CN113732258A - 一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法 - Google Patents
一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113732258A CN113732258A CN202110993926.5A CN202110993926A CN113732258A CN 113732258 A CN113732258 A CN 113732258A CN 202110993926 A CN202110993926 A CN 202110993926A CN 113732258 A CN113732258 A CN 113732258A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electromagnetic induction
- casting blank
- induction heating
- steel
- inner arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/1226—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for straightening strands
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/009—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of work of special cross-section, e.g. I-beams, U-profiles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/42—Induction heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体地讲,本发明涉及一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法,包括以下步骤:在铸坯过矫直段之前布置电磁感应加热装置,电磁感应加热装置中的磁感线穿过铸坯内弧翼缘部位,通过交变磁场对铸坯内弧翼缘部位进行加热;所述电磁感应加热装置对铸坯内弧翼缘的加热速度为2~20℃/s,加热后,使铸坯内弧翼缘处的温度升高至920℃以上。本发明通过分析微合金化异形坯横裂纹的产生原因,制定了抑制矫直前微合金碳氮化物在薄膜状铁素体中析出的技术方案,从而能提高矫直前铸坯的塑性,减少矫直横裂纹的产生。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域,具体地讲,本发明涉及一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法。
背景技术
异形坯的生产是一种近终型连铸技术,在H型钢生产领域中将钢水直接浇铸成类似H型(异形坯的形状如下图1所示),以降低轧钢设备的负荷,降低生产成本,但由于异形坯类似H型,腿高达到400mm左右,相当于铸坯的厚度非常大(以异形坯腿高来表示铸坯厚度),因此,在异形坯连铸的矫直环节时腿部的变形量大,腿部部位(翼缘)处易出横向裂纹。钢种成份中的Al+Nb+V含量大于0.06%,[N]含量大于70ppm时,异形坯的横向裂纹尤其严重,裂纹发生率达到50%以上,微合金化异形坯的横裂纹发生率非常高,产品废品率高。
通过生产实践发现,微合金化异形坯的横裂纹产生原因是由于微合金化元素的氮化物(AlN、VN、NbN)在钢的第二脆性温度区间析出,导致钢材的塑性进一步降低。在钢的第二脆性温度区间内,奥氏体向铁素体开始转变,奥氏体周围形成一层铁素体膜,由于微合金化氮化物在铁素体中的溶解度低于奥氏体中的溶解度,因此在铁素体膜中会析出氮化物颗粒,多个氮化物颗粒成团簇状分布会弱化晶界,导致钢材脆性增加。在铸坯矫直时,铸坯内弧翼缘位置处受拉应力,最终引起内弧翼缘位置处的横向裂纹。
