CN115537638B - 一种解决精密带钢用304系ba板边鳞缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属不锈钢冶炼和连铸技术领域,一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法,包括以下步骤:步骤一:AOD出钢炉渣碱度Cao%/SiO2%控制在2.2‑2.5,出钢S含量≤0.0030%;步骤二:LTS中搅开始加入硼铁;步骤三:LTS炉冶炼成合格钢水后,用天车吊运至连铸叉臂;步骤四:连铸全程做好保护浇注;步骤五:钢水浇铸过程主要参数;步骤六:连铸配合使用阶梯型上水口和双侧孔浸入式水口,插入深度按照140‑160mm控制;步骤七:连铸浇铸过程采用“箱式搅拌+辊式搅拌”组合式电磁搅拌;步骤八:检查铸坯表面质量,对符合无修磨流通条件的铸坯直接红送流通至轧钢工序.本发明解决了铸坯三角区位置内存在的铬元素偏析、内部裂纹及铁素体不均匀分布等问题。
Description
技术领域
本发明属不锈钢冶炼和连铸技术领域,涉及一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法。
背景技术
精密带钢用304系不锈钢作为不锈钢生产领域公认的明星产品,具有良好的耐腐蚀、耐高温和加工性能,广泛应用于航空航天、精密电子仪器等行业。
精密带钢用304系BA板对冷板表面质量要求非常苛刻,生产工艺复杂,一次成材率偏低。在精密带钢轧制中,轧卷上、下表两边部经常存在细小线状缺陷;该类型缺陷主要分布在轧卷边部150mm范围内,缺陷长度约5-20mm、宽度约0.5-2mm不等,冷轧工序将该类缺陷称为边鳞缺陷。精密带钢用304系BA板边鳞缺陷影响终端产品的美观效果和使用性能,缺陷严重时轧卷须降级处置或者判废,增加了生产成本。
经研究分析,精密带钢用304系BA板边鳞缺陷主要与钢水纯净度、结晶器流场和铸坯三角区组织质量有关。通过对精密带钢用304系BA板边鳞缺陷取样分析,发现部分缺陷位置存在铝、镁和钙等元素,判定与钢水中存在镁铝尖晶石等硬质夹杂物有关。同时,受304系钢种凝固特性影响,从铸坯宽面和窄面两个方向垂直生长的柱状晶组织十分发达,柱状晶凝固过程中容易发生铬元素偏析;受铬元素偏析影响,铸坯三角区内的铁素体含量分布不稳定,局部位置处塑形降低,坯料抗轧制变形能力减弱,在热轧或冷轧轧制过程中容易产生微裂纹缺陷。在后续的热轧除鳞、酸洗及冷轧轧制过程中,微裂纹缺陷会进一步发生氧化,随着轧卷的进一步轧制变形,最终形成边鳞缺陷。
本发明结合了精密带钢用304系不锈钢冶炼、连铸生产工艺特点及连铸坯凝固特性。采用低碱度夹杂物塑性化工艺,进一步优化精炼渣系,实现了304系不锈钢夹杂物塑性化控制,减少钢中硬质夹杂物对表面质量的影响;钢水中增加微量元素B,可以细化组织晶粒,提高了板坯的抗轧制变形能力;采用优化后台阶上水口和双侧孔浸入式下水口,优化了结晶器流场,使弯月面速度平均值降低30%、表面驻波高度降低50%,提升了结晶器窄面位置处的液位稳定性;开发了304系“箱式搅拌+辊式搅拌”组合式电磁搅拌工艺,利用箱式电磁搅拌和末端辊式电磁搅拌的共同搅拌作用,解决了铸坯三角区位置内存在的铬元素偏析、内部裂纹及铁素体不均匀分布等问题,有效提高了304系不锈钢铸坯三角区位置内的组织质量。通过低碱度夹杂物塑性化工艺、钢水中加B、配合使用台阶上水口和双侧孔浸入式水口和采用箱式搅拌+辊式搅拌”组合式电磁搅拌工艺,提高了304系钢水纯净度和304系板坯抗轧制变形能力,有效解决了304系不锈钢轧卷边鳞缺陷,降低了精密带钢用304系BA板轧制不合率。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题,提供一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法。
