CN116287942A - 一种降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法及采用该方法控制生产得到的中碳高强钢。本发明通过调整钢水化学成分、辊刷扭矩、震颤幅度、铸辊表面粗糙度、铸带厚度和热轧压下率等方面,降低了采用双辊铸轧工艺生产中碳高强钢时,钢卷表面裂纹的发生率。该方法主要包括:钢水化学成分中Mn含量≥0.60%,Mn/Si值范围要求为2.8~5.2;铸辊表面粗糙度为6~16μm,辊刷扭矩为150~250lb·in,震颤幅度≤50lb·in,铸带厚度为1.9~2.5mm,热轧压下率≥20%。通过采用以上控制手段中的一个或多个,可有效降低采用双辊铸轧工艺生产中碳高强钢时,钢卷表面裂纹的发生率,提高了产品合格率和效益水平。

Description

一种降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域,涉及一种降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,具体涉及在双辊铸轧生产过程中降低钢卷表面裂纹发生率的方法。
背景技术
随着工程机械、农用机械和运输货车等领域向着轻量化、优质化、节能化的方向发展,对薄规格、高强度钢材的需求越来越大。中碳成分体系的高强钢,其添加的合金含量较少,合金成本低,因而相比于低碳成分体系的高强钢,其生产成本低,可降低终端客户的制造成本。
传统连铸工艺下,铸坯厚度大(一般在200~280mm),浇铸过程具有保护渣,因而铸坯表面不易出现表面裂纹。在双辊铸轧工艺下,通过两个反向旋转的铸辊浇铸出的铸带厚度小(一般在3mm以下),且浇铸过程无保护渣,因而在铸带表面容易出现裂纹缺陷。与低碳钢对比,中碳钢传热效率慢,在连铸过程中更容易在铸坯表面出现裂纹缺陷,因而对连铸过程中的工艺参数控制要求更苛刻。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低基于双辊铸轧工艺的中碳高强钢裂纹发生率的方法,该方法采用与现有技术完全不同的思路,无需增加额外设备,能够有效降低基于双辊铸轧工艺的中碳高强钢裂纹发生率,显著热轧中碳高强钢的产品合格率。
根据本发明,该方法通过控制钢水化学成分、辊刷扭矩、震颤幅度、铸辊表面粗糙度、铸带厚度和热轧压下率等方面中的一个或多个,能够有效降低基于双辊铸轧工艺的中碳高强钢裂纹发生率。
更具体而言,本发明采取如下技术方案:
根据本发明的第一方面,公开了一种降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,所述方法包括如下步骤:
(1)采用电炉冶炼获得钢水;
(2)将步骤(1)获得的钢水通过两个反向旋转的铸辊进行薄带连铸以获得铸带,辊刷对铸辊的表面进行清扫;
(3)将步骤(2)获得的铸带,经一个道次热轧成热轧薄带,经气雾冷却,卷取后得到热轧卷,
其中,所述降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法进一步采用如下控制手段中的一个或多个:
(a)控制步骤(1)钢水的Mn含量≥0.60%;
(b)控制步骤(1)钢水的Mn/Si值范围在2.8~5.2;
(c)控制步骤(2)辊刷扭矩为150~250lb·in;
(d)控制步骤(2)辊刷震颤幅度≤50lb·in;
(e)控制步骤(2)铸辊表面粗糙度为6~16μm;
(f)控制步骤(2)获得的铸带厚度为1.9-2.5mm;
(g)控制步骤(3)一个道次热轧的压下率≥20%。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,所述方法进一步包括在步骤(1)中,根据双辊铸轧工艺生产的产品的性能要求设计钢水的成分。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(a)进一步包括:控制Mn含量≥0.65%。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(b)进一步包括:控制Mn/Si值范围在3.25~4.54。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(c)进一步包括:控制辊刷扭矩为160~230lb·in。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(d)进一步包括:控制辊刷震颤幅度为15~45lb·in。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(e)进一步包括:控制铸辊表面粗糙度为8~14μm。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(f)进一步包括:控制铸带厚度为1.95-2.2mm。
根据本发明的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,优选地,控制手段(g)进一步包括:控制热轧的压下率30~55%。
根据本发明的第二方面,公开了一种中碳高强钢,所述中碳高强钢的生产方法采用前述降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法进行控制,其中所述中碳高强钢的裂纹判次率不高于1.2%。
发明构思
在双辊铸轧工艺生产中碳高强钢的过程中,会在铸辊表面形成含MnO和SiO2的氧化膜,其中MnO的含量超过90%。该氧化膜的厚度和均匀性会影响浇铸过程中的传热效率和传热均匀性,进而影响铸带表面裂纹的发生率。经过发明人的研究,以下工艺参数会对铸带表面出现裂纹缺陷产生显著的影响:
钢水成分:Mn含量影响氧化膜的形成速度,提高成分中的Mn含量会促进氧化膜形成并均匀地覆盖铸辊表面,提高传热均匀性。Mn/Si值影响氧化膜的物质形态,该氧化膜在某种形态下,铸辊表面传热效率最佳,所以Mn/Si值存在一个合适的范围。
辊刷扭矩和/或震颤幅度:辊刷扭矩影响铸辊表面氧化膜的厚度,氧化膜厚度存在最佳值,太厚或太薄都会影响铸辊表面的传热效率,进行影响表面裂纹发生率。辊刷在转动过程中会发生震颤,如果震颤幅度过大,会使铸辊表面氧化膜分布不均匀,导致连铸过程中凝固不均匀,铸带表面出现裂纹缺陷,因此辊刷的震颤幅度应尽可能小。