目前,通过控制铸坯二冷强度的方法使铸坯过矫直段时避开第二脆性温度区间,但由于异形坯的截面形状不规则,如图1所示,翼缘R角处至翼缘梢部的厚度逐渐减小,因此,翼缘处温度不均匀,存在温度梯度,翼梢处的温度会低于R角处约100~120℃,很难将翼缘各个部位的温度全部避开第二脆性温度区间,且过低的二冷强度会导致铸坯鼓肚等缺陷,过强的二冷强度会导致热应力大,会引起铸坯纵裂,因此,很难通过控制铸坯二冷强度的方法使翼缘处的温度整体避开第二脆性温度区间。
发明内容
针对以上问题,本发明提供一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法,其方法为:利用电磁感应加热装置对过矫直段前的铸坯内弧翼缘处进行补偿加热,使整体内弧翼缘处的表面温度高于920℃,从而使铸坯过矫直段时避开第二脆性温度区间。
具体的为:在铸坯过矫直段之前布置电磁感应加热装置,电磁感应加热装置产生的磁感线穿过铸坯内弧翼缘部位,通过交变磁场对铸坯内弧翼缘部位进行加热。
作为优选,所述电磁感应加热装置为U型电磁感应加热装置。
所述电磁感应加热装置的组数为2~6组,平均分布在异形坯内弧的两个翼缘位置处,两个翼缘位置处电磁感应加热装置的组数相等,需要注意的是,需要内弧的两个翼缘各布置一个组簇群,共两个组簇群。电磁感应加热装置,紧邻矫直段成对相对布置,即,位于紧邻矫直段且位于矫直段之前,每个翼缘位置处的电磁感应加热装置的组数为1~3组。
所述电磁感应线圈对铸坯内弧翼稍至R角处采用不同的功率加热,使得翼稍至R角处的升温幅度呈近似线性变化,铸坯翼缘翼稍的电磁感应加热升温值高于R角处升温值约100~120℃,以消除电磁感应加热之前铸坯翼缘翼梢至R角的温度不均匀。
作为优选,通过调整电磁感应线圈的疏密程度来调整翼稍至R角处的升温幅度,翼梢位置处对应电磁感应线圈的线圈间距为1~2mm,R角位置处对应电磁感应线圈的线圈间距为5~10mm。
通过电磁感应线圈的疏密程度来调整铸坯内弧翼稍至R角处的磁力线疏密程度,使得整铸坯内弧翼稍处的加热功率大于R角处的加热功率,同时由于翼缘梢部至铸坯翼缘R角处的厚度逐渐增大,因此翼梢处的升温幅度远大于翼缘R角处的升温幅度,达到铸坯翼缘翼稍的电磁感应加热升温值高于R角处升温值约100~120℃,以消除电磁感应加热之前铸坯翼缘翼梢至R角的温度不均匀的技术效果。
作为优选,所述电磁感应加热装置对铸坯内弧翼缘的加热速度为2~20℃/s,加热后,铸坯内弧翼缘处的温度升高至920℃以上,高于钢材的第二脆性温度区间,奥氏体之间的薄膜状铁素体转变为奥氏体,部分氮化物粒子也重新溶入奥氏体,并且形成新的奥氏体晶界,铸坯塑性提高。
本发明还提供一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的生产方法,包括以下步骤:
1)转炉冶炼:
入转炉铁水砷含量小于80ppm,硫含量小于0.005%,废钢采用重型低硫优质废钢,废钢中硫含量小于0.01%。
转炉终渣碱度控制在3.0-4.0范围内;转炉采用全程吹Ar气的底吹模式。
转炉渣料于冶炼终点前3分钟加完,全程渣子化好、化透,转炉终点压枪时间大于1分钟。
转炉放钢过程中采用滑板挡渣技术,下渣量小于5kg/吨钢,钢包采用底吹良好的红净钢包,烘烤温度≥800℃,严禁使用大修钢包和新钢包。
转炉放钢过程中所添加的合金要求干净、干燥,合金中水份含量小于0.5%,放钢后加入合成渣6-10kg/t。
2)LF精炼操作:
钢包进入LF工位后根据定氧情况加入脱氧剂,尽量减少后期补加脱氧剂情况出现,精炼开始7分钟内必须造好黄白渣。
LF精炼过程中全程底吹氩搅拌,前期可根据情况适当调高氩气压力,出站前采用小压力软吹,保证夹杂物上浮,保证精炼软吹氩大于12分钟。
精炼末期喂高钙线100-150m/炉,精炼出站钢中[O]<10ppm、[S]<50ppm、[H]<3ppm、全氧含量≤40ppm。
3)连铸部分:
铸坯的规格为宽度(400~1000)×腿高(350~450)×腰厚(70~100)mm,连浇中间包内钢水过热度控制在15-28℃,尽量降低中间包钢水过热度,以降低柱状晶发达程度,中间包采用低碳碱性覆盖剂。
结晶器水口浸入深度55~65mm,连铸过程中测量结晶器液渣层厚度,确保液渣层厚度大于结晶器振幅。
