CN113145813A - 一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，连铸过程中，连铸坯在出二冷区后，在距拉矫机矫直前100mm～500mm，对铸坯的角部采用快速强冷工艺，将其铸坯的角部温度降至100℃～300℃，保证连铸坯在进入矫直过程中角部温度低于350℃，以提高角部的强度，同时能够避开脆性区。优点是：钢液中夹杂物明显降低，不仅提高了铸坯的洁净度，同时还降低了角部裂纹敏刚性；铸坯角部裂纹发生率由平均的4.5％降至了0.5％，大幅提高了连铸坯质量，对于发生角部缺陷的铸坯经过铸坯角部扒皮清理后，能够完全满足球扁钢的轧制要求，提高了轧材产品合格率。

Description

一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法
技术领域
本发明属于小方坯球扁钢生产领域，尤其涉及一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法。
背景技术
球扁钢是造船辅助用中型材，随着我国造船业的迅猛发展，球扁钢国内需求日益旺盛。但是在生产过程中，经常发现球扁钢球头部位有开裂缺陷，导致产品合格率大幅降低，给企业带来了巨大损失。通过取样分析，球扁钢头部开裂是由于小方坯连铸坯存在角部横裂纹导致的，如何防止小方坯连铸坯出现角部裂纹是提高产品合格率的关键。
为了提高铸坯的轧制合格率，需要对铸坯角部进行扒皮精整处理，不仅降低了连铸坯的收得率，而且还提高了劳动强度。为了降低小方坯角部横裂缺陷率，采用了二冷区超弱冷工艺，该方法虽然可以降低了角部横裂缺陷率，但小方坯偶尔还是有角部裂纹出现，且角部裂纹反而更加严重，即便是对铸坯进行二次精整处理也不能彻底将缺陷处理掉，导致铸坯判废。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，改善小方坯球扁钢连铸坯质量，提高小方坯球扁钢轧材的质量合格率。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，球扁钢生产工艺路线为：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却，连铸过程中，连铸坯在出二冷区后，在距拉矫机矫直前100mm～500mm，对铸坯的角部采用快速强冷工艺，将其铸坯的角部温度降至100℃～300℃，保证连铸坯在进入矫直过程中角部温度低于350℃，以提高角部的强度，同时能够避开脆性区。
所述的快速强冷工艺中采用的冷却介质为干冰或液氮，冷却介质的喷洒范围控制在距铸坯角部10mm～30mm的相邻侧面。
所述的冶炼过程包括：
1)球扁钢钢水通过LF炉进行浇注前温度调整，使钢液在浇注前中间包内的钢水过热度保持在35℃～50℃；
在LF炉进行温度调整过程中，LF炉内调整到微正压状态，压差保持在0.01MPa～0.05MPa；在LF加热过程中，加入电石渣料30～60kg/百吨钢。
2)将钢液温度调整到超出上机设定目标温度5℃～10℃之后，对钢液进行底吹氩弱搅拌3～5min，吹氩强度以钢包内渣层下的钢液不裸露为宜。
3)中根据小方坯的断面对拉速进行控制：
铸坯断面为180mm×180mm时拉速控制在1.5m/min～2.0m/min；
铸坯断面为150mm×150mm时拉速控制在2.0m/min～3.0m/min。
所述的连铸过程中，采用倒锥度为0.6％/m～0.8％/m的结晶器铜管，结晶器振动频率控制在160次/min～220次/min；
结晶器水流量控制在120m3/h～150m3/h，电磁搅拌装置安装在距结晶器上口300mm～500mm处，电磁搅拌的电流强度为260A～300A，电磁搅拌的频率为2～5Hz。
所述的冷却过程中，二冷段各区的二冷水量和气流量控制：
一区：二冷水量2.0～2.2m3/h；气流量160～170m3/h；
二区：二冷水量1.6～1.8m3/h；气流量180～200m3/h；
三区：二冷水量1.2～1.5m3/h；气流量260～300m3/h；