本发明的目的是这样实现的:一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法,包括以下步骤:步骤一:AOD出钢炉渣碱度Cao%/SiO2%控制在2.2-2.5,出钢S含量≤0.0030%;LTS不加石灰、萤石,加200-400kg石英砂调渣,使目标碱度控制在1.6-1.8;步骤二:LTS中搅开始加入硼铁,加入量按照0.15-0.25kg/t进行控制,成品B目标0.0020%-0.0040%;步骤三:LTS炉冶炼成合格钢水后,用天车吊运至连铸叉臂;步骤四:连铸全程做好保护浇注,中包烘烤结束前半小时,将吹氩管放入中包取样孔内进行吹氩操作,吹氩流量执行300-400L/min;中间包开浇前5min内,将吹氩管放入冲击区位置处继续进行吹氩操作,氩气流量按100-200L/min控制,确保开浇时中间包包内充满氩气气氛,钢水浇注过程中确保长水口与钢包下水口套正,连接处进行氩封,吹氩流量控制在10-40L/min;浇注过程中保证长水口全部埋入中间包内,确保中间包液面和结晶器液面平稳;步骤五:钢水浇铸过程主要参数:中间包钢水过热度控制在30-45℃;拉速按0.80-1.35m/min控制;钢水在结晶器中采用适宜的冷却强度,结晶器宽面和窄面水流量分别为3600-4200L/min和380-430L/min;进入二次冷却区后,二冷水比水量按0.75-0.90l/kg控制;步骤六:连铸配合使用阶梯型上水口和双侧孔浸入式水口,插入深度按照140-160mm控制,其中,上水口内壁设计为台阶状,利用上水口内壁形状结构变化解决了结晶器流场偏流问题;步骤七:连铸浇铸过程采用“箱式搅拌+辊式搅拌”组合式电磁搅拌,利用箱式电磁搅拌和末端辊式电磁搅拌的共同搅拌作用,可提高304系奥氏体不锈钢铸坯三角区位置内的内部组织质量。其中,箱式电磁搅拌安装在弯曲段外弧侧,工艺参数为电流600-1720A,频率1-3Hz,换向0-15s;末端辊式电磁搅拌共分两组,第一组搅拌辊安装在扇形2段进口,工艺参数为电流300-400A,频率7-8Hz,换向0-1秒;第二组搅拌辊安装在扇形3段出口,工艺参数为电流300-400A,频率7-8Hz,换向0-1秒;步骤八:检查铸坯表面质量,对符合无修磨流通条件的铸坯直接红送流通至轧钢工序;对不符合无修磨流通条件的铸坯进行下线修磨,修磨后再流通至轧钢工序。
步骤五中浇注过程使用奥氏体不锈钢专用保护渣,其化学成分及质量百分比为:氧化钙31.3%-34.3%,二氧化硅28.6%-31.6%,氧化镁0.5%-1.5%,氧化铝5.9%-6.9%,氧化钠7.4%-8.4%,氧化锂0.5%-1.1%,自由炭1.6%-2.6%,萤石6.9%-7.9%,其余为杂质。
步骤六中浸入式水口采用双侧孔结构,浸入式水口出孔均为矩形状,上出孔口尺寸为35-50mm×20-40mm、倾角角度为下倾5°-10°,单侧下出孔口尺寸为40-50mm×35-45mm、倾角角度为下倾10°-15°。
本发明的有益效果是:本发明可提升精密带钢用304系BA板不锈钢钢水纯净度和铸坯三角区位置内的内部组织质量,实现了精密带钢用304系BA板不锈钢夹杂物塑性化控制,解决了铸坯三角区位置内存在的铬元素偏析、内部裂纹及铁素体不均匀分布等问题,使精密带钢用304系BA板不锈钢冷轧卷边鳞缺陷率由5.7%降低至1.5%以下,提升了精密带钢用304系BA板质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明台阶上水口的剖视图。