连铸二次冷却制度采用弱冷模式,连铸拉钢过程中通过对铸坯表面的温度控制来抑制横裂纹的产生,连铸矫直前的二冷段共分成1~5区。
铸坯从结晶器拉出后,依次通过二冷段1~5区→电磁感应加热装置(电磁感应补偿加热装置)→矫直段。
二冷段1区水量、二冷段2区水量、二冷段3区水量、二冷段4区水量、二冷段5区水量、电磁感应补偿加热装置处水量、矫直段处水量分配比例为39.1~40.0%、27.2~27.9%、18.7~19.6%、7.9~8.1%、5.3~6.2%、0%、0%,铸坯翼缘处的表面温度分别为:1020~1065℃,960~1050℃,915~1020℃,860~980℃,810~930℃、920~950℃、900~930℃,具体数值如下表1所示。比水量为0.5~0.55m3/吨钢,连铸拉速:0.95-1.10m/min。
表1 连铸二冷冷却水分配比例及铸坯翼缘处表面温度
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明通过分析微合金化异形坯横裂纹的产生原因,制定了抑制矫直前微合金碳氮化物在薄膜状铁素体中析出的技术方案,从而能提高矫直前铸坯的塑性,减少矫直横裂纹的产生。
(2)本发明通过U形电磁感应加热装置对过矫直段前的铸坯内弧翼缘处进行补偿加热,使整体翼缘内弧处的表面温度由810~950℃升高至920~950℃,高于钢材的第二脆性温度区间,在该温度区间内奥氏体之间的薄膜状铁素体转变为奥氏体,薄膜状铁素体中的部分氮化物粒子也重新溶入奥氏体,并且形成新的奥氏体晶界,铸坯的塑性提高,使铸坯翼缘内弧过矫直段时避开第二脆性温度区间,抑制了矫直横裂纹的产生。
(3)本发明所提供的电磁感应加热装置中的电磁感应线圈装置对铸坯内弧翼稍至R角处采用不同的功率加热,使得翼稍至R角处的升温幅度呈近似线性变化,铸坯翼缘翼稍的升温值高于R角处约100~120℃,消除了电磁感应加热之前铸坯翼缘翼梢至R角的温度不均匀现象,经过电磁感应线圈装置加热后铸坯翼缘翼梢至R角的温度差异降低至30℃以内,提高了翼缘处的温度均匀性。
(4)本发明根据生产实践,提供了钢水中[H]、[O]、[S]、砷、全氧含量和钢水过热度等工艺参数的合适控制范围,既能满足无裂纹铸坯的控制要求又不会大幅度增加生产成本。
附图说明
图1为现有技术的异形坯横截面示意图;
图2为本发明异形坯内弧翼缘处添加了电磁感应加热装置的纵向剖面示意图;
图3为本发明异形坯内弧翼缘处添加了电磁感应加热装置的示意图;
图4为电磁感应加热装置的线圈缠绕方法示意图;
图5为本发明异形坯连铸二冷区域示意图;
附图标记:
1、铸坯翼缘,2、翼缘R角处,3、翼缘翼梢,4、电磁感应加热装置,5、结晶器,6、二次冷却一区,7、二次冷却二区,8、二次冷却三区,9、二次冷却四区,10、二次冷却五区,11、二冷室辊子,12、铸坯坯壳,13、铸坯液芯,14、矫直段,15、电磁感应线圈(箭头方向为电流流动方向)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
某钢厂异形坯连铸机上生产一种低成本屈服强度420MPa级耐低温H型钢,其化学成分组成按重量百分比为:C:0.08%~0.10%,Si≤0.2%,Mn:1.25%~1.45%,V:0.03%~0.045%,Ti:0.015%~0.025%,Cr:0.15%~0.30%,A1s:0.02%~0.04%,N:0.007%~0.01%,该成分体系的特点为N含量高达70~100ppm,V+A1s的含量之和达到0.05~0.085%,该钢种成份体系下的微合金粒子析出物VN、A1N的钢中的析出峰温度约为800~880℃,在该温度下,VN、A1N在铁素体中大量析出,若在连铸矫直前生成铁素体,则由于VN、A1N粒子在奥氏体和铁素体交界处的大量析出会引起铸坯塑性降低,矫直时易出现横裂纹。而微合金碳氮化物在奥氏体中的溶解度远大于在铁素体中的溶解度,因此可通过控制铸坯过矫直段全为奥氏体组织来解决铸坯横裂问题。
为此如图2、图3、图4、图5所示,利用电磁感应加热装置4对过矫直段前的铸坯内弧翼缘1处进行补偿加热,使整体内弧翼缘1处的表面温度高于920℃,从而使铸坯过矫直段14时避开第二脆性温度区间。
具体的为:在铸坯过矫直段之前布置U型电磁感应加热装置4,U型电磁感应加热装置4产生的磁感线穿过铸坯内弧翼缘1部位,通过交变磁场对铸坯内弧翼缘部位1进行加热。