四区：二冷水量0.7～1.1m3/h；气流量120～150m3/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明方法后，氮化物尤其是氮化铝夹杂物含量由原有0.0055％降低至0.00385％—0.0044％，较原工艺减少20％～30％，氧化铝夹杂含量由原有0.0245％降低至0.0196％—0.0221％较原有工艺减少10％～20％，钢液中夹杂物明显降低不仅提高了铸坯的洁净度，同时还降低了角部裂纹敏刚性；
铸坯角部裂纹发生率由平均的4.5％降至了0.5％，大幅提高了连铸坯质量，对于发生角部缺陷的铸坯经过铸坯角部扒皮清理后，能够完全满足球扁钢的轧制要求，提高了轧材产品合格率。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，具体方案如下：
S1：球扁钢钢水通过LF炉进行浇注前温度调整，使钢液在浇注前中间包内的钢水过热度保持在35℃～50℃；
在LF炉进行温度调整过程中，要求LF炉内由原有的微负压状态，调整到微正压状态，其压差保持在0.01MPa～0.05MPa，以确保环境中的气体不能进入到LF炉内，以防止球扁钢在加热过程中增氮；在LF加热过程中，每百吨钢液中加入30～60kg的电石渣料。
S2：将钢液温度调整到超出上机设定目标温5℃～10℃之后，对钢液进行底吹氩弱搅拌3～5min，吹氩强度以钢包内渣层下的钢液不裸露为宜；
S3：采用倒锥度为0.6％/m～0.8％/m的结晶器铜管，结晶器振动频率控制在160次/min～220次/min；根据小方坯的断面对拉速进行如下控制，铸坯断面为180mm×180mm时拉速控制在1.5m/min～2.0m/min；150mm×150mm时拉速控制在2.0m/min～3.0m/min；
S4：结晶器水流量控制在120m3/h～150m3/h，电磁搅拌装置安装在距结晶器上口300mm～500mm处，电磁搅拌的电流强度为260A～300A，电磁搅拌的频率为2～5Hz；
S5：二冷段各区的二冷水量和气流量控制如下：
一区：二冷水量2.0～2.2m3/h；气流量160～170m3/h；
二区：二冷水量1.6～1.8m3/h；气流量180～200m3/h；
三区：二冷水量1.2～1.5m3/h；气流量260～300m3/h；
四区：二冷水量0.7～1.1m3/h；气流量120～150m3/h。
S6：连铸坯在出二冷区后，在距拉矫机矫直前100mm～500mm，对铸坯的角部采用快速强冷工艺，将铸坯的角部温度降至100℃～300℃，保证连铸坯在进入矫直过程中角部温度低于350℃，以提高角部的强度，同时也能够避开脆性区；
为了能够在瞬间内，保证铸坯的角部局部温度能够降至此温度范围，采用的冷却介质为干冰或液氮，其介质的喷洒范围控制在距铸坯角部10mm～30mm的相邻侧面。
实施例1
浇铸断面为180mm×180mm的AH32球扁钢，具体工艺方式如下：
S1：球扁钢AH32钢水先在LF炉进行浇注前温度调整，使钢液在浇注前中间包内的钢水过热度保持在35℃；在LF炉进行温度调整过程中，将LF炉内调整到微正压状态，其炉内外压差保持在0.03MPa；LF加热过程中，电石渣料按每百吨钢液中加入35kg。
S2：将钢液温度调整到超出上机设定目标温6℃之后，对钢液进行底吹氩弱搅拌3.5min，吹氩强度以钢包内渣层下的钢液不裸露为宜；
S3：采用倒锥度为0.75％/m的结晶器铜管，结晶器振动频率控制在170次/min，拉速控制在1.6m/min；
S4：结晶器水流量控制在145m3/h，电磁搅拌装置安装在距结晶器上口450mm处，电磁搅拌的电流强度为290A，电磁搅拌的频率为3Hz；
S5：二冷段各区的二冷水量和气流量控制如下：
一区：二冷水量2.15m3/h；气流量160m3/h；
二区：二冷水量1.74m3/h；气流量185m3/h；
三区：二冷水量1.45m3/h；气流量270m3/h；
四区：二冷水量1.05m3/h；气流量130m3/h。
S6：连铸坯在出二冷区后，在距拉矫机矫直前400mm，对距铸坯角部25mm的相邻的侧面采用快喷洒液氮速强冷，将其铸坯的角部温度降至150℃。
实施例2
浇铸断面为150mm×150mm的AH32球扁钢，具体工艺方式如下：
