CN114054738A - 一种避免钢板延迟裂纹的nm500耐磨钢浇注方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，包括：(1)NM500耐磨钢浇铸断面为1600×250mm或2000×250mm；(2)NM500耐磨钢浇铸时做好保护浇铸，防止钢水吸氧增氮；(3)NM500耐磨钢浇铸时优化工艺参数，改善铸坯中心偏析；(4)NM500耐磨钢在切割后下线到缓冷坑缓冷，所述缓冷坑内有烧嘴且所述缓冷坑有盖儿，耐磨钢下线到缓冷坑后点燃烧嘴，盖上盖儿，缓冷时间72小时，缓冷结束后铸坯表面温度不低于400℃。本发明通过改善保护浇铸避免钢水浇铸时增氮，优化铸机工艺浇铸参数，减轻铸坯中心偏析，从而达到避免高等级耐磨钢延迟裂纹的目的。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业连铸技术领域，尤其涉及一种避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法。
背景技术
耐磨钢是广泛用于各种磨损工况的一类耐磨材料，耐磨钢的冶炼、铸造、轧制和热处理工艺的不断改进，综合力学性能、耐磨性能和使用寿命都在逐步提高，广泛应用于冶金、矿山、电力等各个领域中。厚规格耐磨钢生产难度大，尤其是NM450以上级别耐磨钢，在用火焰切割钢板时会产生延迟裂纹，延迟裂纹萌生于偏析带处，偏析是铸坯凝固过程中形成的，不会在随后的轧制和热处理过程中消除，从而使钢板的组织和性能在厚度方向存在差异。在钢板热处理过程中由于冷却速率不同导致组织变化不均匀会产生相变应力，在切割过程中钢板表面和心部由于受热不均匀会在厚度方向产生较大的热应力。相变应力和热应力会在钢板偏析带处叠加，使钢板在偏析带处萌生裂纹并沿厚度方向扩展。采用热处理工艺和优化钢板切割方法等可以减少延迟裂纹的产生，但根本上解决问题还需从浇铸入手，改善铸坯中心偏析。浇铸过程中如果保护浇铸做的不好，钢水增氮形成TiN夹杂，导致延迟裂纹加重。包钢宽厚板生产的NM500耐磨钢板约30％存在延迟裂纹，这些钢板只能判废，严重影响了经济效益。
申请号为202010380264.X的中国专利公开了一种稀土处理的HB500级高耐磨性钢板及其生产方法，生产的钢板具有高强度、高硬度、高低温韧性、高耐磨性，但对于如何从浇铸入手改善中心偏析，从而避免钢板延迟裂纹没有述及。
申请号为201510781536.6的中国专利公开了兼具高硬度高韧性的NM500耐磨钢板及其生产方法，通过低碳当量设计，严格控制Si和Mn元素控制带状组织，生产的钢板具有高硬度和高韧性。但对于如何从浇铸入手改善中心偏析，从而避免钢板延迟裂纹没有述及。
申请号为201010185080.4的中国专利公开了一种500HB级耐磨钢板及其制造方法，通过该方法制得的钢板具有良好的机械加工性能，且硬度达到500HB以上。但对于如何从浇铸入手改善中心偏析，从而避免钢板延迟裂纹没有述及。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，通过改善保护浇铸避免钢水浇铸时增氮，优化铸机工艺浇铸参数，减轻铸坯中心偏析，从而达到避免高等级耐磨钢延迟裂纹的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，包括：
(1)NM500耐磨钢浇铸断面为1600×250mm或2000×250mm；
(2)NM500耐磨钢浇铸时做好保护浇铸，防止钢水吸氧增氮，包括：
A、安装钢包下水口吹氩装置，所述吹氩装置使钢包下水口周围保持氩气氛围，避免空气中氧氮吸入钢水，所述氩气压力达到0.25Mpa；
B、中间包内钢水覆盖剂厚度达到50mm以上；
C、长水口安装石墨密封环；
D、中间包上水口与浸入式水口间吹氩，氩气压力达到0.2Mpa；
(3)NM500耐磨钢浇铸时优化工艺参数，改善铸坯中心偏析，包括：过热度、拉速、电磁搅拌、轻压下位置及压下量、二冷水量等工艺参数的优化。
(4)NM500耐磨钢在切割后下线到缓冷坑缓冷，所述缓冷坑内有烧嘴且所述缓冷坑有盖儿，耐磨钢下线到缓冷坑后点燃烧嘴，盖上盖儿，缓冷时间72小时，缓冷结束后铸坯表面温度不低于400℃。
进一步的，保证铸机恒过热度和恒拉速，钢水过热度需保证在15～28℃之间，拉速保持在0.9m/min～1.0m/min。
进一步的，二冷水比水量0.7L/公斤钢，二冷水温维持在25±3℃。
进一步的，电磁搅拌辊安装在距结晶器9米处，参数：电流300～380A,频率3～5Hz。
进一步的，轻压下设置在凝固末端，使用三个段压下，每段压1.5～3.0mm，总压下量7.5mm。
进一步的，保证扇形段喷嘴无堵塞。