所述电磁感应加热装置4的组数为4组,平均分布在异形坯内弧的两个翼缘1位置处,即每个翼缘1位置处各布置2组电磁感应加热装置4,每两组电磁感应加热装置成对相对布置,位于紧邻矫直段14且位于矫直段14之前。
所述电磁感应线圈4对铸坯内弧翼稍2至R角3处采用不同的功率加热,使得翼稍2至R角3处的升温幅度呈近似线性变化,铸坯翼缘翼稍2的升温值高于R角3处约100~120℃,以消除电磁感应加热之前铸坯翼缘翼梢2至R角3的温度不均匀。
通过调整电磁感应线圈的疏密程度来调整翼稍至R角处的升温幅度,翼梢位置处对应的电磁感应线圈间距为2mm,R角位置处对应的电磁感应线圈间距为10mm。
所述电磁感应加热装置4对铸坯内弧翼缘1的加热速度为2~15℃/s,具体的为翼缘翼梢处的升温速度为15℃/s,翼缘R角处的升温速度为2℃/s,加热后,铸坯内弧翼缘处1的温度升高至920~930℃,具体的为翼缘翼梢处的温度为930℃/s,翼缘R角处的温度为920℃/s,,高于钢材的第二脆性温度区间,奥氏体之间的薄膜状铁素体转变为奥氏体,部分氮化物粒子也重新溶入奥氏体,并且形成新的奥氏体晶界,铸坯塑性提高。
本发明还提供一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的生产方法,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼
入转炉铁水砷含量为46ppm,硫含量为0.004%,废钢采用重型低硫优质废钢,废钢中硫含量为0.006%。
转炉终渣碱度控制在3.0-4.0范围内。转炉采用全程吹Ar气的底吹模式。
转炉渣料于冶炼终点前3分钟加完,全程渣子化好、化透,转炉终点压枪时间大于1分钟。
转炉放钢过程中采用滑板挡渣技术,下渣量小于5kg/吨钢,钢包采用底吹良好的红净钢包,烘烤温度≥800℃。严禁使用大修钢包和新钢包,
转炉放钢过程中所添加的合金要求干净、干燥,合金中水份含量小于0.5%,放钢后加入合成渣8kg/t。
(2)LF精炼操作
钢包进入LF工位后根据定氧情况加入脱氧剂,尽量减少后期补加脱氧剂情况出现,精炼开始7分钟内必须造好黄白渣
LF精炼过程中全程底吹氩搅拌,前期可根据情况适当调高氩气压力,出站前采用小压力软吹,保证夹杂物上浮,保证精炼软吹氩大于12分钟。
精炼末期喂高钙线120m/炉,精炼出站钢中[O]为2ppm、[S]为20ppm、[H]为2.1ppm、全氧含量为27ppm。
(3)连铸部分
铸坯的规格为宽度750×腿高370×腰厚90mm,连浇中间包内钢水过热度控制在15-23℃,尽量降低中间包钢水过热度,以降低柱状晶发达程度,中间包采用低碳碱性覆盖剂。
结晶器水口浸入深度60mm,连铸过程中测量结晶器液渣层厚度,确保液渣层厚度大于结晶器振幅。
连铸二次冷却制度采用弱冷模式,连铸拉钢过程中通过对铸坯表面的温度控制来抑制横裂纹的产生,连铸矫直前的二冷段共分成1~5区。
铸坯从结晶器拉出后,依次通过二冷段1~5区→电磁感应补偿加热装置→矫直段。
二冷段1区水量、二冷段2区水量、二冷段3区水量、二冷段4区水量、二冷段5区水量、电磁感应补偿加热装置处水量、矫直段处水量分配比例为39.5%、27.6%、19.3%、8.0%、5.6%、0%、0%,铸坯翼缘处的表面温度分别为:1025~1050℃,970~1040℃,930~1010℃,870~950℃,830~920℃、920~930℃、900~910℃,具体数值如上表1所示。具体为:铸坯翼缘处的表面温度分别为:1040℃,1000℃,980℃,920℃,900℃、925℃、905℃,比水量为0.52m3/吨钢,连铸拉速:1.0m/min。
实施例2
某钢厂异形坯连铸机上生产一种低成本屈服强度460MPa级耐低温H型钢,其学成分组成按重量百分比为:C:0.07%~0.09%,Si≤0.2%,Mn:1.35%~1.45%,V:0.04%~0.055%,Ti:0.015%~0.025%,Ni:0.10%~0.15%,A1s:0.02%~0.04%,Nb:0.02~0.03%,N:0.009%~0.012%,该成分体系的特点为N含量高达90~120ppm,Nb+V+A1s的含量之和达到0.07~0.125%,该钢种成份体系下的微合金粒子析出物NbN、VN、A1N的钢中的析出峰温度约为850~900℃,在该温度下,NbN、VN、A1N在铁素体中大量析出,若在连铸矫直前生成铁素体,则由于NbN、VN、A1N粒子在奥氏体和铁素体交界处的大量析出会引起铸坯塑性降低,矫直时易出现横裂纹。而微合金碳氮化物在奥氏体中的溶解度远大于在铁素体中的溶解度,因此可通过控制铸坯过矫直段全为奥氏体组织来解决铸坯横裂问题。