铸辊表面粗糙度:降低铸辊表面粗糙度有利于促进氧化膜均匀地覆盖铸辊表面,提高传热均匀性,但铸辊表面粗糙度过低,会恶化钢水和铸辊界面润湿性,降低传热效率。
铸带厚度:增加铸带厚度可以改善凝固质量,降低裂纹发生率。
热轧压下率:增加热轧压下率,可对表面裂纹缺陷进行一定程度的焊合。
通过对以上主要工艺参数进行调整,可有效降低采用双辊铸轧工艺生产中碳高强钢时,钢卷表面裂纹的发生率,提高了产品合格率和效益水平。
有益技术效果
与现有技术相比,本发明的有益技术效果至少包括:
本发明在现有生产条件下,分析及研究了裂纹发生的具体原因,并在不增加设备的情况下,通过调整钢水化学成分、辊刷扭矩、震颤幅度、铸辊表面粗糙度、铸带厚度和热轧压下率,有效降低了中碳高强钢裂纹问题。本发明的方法便于操作,工艺改善成本较低,能明显提高产品的合格率和效益水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。
图1为根据本发明的方法生产中碳高强钢的流程及设备示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另作定义,本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。
下面为本发明实施例,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所能够获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
355MPa级中碳高强钢,化学成分设计中Mn含量为0.65%,Mn/Si值为3.25,冶炼成分合格的钢水,通过两个反向旋转的铸辊进行连铸,铸辊表面粗糙度为10μm,同时辊刷对铸辊表面的氧化膜进行清扫,辊刷扭矩设定值为160lb·in,震颤幅度为20lb·in,浇铸出来的铸带厚度为1.95mm,铸带以30%的压下率进行一个道次热轧,经气雾冷却,卷取后得到热轧卷。
在该工艺参数控制下,产品裂纹发生率为0.8%。
实施例2
550MPa级中碳高强钢,化学成分设计中Mn含量为1.50%,Mn/Si值为3.75,冶炼成分合格的钢水,通过两个反向旋转的铸辊进行连铸,铸辊表面粗糙度为14μm,同时辊刷对铸辊表面的氧化膜进行清扫,辊刷扭矩设定值为230lb·in,震颤幅度为45lb·in,浇铸出来的铸带厚度为2.0mm,铸带以45%的压下率进行一个道次热轧,经气雾冷却,卷取后得到热轧卷。
在该工艺参数控制下,产品裂纹发生率为0.5%。
实施例3
700MPa级中碳高强钢,化学成分设计中Mn含量为2.0%,Mn/Si值为4.54,冶炼成分合格的钢水,通过两个反向旋转的铸辊进行连铸,铸辊表面粗糙度为8μm,同时辊刷对铸辊表面的氧化膜进行清扫,辊刷扭矩设定值为180lb·in,震颤幅度为15lb·in,浇铸出来的铸带厚度为2.2mm,铸带以55%的压下率进行一个道次热轧,经气雾冷却,卷取后得到热轧卷。
在该工艺参数控制下,产品裂纹发生率为0.3%。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,应该指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,不在脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)采用电炉冶炼获得钢水;
(2)将步骤(1)获得的钢水通过两个反向旋转的铸辊进行薄带连铸以获得铸带,辊刷对铸辊的表面进行清扫;
(3)将步骤(2)获得的铸带,经一个道次热轧成热轧薄带,经气雾冷却,卷取后得到热轧卷,
其中,所述降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法进一步采用如下控制手段中的一个或多个:
(a)控制步骤(1)钢水的Mn含量≥0.60%;
(b)控制步骤(1)钢水的Mn/Si值范围在2.8~5.2;
(c)控制步骤(2)辊刷扭矩为150~250lb·in;
(d)控制步骤(2)辊刷震颤幅度≤50lb·in;
(e)控制步骤(2)铸辊表面粗糙度为6~16μm;
(f)控制步骤(2)获得的铸带厚度为1.9-2.5mm;
(g)控制步骤(3)一个道次热轧的压下率≥20%。
2.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
所述方法进一步包括在步骤(1)中,根据双辊铸轧工艺生产的产品的性能要求设计钢水的成分。
3.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(a)进一步包括:控制Mn含量≥0.65%。
4.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(b)进一步包括:控制Mn/Si值范围在3.25~4.54。
5.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(c)进一步包括:控制辊刷扭矩为160~230lb·in。
6.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(d)进一步包括:控制辊刷震颤幅度为15~45lb·in。
7.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(e)进一步包括:控制铸辊表面粗糙度为8~14μm。
8.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(f)进一步包括:控制铸带厚度为1.95-2.2mm。
9.根据权利要求1所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法,其特征在于:
控制手段(g)进一步包括:控制热轧的压下率30~55%。
10.一种中碳高强钢,其特征在于,所述中碳高强钢的生产方法采用根据权利要求1-9中的任意一项所述的降低生产中碳高强钢的裂纹发生率的方法进行控制,其中所述中碳高强钢的裂纹判次率不高于1.2%。
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