钢液面裸露；Ar流量应保证钢液面波动而不翻腾，严禁Ar流量过大导致钢液翻腾而裸露；

4）提料生产计划管理：通过后续大压下轧制，采用薄钢坯轧制，采用压缩比大于2的方案；

5）钢坯在线冷却：在直弧形连铸机过矫直点以后的拉矫水平段，在辊缝之间增加强冷喷嘴，在连铸坯生产过程中，开启强冷喷嘴，实现钢坯快速冷却；降低矫直应力，防止钢坯表面裂纹，此时钢坯过矫直点温度为950℃以上，钢坯过矫直点后进行快速冷却；

6）铸坯缓冷：钢坯经拉矫段冷却后，经历在线切割、去毛刺后，钢坯表面先返红，返红后表面温度在600-700℃之间，返红以后表面继续降温，钢坯下线时温度在500-650℃之间；下线后将钢坯集中在缓冷坑进行缓冷；

7）加热轧制：钢坯经缓冷以后，钢坯入炉温度控制在100~300℃之间，避免钢坯长时间放置；钢坯加热过程在连续推钢加热炉中进行，预热段控制加热时间占总加热时间的40%-50%，保证钢坯充分均匀预热；二加热和预热段总加热时间控制在10-13min/cm，保证钢坯温度均热，为高温大压下轧制创造条件；在轧制环节，针对每块特厚板制定轧制压下规程，轧制压下量控制在30-50mm，保证至少3道次轧制压下率大于15%；对于低圧缩比钢板，优先采用热轧，避免采用晾钢两阶段轧制；轧后采用ACC进行加速冷却，保证钢板性能；

8）钢板堆冷：采用高温夹钳下线，保证钢板下线温度；钢板下线集中堆垛，堆垛在钢板缓冷坑进行；缓冷坑四周用耐火砖、保温材料砌成，上表面采用缓冷盖板覆盖；高温下线钢板堆放在一起后，温度迅速均匀化，部分低温下线钢坯被加热，高温未完成组织转变钢板迅速降温；钢坯堆垛以后温度在500~600℃之间；钢板根据厚度不同，在此温度期间堆冷24-72小时。