CN113414361A - 一种减少板坯表面角部横裂纹的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少板坯表面角部横裂纹的方法，通过采用热模拟试验机分析钢种的高温力学性能，准确找到钢种的第三脆性温度区，通过控制连铸工艺，减少铸坯角部横裂纹，从而减少铸坯角部裂纹的清理量，提高了铸坯热装的比率，节约了成本，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种减少板坯表面角部横裂纹的方法。
背景技术
无缺陷铸坯生产是连铸钢厂生产的期望目标，然而受生产条件等因素的限制，实际上很难达到。连铸坯表面缺陷多数会保留在轧材上，对产品质量产生非常大的影响；部分会在轧制的过程中，随着轧制比的增加而轧合。连铸坯表面缺陷包括横裂纹、纵裂纹、星状裂纹、皮下针孔等缺陷，而板坯表面角部横裂纹是最常见的铸坯缺陷。因此，通过研究连铸过程中生成的表面角部横裂纹缺陷，针对不同钢种制定相应措施减少铸坯表面角部横裂纹缺陷，从而提高钢材产品质量。
本项目通过调研分析稀土钢板材公司板坯连铸机铸坯表面缺陷产生的原因，研究冷却方式、钢种高温力学性能、保护渣性能等对表面质量的影响情况，制定相应的解决措施，达到提高铸坯质量的目的。通过采用解决措施减少铸坯清理量、优化工艺流程、提高生产效益等有着重要的现实意义。
申请号为201510039174.3的中国专利公开了采用电磁感应加热器对铸坯的边、角进行局部加热，使得铸坯的边角温度避开温度脆性区，从而使得铸坯避免产生裂纹。本发明通过控制连铸工艺使得铸坯的角部温度避开第三脆性温度区，从而减少铸坯角部横裂纹。
申请号为号201210141665.5的中国专利公开了通过控制结晶器宽面和窄面水槽内的水流速度、入口水温度、结晶器锥度、结晶器保护渣熔点和粘度等，减少含硼钢宽厚板连铸坯角部横裂纹。本发明通过控制连铸工艺减少铸坯角部横裂纹。
申请号为号201510853070.6的中国专利公开了通过控制形成氮化硼所需的氮，抑制了氮化硼粒子的析出，改善了含硼钢的热塑性，对连铸工艺进行了优化控制，使含硼钢板坯的裂纹缺陷率大幅下降。本发明通过控制连铸工艺使得铸坯的角部温度避开第三脆性温度区，从而减少铸坯角部横裂纹。
发明内容
本发明的目的是提供一种减少板坯表面角部横裂纹的方法，采用热模拟试验机分析钢种的高温力学性能，准确找到钢种的第三脆性温度区，通过控制连铸工艺，从而减少铸坯角部横裂纹。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种减少板坯表面角部横裂纹的方法，包括：
1)、针对典型钢种分析其高温拉伸性能，取样方向沿铸坯的拉坯方向，以模拟拉坯方向上铸坯受拉应力的情况，拉坯方向长度大于150mm，取样后加工成高温拉伸的试样，试样尺寸为Φ10mm×78mm，每个试样上焊接热电偶，以便测量试样的温度，进行高温拉伸试验；
2)、固定试样后抽真空，在氩气保护条件下，将试样以10℃/s的速率加热至1350℃，保温5min，以均匀成份和温度，促进析出物的溶解，然后以3℃/s的冷却速率将试样冷却至试验温度；保温2min后，以0.001s-1的应变速率进行拉伸试验，试样冷却后，计算其断面收缩率；
3)、针对典型钢种分析其高温拉伸性能，找到第三脆性温度区；
4)、针对典型钢种的第三脆性温度区结果，分析钢种的生产工艺参数，通过控制连铸机保证铸坯在矫直段时窄面角部的温度大于钢种的第三脆性温度区，从而避开裂纹敏感区域进行矫直，减少铸坯角部横裂纹。
进一步的，高温拉伸测试温度下表1所示，温度间隔为25℃：
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 温度 | 800 | 825 | 850 | 875 | 900 | 925 | 950 | 975 | 1000 | 1050 | 1100 | 1125 | 1150 | 1175 | 1200 | 1250 | 1300 |
。
进一步的，所述4)中主要是通过控制连铸机的拉速、过热度、二冷水保证铸坯在矫直段时窄面角部的温度大于钢种的第三脆性温度区。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明通过采用热模拟试验机分析钢种的高温力学性能，准确找到钢种的第三脆性温度区，通过控制连铸工艺，减少铸坯角部横裂纹，从而减少铸坯角部裂纹的清理量，提高了铸坯热装的比率，节约了成本，应用前景广阔。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明中SS400B高温拉伸的面缩率结果。