进一步的，所述NM500耐磨钢的化学成分及质量百分比如下：C:0.26％～0.28％,Si:0.2％～0.3％,Mn:1.05％～1.2％,P:≤0.015％,S:≤0.005％,Ni:0.35％～0.45％,Cr:0.85％～1％,Mo:0.35％～0.45,Nb:0.015％～0.025％,Als:0.017％～0.027％,Ca:0.0010％～0.0025％,B:0.001％～0.002％,Ce:≤0.0015％,其余为Fe和不可避免的杂质。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
铸机在浇铸NM500耐磨钢过程中通过改善保护浇铸，避免钢水吸氧增氮，优化连铸工艺参数，减轻铸坯中心偏析。包钢宽板铸机使用本发明所述方法浇铸NM500耐磨钢，制得的铸坯低倍评级均为C系，40mm以上NM500钢板在火焰切割后延迟裂纹发生率由30％降为0。
附图说明
图1为实施例1的铸坯照片；
图2为实施例2的铸坯照片；
图3为实施例3的铸坯照片；
图4为实施例4的铸坯照片。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：
(1)化学成分及质量百分比如下：
C:0.26％,Si:0.2％,Mn:1.05％,P:0.015％,S:0.005％,Ni:0.35％,Cr:0.85％,Mo:0.35％,Nb:0.015％,Als:0.017％,Ca:0.0010％,B:0.001％,Ce:0.0015％,其余为Fe和不可避免的杂质。
(2)浇铸断面1600×250mm；
(3)做好保护浇铸：安装钢包下水口吹氩装置，氩气压力达到0.25Mpa；中间包内钢水覆盖剂厚度达到50mm以上；长水口安装石墨密封环；中间包上水口与浸入式水口间吹氩，氩气压力达到0.2Mpa。
(4)浇铸过程参数设定：浇铸时钢水过热度28℃，拉速保持在1.0m/min；二冷水比水量0.7L/公斤钢，水温维持在22℃；电磁搅拌辊安装在距结晶器9米处，参数：电流300A,频率3Hz；轻压下设定在7、8、9三个段以下，压下量分别为3.0mm、3.0mm、1.5mm；开浇前对二冷喷嘴检查，不得有堵喷嘴现象。
(5)铸坯切割后下线到缓冷坑，加热，盖盖儿，72小时后测温426℃。
按上述方法浇铸钢水未发生吸氧增氮现象，制得的铸坯低倍评级C0.5，如图1，铸坯轧制后火焰切割钢板未产生延迟裂纹。
实施例2：
(1)化学成分及质量百分比如下：
C:0.28％,Si:0.3％,Mn:1.2％,P:0.011％,S:0.002％,Ni:0.45％,Cr:1％,Mo:0.45,Nb:0.025％,Als:0.027％,Ca:0.0025％,B:0.002％,Ce:0.0015％,其余为Fe和不可避免的杂质。
(2)浇铸断面2000×250mm；
(3)做好保护浇铸：安装钢包下水口吹氩装置，氩气压力达到0.25Mpa；中间包内钢水覆盖剂厚度达到50mm以上；长水口安装石墨密封环；中间包上水口与浸入式水口间吹氩，氩气压力达到0.2Mpa。
(4)浇铸过程参数设定：浇铸时钢水过热度15℃，拉速保持在0.9m/min；二冷水比水量0.7L/公斤钢，水温维持在28℃；电磁搅拌辊安装在距结晶器9米处，参数：电流380A,频率5Hz；轻压下设定在6、7、8、三个段以下，压下量分别为2.5mm、2.5mm、2.5mm；开浇前对二冷喷嘴检查，不得有堵喷嘴现象。
(5)铸坯切割后下线到缓冷坑，加热，盖盖儿，72小时后测温411℃。
按上述方法浇铸钢水未发生吸氧增氮现象，制得的铸坯低倍评级C1.0，如图2，铸坯轧制后火焰切割钢板未产生延迟裂纹。
实施例3：
(1)化学成分及质量百分比如下：
C:0.27％,Si:0.26％,Mn:1.1％,P:0.012％,S:0.003％,Ni:0.40％,Cr:0.9％,Mo:0.40,Nb:0.020％,Als:0.022％,Ca:0.0020％,B:0.0015％,Ce:0.0013％,其余为Fe和不可避免的杂质。
(2)浇铸断面2000×250mm；
(3)做好保护浇铸：安装钢包下水口吹氩装置，氩气压力达到0.25Mpa；中间包内钢水覆盖剂厚度达到50mm以上；长水口安装石墨密封环；中间包上水口与浸入式水口间吹氩，氩气压力达到0.2Mpa。
(4)浇铸过程参数设定：浇铸时钢水过热度22℃，拉速保持在0.9m/min；二冷水比水量0.7L/公斤钢，水温维持在25℃；电磁搅拌辊安装在距结晶器9米处，参数：电流330A,频率4Hz；轻压下设定在6、7、8、三个段以下，压下量分别为2.5mm、2.5mm、2.5mm；开浇前对二冷喷嘴检查，不得有堵喷嘴现象。
(5)铸坯切割后下线到缓冷坑，加热，盖盖儿，72小时后测温407℃。
按上述方法浇铸钢水未发生吸氧增氮现象，制得的铸坯低倍评级C1.0，如图3，铸坯轧制后火焰切割钢板未产生延迟裂纹。
实施例4：
(1)化学成分及质量百分比如下：
C:0.27％,Si:0.28％,Mn:1.15％,P:0.010％,S:0.002％,Ni:0.42％,Cr:0.93％,Mo:0.37,Nb:0.022％,Als:0.024％,Ca:0.0018％,B:0.0011％,Ce:0.0013％,其余为Fe和不可避免的杂质。
(2)浇铸断面1600×250.