为此如图2、图3、图4、图5所示,利用电磁感应加热装置4对过矫直段前的铸坯内弧翼缘1处进行补偿加热,使整体内弧翼缘1处的表面温度高于920℃,从而使铸坯过矫直段14时避开第二脆性温度区间。
具体的为:在铸坯过矫直段之前布置U型电磁感应加热装置4,U型电磁感应加热装置4产生的磁感线穿过铸坯内弧翼缘1部位,通过交变磁场对铸坯内弧翼缘部位1进行加热。
如图2所示,所述电磁感应加热装置4的组数为6组,平均分布在异形坯内弧的两个翼缘1位置处,即每个翼缘1位置处各布置3组电磁感应加热装置4,每两组电磁感应加热装置相对布置,位于紧邻矫直段14且位于矫直段14之前。
所述电磁感应线圈4对铸坯内弧翼稍2至R角3处采用不同的功率加热,使得翼稍2至R角3处的升温幅度呈近似线性变化,铸坯翼缘翼稍2的升温值高于R角3处约100~120℃,以消除电磁感应加热之前铸坯翼缘翼梢2至R角3的温度不均匀。
通过调整电磁感应线圈的疏密程度来调整翼稍至R角处的升温幅度,翼梢位置处对应的电磁感应线圈间距为1mm,R角位置处对应的电磁感应线圈间距为5mm。
所述电磁感应加热装置4对铸坯内弧翼缘1的加热速度为4~20℃/s,具体的为翼缘翼梢处的升温速度为20℃/s,翼缘R角处的升温速度为4℃/s,加热后,铸坯内弧翼缘处1的温度升高至940~950℃,具体的为翼缘翼梢处的温度为950℃/s,翼缘R角处的温度为940℃/s,,高于钢材的第二脆性温度区间,奥氏体之间的薄膜状铁素体转变为奥氏体,部分氮化物粒子也重新溶入奥氏体,并且形成新的奥氏体晶界,铸坯塑性提高。
本发明还提供一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的生产方法,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼
入转炉铁水砷含量为52ppm,硫含量为0.003%,废钢采用重型低硫优质废钢,废钢中硫含量为0.005%。
转炉终渣碱度控制在3.0-4.0范围内。转炉采用全程吹Ar气的底吹模式。
转炉渣料于冶炼终点前3分钟加完,全程渣子化好、化透,转炉终点压枪时间大于1分钟。
转炉放钢过程中采用滑板挡渣技术,下渣量小于5kg/吨钢,钢包采用底吹良好的红净钢包,烘烤温度≥800℃。严禁使用大修钢包和新钢包,
转炉放钢过程中所添加的合金要求干净、干燥,合金中水份含量小于0.5%,放钢后加入合成渣9kg/t。
(2)LF精炼操作
钢包进入LF工位后根据定氧情况加入脱氧剂,尽量减少后期补加脱氧剂情况出现,精炼开始7分钟内必须造好黄白渣;
LF精炼过程中全程底吹氩搅拌,前期可根据情况适当调高氩气压力,出站前采用小压力软吹,保证夹杂物上浮,保证精炼软吹氩大于12分钟。
精炼末期喂高钙线130m/炉,精炼出站钢中[O]为3ppm、[S]为25ppm、[H]为2.6ppm、全氧含量为22ppm。
(3)连铸部分
铸坯的规格为宽度1024×腿高390×腰厚90mm,连浇中间包内钢水过热度控制在10-20℃,尽量降低中间包钢水过热度,以降低柱状晶发达程度,中间包采用低碳碱性覆盖剂。
结晶器水口浸入深度65mm,连铸过程中测量结晶器液渣层厚度,确保液渣层厚度大于结晶器振幅。
连铸二次冷却制度采用弱冷模式,连铸拉钢过程中通过对铸坯表面的温度控制来抑制横裂纹的产生,连铸矫直前的二冷段共分成1~5区。
铸坯从结晶器拉出后,依次通过二冷段1~5区→电磁感应补偿加热装置→矫直段。
二冷段1区水量、二冷段2区水量、二冷段3区水量、二冷段4区水量、二冷段5区水量、电磁感应补偿加热装置处水量、矫直段处水量分配比例为40.0%、27.9%、18.7%、8.1%、5.3%、0%、0%,铸坯翼缘处的表面温度分别为:1020~1040℃,960~1020℃,915~1000℃,860~940℃,810~930℃、940~950℃、920~930℃,具体数值如上表1所示。具体为铸坯翼缘处的表面温度分别为:1030℃,1020℃,1005℃,930℃,880℃、930℃、900℃,比水量为0.50m3/吨钢,连铸拉速:0.95m/min。