图2是本发明双侧孔浸入式水口正面的剖视图。
图3是本发明双侧孔浸入式水口左侧面的剖视图。
图4是本发明双侧孔浸入式水口上侧孔的放大图。
图5是本发明双侧孔浸入式水口下侧孔的放大图。
具体实施方式
技术方案
1)AOD出钢炉渣碱度(Cao%/SiO2%)控制在2.2-2.5,出钢S含量≤0.0030%;LTS不加石灰、萤石,加200-400kg石英砂调渣,目标碱度控制在1.6-1.8(Cao%/SiO2%);实现304系不锈钢夹杂物塑性化控制;
2)LTS中搅开始加入硼铁,加入量按照0.15kg/t进行控制,成品B目标0.0020%-0.0040%;
3)LTS炉冶炼成合格钢水后,用天车吊运至连铸叉臂;
4)连铸全程做好保护浇注,中包烘烤结束前半小时,将吹氩管放入中包取样孔内进行吹氩操作,吹氩流量执行300-400L/min;中间包开浇前5min内,将吹氩管放入冲击区位置处继续进行吹氩操作,氩气流量按100-200L/min控制,确保开浇时中间包包内充满氩气气氛。钢水浇注过程中确保长水口与钢包下水口套正,连接处进行氩封,吹氩流量控制在10-40L/min;浇注过程中保证长水口全部埋入中间包内,确保中间包液面和结晶器液面平稳;
5)钢水浇铸过程主要参数:中间包钢水过热度控制在30-45℃;拉速按0.80-1.35m/min控制;钢水在结晶器中采用适宜的冷却强度,结晶器宽面和窄面水流量分别为4000L/min和410L/min;进入二次冷却区后,二冷水比水量按0.75-0.90l/kg控制;浇注过程使用奥氏体不锈钢专用保护渣,其主要化学成分以质量百分比计:氧化钙31.3%-34.3%,二氧化硅28.6%-31.6%,氧化镁0.5%-1.5%,氧化铝5.9%-6.9%,氧化钠7.4%-8.4%,氧化锂0.5%-1.1%,自由炭1.6%-2.6%,萤石6.9%-7.9%,其余为杂质;
6)连铸配合使用台阶上水口和双侧孔浸入式水口(示意图如下),插入深度按照140-160mm控制,提升了精密带钢用304系结晶器流场稳定性。其中,上水口内壁设计为台阶状,利用上水口内壁形状结构变化改善了钢流偏流问题;浸入式水口采用双侧孔结构,水口出孔均为矩形形状,上出孔口尺寸为45mm×30mm、倾角角度为下倾5°-10°,下出孔口尺寸为45mm×40mm、倾角角度为下倾10°-15°。连铸使用阶梯型上水口和双侧孔浸入式水口,优化了结晶器流场,使弯月面速度平均值降低30%、表面驻波高度降低50%,提升了结晶器边部位置处的液位稳定性。
7)浇铸过程采用“箱式搅拌+辊式搅拌”组合式电磁搅拌,其中箱式电磁搅拌安装在弯曲段外弧侧,工艺参数为电流600-1720A,频率1-3Hz,换向0-15s;辊式电磁搅拌共两组,第一组安装在扇形2段进口,工艺参数为电流300-400A,频率7-8Hz,换向0-1秒;第二组安装在扇形3段出口,工艺参数为电流300-400A,频率7-8Hz,换向0-1秒。连铸浇铸过程配合使用箱式电磁搅拌和辊式电磁搅拌,利用箱式电磁搅拌和末端辊式电磁搅拌的共同搅拌作用,解决铸坯三角区位置内存在的铬元素偏析、内部裂纹及铁素体不均匀分布等问题,提高精密带钢用304系不锈钢铸坯三角区位置处的内部质量。
8)检查铸坯表面质量,对符合无修磨流通条件的铸坯直接红送流通至轧钢工序;对不符合无修磨流通条件的铸坯进行下线修磨,修磨后再流通至轧钢工序。
实施例
实施例一
本实施例在某单流板坯连铸机进行,断面尺寸为200mm ×1240 mm,钢种为精密带钢用304系BA板不锈钢,钢种化学成分为:0.03%≤C≤0.05%,0.30%≤Si≤0.70%,1.00%≤Mn≤1.50%,P≤0.043%,S≤0.010%,18.0%≤Cr≤18.6%,8.00%≤Ni≤8.50%,0.02%≤N≤0.06%,其余为Fe与不可避免的杂质;液相线为1457±3℃。