S1：球扁钢AH32钢水先在LF炉进行浇注前温度调整，使钢液在浇注前中间包内的钢水过热度保持在40℃；在LF炉进行温度调整过程中，将LF炉内调整到微正压状态，其炉内外压差保持在0.02MPa；LF加热过程中，按加入每百吨钢液中加入40kg的电石渣料。
S2：将钢液温度调整到超出上机设定目标温8℃之后，对钢液进行底吹氩弱搅拌4min，吹氩强度以钢包内渣层下的钢液不裸露为宜；
S3：采用倒锥度为0.65％/m的结晶器铜管，结晶器振动频率控制在190次/min，拉速控制在2.5m/min；
S4：结晶器水流量控制在125m3/h，电磁搅拌装置安装在距结晶器上口350mm处，电磁搅拌的电流强度为270A，电磁搅拌的频率为4Hz；
S5：二冷段各区的二冷水量和气流量控制如下：
一区：二冷水量2.05m3/h；气流量170m3/h；
二区：二冷水量1.66m3/h；气流量190m3/h；
三区：二冷水量1.35m3/h；气流量280m3/h；
四区：二冷水量0.75m3/h；气流量135m3/h。
S6：连铸坯在出二冷区后，在距拉矫机矫直前200mm，对距铸坯角部20mm的相邻的侧面采用快喷洒液氮速强冷，将其铸坯的角部温度降至200℃。
使用效果比较如下表所示：
Figure BDA0003023457090000051

Claims (6)

1.一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，球扁钢生产工艺路线为：冶炼、连铸、加热、轧制、冷却，其特征在于，连铸过程中，连铸坯在出二冷区后，在距拉矫机矫直前100mm～500mm，对铸坯的角部采用快速强冷工艺，将其铸坯的角部温度降至100℃～300℃，保证连铸坯在进入矫直过程中角部温度低于350℃，以提高角部的强度，同时能够避开脆性区。
2.根据权利要求1所述的一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，其特征在于，所述的快速强冷工艺中采用的冷却介质为干冰或液氮，冷却介质的喷洒范围控制在距铸坯角部10mm～30mm的相邻侧面。
3.根据权利要求1所述的一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，其特征在于，所述的冶炼过程包括：
1)球扁钢钢水通过LF炉进行浇注前温度调整，使钢液在浇注前中间包内的钢水过热度保持在35℃～50℃；
在LF炉进行温度调整过程中，LF炉内调整到微正压状态，压差保持在0.01MPa～0.05MPa；在LF加热过程中，加入电石渣料30～60kg/百吨钢。
2)将钢液温度调整到超出上机设定目标温度5℃～10℃之后，对钢液进行底吹氩弱搅拌3～5min，吹氩强度以钢包内渣层下的钢液不裸露为宜。
4.根据权利要求3所述的一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，其特征在于，3)中根据小方坯的断面对拉速进行控制：
铸坯断面为180mm×180mm时拉速控制在1.5m/min～2.0m/min；
铸坯断面为150mm×150mm时拉速控制在2.0m/min～3.0m/min。
5.根据权利要求1所述的一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，其特征在于，所述的连铸过程中，采用倒锥度为0.6％/m～0.8％/m的结晶器铜管，结晶器振动频率控制在160次/min～220次/min；
结晶器水流量控制在120m3/h～150m3/h，电磁搅拌装置安装在距结晶器上口300mm～500mm处，电磁搅拌的电流强度为260A～300A，电磁搅拌的频率为2～5Hz。
6.根据权利要求1所述的一种防止小方坯球扁钢连铸坯角部裂纹方法，其特征在于，所述的冷却过程中，二冷段各区的二冷水量和气流量控制：
一区：二冷水量2.0～2.2m3/h；气流量160～170m3/h；
二区：二冷水量1.6～1.8m3/h；气流量180～200m3/h；
三区：二冷水量1.2～1.5m3/h；气流量260～300m3/h；
四区：二冷水量0.7～1.1m3/h；气流量120～150m3/h。
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