本发明通过U形电磁感应加热装置对过矫直段前的铸坯内弧翼缘处进行补偿加热,使整体翼缘内弧处的表面温度由810~950℃升高至920~950℃,高于钢材的第二脆性温度区间,在该温度区间内奥氏体之间的薄膜状铁素体转变为奥氏体,薄膜状铁素体中的部分氮化物粒子也重新溶入奥氏体,并且形成新的奥氏体晶界,铸坯的塑性提高,使铸坯翼缘内弧过矫直段时避开第二脆性温度区间,抑制了矫直横裂纹的产生。
该技术适宜于生产含微合金化元素较高的异形坯生产中,比如钢种成份中的Al+Nb+V含量大于0.06%,[N]含量大于70ppm时,通过控制氮化物的析出来解决高微合金化元素含量的异形坯横裂纹问题,异形坯横裂纹发生率低于0.02%,极大的提高了钢材成材率,降低了原材料消耗,起到了节能降耗并提高企业经济效益的良好效果。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法,包括以下步骤:
在铸坯过矫直段之前布置电磁感应加热装置,电磁感应加热装置中的磁感线穿过铸坯内弧翼缘部位,通过交变磁场对铸坯内弧翼缘部位进行加热;所述电磁感应加热装置对铸坯内弧翼缘的加热速度为2~20℃/s,加热后,使铸坯内弧翼缘处的温度升高至920℃以上。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电磁感应加热装置为U型电磁感应加热装置;
所述电磁感应加热装置的组数为2~6组,平均分布在异形坯内弧的两个翼缘位置处,紧邻矫直段相对布置。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电磁感应加热装置的电磁感应线圈对铸坯内弧翼稍至R角处采用不同的功率加热,通过调整电磁感应线圈的疏密程度来调整翼稍至R角处的升温幅度,翼梢位置处对应的电磁感应线圈间距为1~2mm,R角位置处对应的电磁感应线圈间距为5~10mm,铸坯翼缘翼稍的电磁感应加热升温值高于R角处升温值约100~120℃。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
1)转炉冶炼:入转炉铁水砷含量小于80ppm,硫含量小于0.005%;
2)LF精炼:精炼软吹氩大于12分钟;
3)连铸:连铸二次冷却制度采用弱冷模式,铸坯从结晶器拉出后,依次通过连铸矫直前的二冷段、电磁感应加热装置、矫直段。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中,转炉终渣碱度控制在3.0-4.0范围内;转炉放钢过程中采用滑板挡渣技术,下渣量小于5kg/吨钢,钢包采用底吹良好的红净钢包,烘烤温度≥800℃;转炉放钢过程中所添加的合金合金中水份含量小于0.5%,放钢后加入合成渣6-10kg/t。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤2)中,精炼末期喂高钙线100-150m/炉,精炼出站钢中[O]<10ppm、[S]<50ppm、[H]<3ppm、全氧含量≤40ppm。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中,铸坯的规格为宽度为400~1000mm,腿高为350~450mm,腰厚为70~100mm。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中,连浇中间包内钢水过热度控制在15-28℃,结晶器水口浸入深度55~65mm。