本实施例实施步骤如下:
1)AOD出钢炉渣碱度控制在2.25,出钢S含量为0.0020%;LTS加入300kg石英砂调渣,碱度控制在1.70;
2)LTS中搅开始加入35kg硼铁,成品B含量为0.0029%;
3)钢水经LTS处理后,化学成分如表1所示(其余为Fe与不可避免的杂质),钢水液相线为1458℃:
4)用天车将钢水从LTS炉吊运至连铸机,中包烘烤结束前半小时,将吹氩管放入中包取样孔内进行吹氩操作,吹氩流量为350L/min;开浇前5min时,将吹氩管放置冲击区内,吹氩流量为150L/min,保证中间包内充满氩气气氛;
5)连铸机开浇,中间包钢水浇注温度为:1500±5℃;结晶器宽面和窄面水流量分别为4000L/min和410L/min;保护渣采用奥氏体不锈钢专用保护渣,实测化学成分按质量百分比计:氧化钙33.5%,二氧化硅30.5%,氧化镁1.0%,氧化铝6.3%,氧化钠7.9%,氧化锂0.8%,自由炭2.1%,萤石7.4%,其余为杂质;连铸配合使用台阶上水口和双侧孔浸入式下水口,浸入式水口插入深度为140mm;拉速为1.35m/min;二冷水比水量为0.83l/kg;二冷箱式电磁搅拌参数为电流1120A,频率2.7Hz,换向15s;末端电磁搅拌开启两组,参数均为电流350A,频率8Hz,换向0秒;
6)检查确认本炉次铸坯表面质量良好,符合无修磨流通要求;本批次铸坯直接流通至轧钢工序;
7)经冷轧轧制后,本炉次铸坯共轧制218.5t,冷线未判定轧卷存在边鳞缺陷,本炉次精密带钢用304系BA板边鳞缺陷不合率为0%。
实施例二
本实施例在某单流板坯连铸机进行,断面尺寸为200mm ×1530 mm,钢种为精密带钢用304系BA板不锈钢,钢种化学成分为:C≤0.03%,0.30%≤Si≤0.70%,1.50%≤Mn≤2.00%,P≤0.043%,S≤0.010%,18.00%≤Cr≤18.60%,8.00%≤Ni≤8.50%,0.02%≤N≤0.06%,其余为Fe与不可避免的杂质;液相线为1460±3℃。
本实施例实施步骤为:
1)AOD出钢炉渣碱度控制在2.4,出钢S含量≤0.0013%;LTS加入300kg石英砂调渣,目标碱度控制在1.65;
2)LTS中搅开始加入36kg硼铁,成品B含量为0.0032%;
3)钢水经LTS处理后,化学成分如表2所示(其余为Fe与不可避免的杂质),钢水液相线为1460℃:
4)用天车将钢水从LTS炉吊运至连铸机,中包烘烤结束前半小时,将吹氩管放入中包取样孔内进行吹氩操作,吹氩流量为350L/min;开浇前5min时,将吹氩管放置冲击区内,吹氩流量为150L/min,保证中间包内充满氩气气氛;
5)连铸机开浇,中间包钢水浇注温度为:1500±5℃;结晶器宽面和窄面水流量分别为4000L/min和410L/min;保护渣采用奥氏体不锈钢专用保护渣,实测化学成分按质量百分比计:氧化钙33.5%,二氧化硅30.5%,氧化镁1.0%,氧化铝6.3%,氧化钠7.9%,氧化锂0.8%,自由炭2.1%,萤石7.4%,其余为杂质;连铸配合使用台阶上水口和双侧孔浸入式水口,浸入式水口插入深度为160mm;拉速为1.15m/min;二冷水比水量为0.80l/kg,二冷箱式电磁搅拌参数为电流1120A,频率2.7Hz,换向15s;末端电磁搅拌开启两组,参数均为电流350A,频率8Hz,换向0秒;
6)检查确认本炉次铸坯表面质量良好,符合无修磨流通要求;本批次铸坯直接流通至轧钢工序;
7)经冷轧轧制后,本炉次铸坯共轧制222t,冷线未判定轧卷存在边鳞缺陷,本炉次精密带钢用304系BA板边鳞缺陷不合率为0%。