(3)做好保护浇铸：安装钢包下水口吹氩装置，氩气压力达到0.25Mpa；中间包内钢水覆盖剂厚度达到50mm以上；长水口安装石墨密封环；中间包上水口与浸入式水口间吹氩，氩气压力达到0.2Mpa。
(4)浇铸过程参数设定：浇铸时钢水过热度18℃，拉速保持在1.0m/min；二冷水比水量0.7L/公斤钢，水温维持在27℃；电磁搅拌辊安装在距结晶器9米处，参数：电流360A,频率5Hz；轻压下设定在7、8、9三个段以下，压下量分别为3.0mm、3.0mm、1.5mm；开浇前对二冷喷嘴检查，不得有堵喷嘴现象。
(5)铸坯切割后下线到缓冷坑，加热，盖盖儿，72小时后测温416℃。
按上述方法浇铸钢水未发生吸氧增氮现象，制得的铸坯低倍评级C0.5，如图4，铸坯轧制后火焰切割钢板未产生延迟裂纹。
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 (7)
1.一种避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，包括：
(1)NM500耐磨钢浇铸断面为1600×250mm或2000×250mm；
(2)NM500耐磨钢浇铸时做好保护浇铸，防止钢水吸氧增氮，包括：
A、安装钢包下水口吹氩装置，所述吹氩装置使钢包下水口周围保持氩气氛围，避免空气中氧氮吸入钢水，所述氩气压力达到0.25Mpa；
B、中间包内钢水覆盖剂厚度达到50mm以上；
C、长水口安装石墨密封环；
D、中间包上水口与浸入式水口间吹氩，氩气压力达到0.2Mpa；
(3)NM500耐磨钢浇铸时优化工艺参数，改善铸坯中心偏析，包括：过热度、拉速、电磁搅拌、轻压下位置及压下量、二冷水量等工艺参数的优化。
(4)NM500耐磨钢在切割后下线到缓冷坑缓冷，所述缓冷坑内有烧嘴且所述缓冷坑有盖儿，耐磨钢下线到缓冷坑后点燃烧嘴，盖上盖儿，缓冷时间72小时，缓冷结束后铸坯表面温度不低于400℃。
2.根据权利要求1所述的避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，保证铸机恒过热度和恒拉速，钢水过热度需保证在15～28℃之间，拉速保持在0.9m/min～1.0m/min。
3.根据权利要求1所述的避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，二冷水比水量0.7L/公斤钢，二冷水温维持在25±3℃。
4.根据权利要求1所述的避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，电磁搅拌辊安装在距结晶器9米处，参数：电流300～380A,频率3～5Hz。
5.根据权利要求1所述的避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，轻压下设置在凝固末端，使用三个段压下，每段压1.5～3.0mm，总压下量7.5mm。
6.根据权利要求1所述的避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，保证扇形段喷嘴无堵塞。
7.根据权利要求1所述的避免钢板延迟裂纹的NM500耐磨钢浇注方法，其特征在于，所述NM500耐磨钢的化学成分及质量百分比如下：C:0.26％～0.28％,Si:0.2％～0.3％,Mn:1.05％～1.2％,P:≤0.015％,S:≤0.005％,Ni:0.35％～0.45％,Cr:0.85％～1％,Mo:0.35％～0.45,Nb:0.015％～0.025％,Als:0.017％～0.027％,Ca:0.0010％～0.0025％,B:0.001％～0.002％,Ce:≤0.0015％,其余为Fe和不可避免的杂质。
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