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中,所述连铸矫直前的二冷段共分成1~5区,其中,二冷段1区水量、二冷段2区水量、二冷段3区水量、二冷段4区水量、二冷段5区水量、电磁感应加热装置处水量、矫直段处水量分配比例为39.1~40.0%、27.2~27.9%、18.7~19.6%、7.9~8.1%、5.3~6.2%、0%、0%,铸坯翼缘处的表面温度分别为:1020~1065℃,960~1050℃,915~1020℃,860~980℃,810~930℃、920~950℃、900~930℃,比水量为0.5~0.55m3/吨钢,连铸拉速:0.95-1.10m/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110993926.5A CN113732258B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110993926.5A CN113732258B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113732258A true CN113732258A (zh) | 2021-12-03 |
CN113732258B CN113732258B (zh) | 2023-05-26 |
Family
ID=78733357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110993926.5A Active CN113732258B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113732258B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6040647A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-04 | Nippon Steel Corp | ビ−ムブランク連続鋳造用鋳型 |
US20040194907A1 (en) * | 2001-08-20 | 2004-10-07 | Henri Grober | Method for continuously casting a steel beam blank |
CN102554167A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-11 | 首钢总公司 | H型钢缺陷的控制方法 |
CN106938324A (zh) * | 2016-01-05 | 2017-07-11 | 鞍钢股份有限公司 | 一种减少微合金化板坯角部裂纹的装置及方法 |
CN109482832A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-19 | 中冶南方连铸技术工程有限责任公司 | 一种适用于非对称结构异型坯的连铸机 |
CN110788293A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-02-14 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种高耐候热轧h型钢用异型坯连铸工艺 |
-
2021
- 2021-08-27 CN CN202110993926.5A patent/CN113732258B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6040647A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-04 | Nippon Steel Corp | ビ−ムブランク連続鋳造用鋳型 |
US20040194907A1 (en) * | 2001-08-20 | 2004-10-07 | Henri Grober | Method for continuously casting a steel beam blank |
CN102554167A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-11 | 首钢总公司 | H型钢缺陷的控制方法 |
CN106938324A (zh) * | 2016-01-05 | 2017-07-11 | 鞍钢股份有限公司 | 一种减少微合金化板坯角部裂纹的装置及方法 |