以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明所保护范围的结构特征并不限于此,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (3)
1.一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:AOD出钢炉渣碱度Cao%/SiO2%控制在2.2-2.5,出钢S含量≤0.0030%; LTS不加石灰、萤石,加200-400kg石英砂调渣,使目标碱度控制在1.6-1.8;
步骤二:LTS中搅开始加入硼铁,加入量按照0.15-0.25kg/t进行控制,成品B目标0.0020%-0.0040%;
步骤三:LTS炉冶炼成合格钢水后,用天车吊运至连铸叉臂;
步骤四:连铸全程做好保护浇注,中包烘烤结束前半小时,将吹氩管放入中包取样孔内进行吹氩操作,吹氩流量执行300-400L/min;中间包开浇前5min内,将吹氩管放入冲击区位置处继续进行吹氩操作,氩气流量按100-200L/min控制,确保开浇时中间包包内充满氩气气氛,钢水浇注过程中确保长水口与钢包下水口套正,连接处进行氩封,吹氩流量控制在10-40L/min;浇注过程中保证长水口全部埋入中间包内,确保中间包液面和结晶器液面平稳;
步骤五:钢水浇铸过程主要参数:中间包钢水过热度控制在30-45℃;拉速按0.80-1.35m/min控制;钢水在结晶器中采用适宜的冷却强度,结晶器宽面和窄面水流量分别为3600-4200L/min和380-430L/min;进入二次冷却区后,二冷水比水量按0.75-0.90l/kg控制;
步骤六:连铸配合使用阶梯型上水口和双侧孔浸入式水口,插入深度按照140-160mm控制,其中,上水口内壁设计为台阶状,利用上水口内壁形状结构变化解决了结晶器流场偏流问题;
步骤七:连铸浇铸过程采用“箱式搅拌+辊式搅拌”组合式电磁搅拌,利用箱式电磁搅拌和末端辊式电磁搅拌的共同搅拌作用,可提高304系奥氏体不锈钢铸坯三角区位置内的内部组织质量;其中,箱式电磁搅拌安装在弯曲段外弧侧,工艺参数为电流600-1720A,频率1-3Hz,换向0-15s;末端辊式电磁搅拌共分两组,第一组搅拌辊安装在扇形2段进口,工艺参数为电流300-400A,频率7-8Hz,换向0-1秒;第二组搅拌辊安装在扇形3段出口,工艺参数为电流300-400A,频率7-8Hz,换向0-1秒;
步骤八:检查铸坯表面质量,对符合无修磨流通条件的铸坯直接红送流通至轧钢工序;对不符合无修磨流通条件的铸坯进行下线修磨,修磨后再流通至轧钢工序。
2.根据权利要求1所述的一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法,其特征在于:步骤五中浇注过程使用奥氏体不锈钢专用保护渣,其化学成分及质量百分比为:氧化钙31.3%-34.3%,二氧化硅28.6%-31.6%,氧化镁0.5%-1.5%,氧化铝5.9%-6.9%,氧化钠7.4%-8.4%,氧化锂0.5%-1.1%,自由炭1.6%-2.6%,萤石6.9%-7.9%,其余为杂质。
3.根据权利要求1所述的一种解决精密带钢用304系BA板边鳞缺陷的方法,其特征在于:步骤六中浸入式水口采用双侧孔结构,浸入式水口出孔均为矩形状,上出孔口尺寸为35-50mm×20-40mm、倾角角度为下倾5°-10°,单侧下出孔口尺寸为40-50mm×35-45mm、倾角角度为下倾10°-15°。
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