图2为本发明中L245M高温拉伸的面缩率结果。
具体实施方式
一种减少板坯表面角部横裂纹的方法，包括：
1)、针对典型钢种分析其高温拉伸性能，取样方向沿铸坯的拉坯方向，以模拟拉坯方向上铸坯受拉应力的情况，拉坯方向长度大于150mm，取样后加工成高温拉伸的试样，试样尺寸为Φ10mm×78mm，每个试样上焊接热电偶，以便测量试样的温度，进行高温拉伸试验，高温拉伸测试温度如表1所示，温度间隔为25℃。
表1高温拉伸的测试温度/℃
2)、在工作室内固定试样后抽真空，在氩气保护条件下，将试样以10℃/s的速率加热至1350℃，保温5min，以均匀成份和温度，促进析出物的溶解，然后以3℃/s的冷却速率将试样冷却至试验温度。保温2min后，以0.001s-1的应变速率进行拉伸试验，试样冷却后，计算其断面收缩率。
3)、针对典型钢种分析其高温拉伸性能，找到第三脆性温度区。
4)、针对典型钢种的第三脆性温度区结果，分析钢种的生产工艺参数，通过控制连铸机的拉速、过热度、二冷水等，保证铸坯在矫直段时窄面角部的温度大于钢种的第三脆性温度区，从而避开裂纹敏感区域进行矫直，减少铸坯角部横裂纹。
实例1：
钢种为SS400B，按技术方法进行取样并进行高温拉伸试验，面缩率结果如图1所示。由图1可知SS400B在温度为825-900℃时的断面收缩率比较小(小于60％)，在875℃时断面收缩率最低为49.59％，因此该温度区间为铸坯的第三脆性温度区。该炉生产时，铸坯断面为1250mm×230mm，保证了恒拉速为1.3m/min，过热度27℃，结晶器液面波动正常，二冷比水量为0.68/min，符合操作规程要求，化学成份符合标准要求。测量矫直段铸坯窄面角部的温度，铸坯窄面中心的温度为1050℃、1060℃，铸坯窄面边部的温度为930℃、920℃、920℃、915℃，均大于该钢种的第三脆性温度区。检验铸坯表面质量良好，没有发现铸坯角部横裂纹。
实例2：
钢种为L245M，按技术方法进行取样并进行高温拉伸试验，面缩率结果如图2所示。由图2可知L245M在温度为800-875℃时的断面收缩率比较小(小于60％)，在850℃时断面收缩率最低为29.44％，因此该温度区间为铸坯的第三脆性温度区。该炉生产时，铸坯断面为1650mm×230mm，保证了恒拉速为1m/min，过热度29℃，结晶器液面波动正常，二冷比水量为0.66L/min，符合操作规程要求，化学成份符合标准要求。测量矫直段铸坯窄面角部的温度，铸坯窄面中心的温度为1070℃、1010℃，铸坯窄面边部的温度为930℃、885℃、940℃、920℃，均大于该钢种的第三脆性温度区。检验铸坯表面质量良好，没有发现铸坯角部横裂纹。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种减少板坯表面角部横裂纹的方法，其特征在于，包括：
1)、针对典型钢种分析其高温拉伸性能，取样方向沿铸坯的拉坯方向，以模拟拉坯方向上铸坯受拉应力的情况，拉坯方向长度大于150mm，取样后加工成高温拉伸的试样，试样尺寸为Φ10mm×78mm，每个试样上焊接热电偶，以便测量试样的温度，进行高温拉伸试验；
2)、固定试样后抽真空，在氩气保护条件下，将试样以10℃/s的速率加热至1350℃，保温5min，以均匀成份和温度，促进析出物的溶解，然后以3℃/s的冷却速率将试样冷却至试验温度；保温2min后，以0.001s-1的应变速率进行拉伸试验，试样冷却后，计算其断面收缩率；
3)、针对典型钢种分析其高温拉伸性能，找到第三脆性温度区；
4)、针对典型钢种的第三脆性温度区结果，分析钢种的生产工艺参数，通过控制连铸机保证铸坯在矫直段时窄面角部的温度大于钢种的第三脆性温度区，从而避开裂纹敏感区域进行矫直，减少铸坯角部横裂纹。
2.根据权利要求1所述的减少板坯表面角部横裂纹的方法，其特征在于，高温拉伸测试温度下表1所示，温度间隔为25℃：
。
3.根据权利要求1所述的减少板坯表面角部横裂纹的方法，其特征在于，所述4)中主要是通过控制连铸机的拉速、过热度、二冷水保证铸坯在矫直段时窄面角部的温度大于钢种的第三脆性温度区。
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