CN109482832A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-19 | 中冶南方连铸技术工程有限责任公司 | 一种适用于非对称结构异型坯的连铸机 |
CN110788293A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-02-14 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种高耐候热轧h型钢用异型坯连铸工艺 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
孙齐松等: "货运机车制动梁用15Mn2CrVNb钢方坯角部横裂纹研究", 《连铸》 * |
汤寅波等: "连铸异型坯含Nb钢表面横裂原因分析及控制措施", 《安徽冶金科技职业学院学报》 * |
赵鹏泽等: "S355ML异形坯表面横裂纹研究" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113732258B (zh) | 2023-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2023060877A1 (zh) | 一种中碳高锰含钒合金结构圆钢材料组织的控制方法 | |
CN109897928B (zh) | 一种连铸坯生产保证芯部抗层状撕裂性能的大厚度钢板的制造方法 | |
WO2023029282A1 (zh) | 一种工程机械用高强度钢板的生产方法 | |
CN113025895B (zh) | 一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制备方法 | |
CN108070789A (zh) | 屈服强度不小于480MPa级超细晶特厚钢及制备方法 | |
CN102825236A (zh) | 一种消除含硼钢连铸坯角部横裂纹缺陷的方法 | |
CN111676414B (zh) | 一种具有低表面裂纹率的高强含磷耐候异型铸坯的制备方法 | |
CN107974615A (zh) | 厚度小于12mm的Q460E高强钢板及其生产方法 | |
CN114892094B (zh) | 一种预硬型镜面塑料模具钢及其生产方法 | |
CN113145816A (zh) | 一种减轻中碳钢组织缺陷的控制方法 | |
CN115029613B (zh) | 一种高强耐候耐低温yq450nqr1钢的制备方法 | |
CN114717377B (zh) | 连铸型厚钢板及其生产方法 | |
CN114672723A (zh) | 一种胀断连杆用46MnVS系列钢及其制造方法 | |
CN108486503B (zh) | 一种高碳马氏体不锈钢薄带的连铸近终成形制备方法 | |
CN111363972A (zh) | 耐候钢q355nhd的生产方法 | |
CN113462950A (zh) | 一种410s马氏体不锈钢及其生产工艺 | |
CN113732258B (zh) | 一种降低微合金化异形坯横裂纹发生率的方法 | |
CN102912231A (zh) | 一种超高强钢板的生产方法 | |
CN113502430A (zh) | 一种低合金高韧性f36特厚钢板的生产方法 | |
CN108286020B (zh) | 一种可用于制造大型结构部件的特厚高强高致密度钢板及其制造方法 | |
CN112680653A (zh) | 一种高强度铁路货车螺栓用钢及其制造方法 | |
CN115141985B (zh) | 一种高淬透性中碳高钛含硼钢及其板坯连铸生产方法 | |
CN117047059B (zh) | 一种风塔钢用连铸坯及其中心质量控制方法 | |
CN115522122A (zh) | 一种薄规格高韧性13MnNiMoR压力容器钢板及其生产方法 | |
CN115216587A (zh) | 一种改善高碳铬轴承钢大型模铸钢锭锻材成分与组织均匀性的方法及高碳铬轴承钢 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |