CN107400827B - 一种控制csp含铌低合金钢边裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,所述方法包括连铸中间包钢水化学成分控制、连铸中间包精准化保护浇注、轧制工艺制度;所述连铸中间包钢水化学成分控制,浇注钢水的主要化学成分及质量百分含量为:C≤0.06%,Mn:0.5‑1.4%,Nb:0.008‑0.04%,N≤50ppm;所述轧制工艺制度包括温度制度和压下制度。本发明对含Nb低合金钢的成分进行了窄成分控制,在消除含Nb低合金钢边裂缺陷的同时,提高了产品质量;结合薄板坯连铸机的设备特点,充分发挥了设备优势,在增加简易设备情况下,消除含Nb低合金钢边裂缺陷;设备适用性强,操作和维护简单。本发明降低了漏钢事故,整体工艺控制水平得到大幅提升,对整个生产起到了促进作用。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法。
背景技术
CSP(contract strip production)即为紧凑式板带生产工艺,是由德国施罗曼•西马克(SMS)公司研究开发。CSP技术的主要特点就是采用立弯式铸机、漏斗形结晶器,初期坯壳较薄,采用5-6架精轧机,成品带钢最薄1-2mm。因为CSP设备工艺布置紧凑、流程短、占地少、能源和动力消耗少,所以运行成本低,在生产超薄热轧带钢方面具有较强的市场竞争力,深受国际钢铁企业的普遍重视。但CSP工艺存在很多不同于传统流程的工艺特征,比如薄板坯的凝固和冷却速度比传统板坯快十倍以上、实现铸态组织直轧等,这些工艺都对含Nb低合金钢生产产生了较大影响。
含Nb低合金钢边裂主要是指在带钢边部区域出现的裂纹缺陷,主要有边部缺损、边部纵裂和边部横裂三种类型,作为含Nb低合金钢热轧板常见的表面缺陷,占表面缺陷的70%以上。在生产中如果边裂缺陷发生位置产生在带钢切边区域,则不会影响产品的尺寸,按照合格品处理;如果边裂缺陷发生在带钢计划尺寸内,就会严重影响带钢的最终尺寸,成为不合格品,将进行降级或者改判。
含Nb低合金钢主要是因为钢水中添加了微量的Nb元素,通过Nb的晶粒细化和析出强化来改善钢的性能,但是Nb的加入却给产品的表面质量带来了很大影响,因为Nb属于裂纹敏感性元素,在连铸冷却的过程中,会与钢水中的N结合生成Nb的碳氮化物,并在奥氏体晶间析出并聚集长大,降低晶界结合能,在连铸坯顶弯和矫直时,引起晶界脆化和晶间断裂,降低钢的热塑性,使钢的脆性提高,很容易产生连铸坯角部裂纹缺陷。目前国内外CSP厂普遍存在含Nb低合金钢边裂缺陷。
目前控制含Nb低合金钢边裂的方法比较多,基本都是通过连铸、轧制过程进行控制,如武汉钢铁张青山的专利《一种控制含铌或硼包晶钢边裂的方法》(专利)主要是通过优化连铸坯的规格尺寸,控制含Nb钢中厚板边裂发生率和位置。但是主要是针对中厚板的,对薄板坯适用性不强,而且连铸二冷喷嘴按铸坯规格和尺寸精细化控制不现实。特别是0.06%≤C≤0.07%时,在钢水金属元素Mn含量高的情况下,容易导致碳当量升高,引发连铸浇注漏钢事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,所述方法包括连铸中间包钢水化学成分控制、连铸中间包精准化保护浇注、轧制工艺制度;所述连铸中间包钢水化学成分控制,浇注钢水的主要化学成分及质量百分含量为:C≤0.06%,Mn:0.5-1.4%,Nb:0.008-0.04%,N≤50ppm;所述轧制工艺制度包括温度制度和压下制度。
本发明所述轧制温度制度,加热炉出炉温度为1100-1150℃;厚度为1.9-5.03mm,当1.9mm≤厚度<3.03mm、终轧温度为860℃,当3.03mm≤厚度≤5.03mm,终轧温度850℃。
本发明所述轧制压下制度,R1轧机压下率控制在35-50%。
本发明所述方法包括连铸简易设备改造,在连铸坯弯曲辊区域靠连铸坯内弧增加一“T”型排水槽;所述水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)10-50cm,保证覆盖所有连铸坯断面(4)宽度,所述“T”型排水槽宽度为50-150cm,与水平成α°夹角;所述α°为5-30°,连铸简易设备改造后的结构见图6、7。
本发明所述连铸简易设备改造,在连铸坯弯曲辊区域靠连铸坯内弧增加一“T”型排水槽,将连铸垂直二冷段开路冷却水和设备水排出,减轻弯曲辊之后连铸坯温降,使矫直段连铸坯边窄侧温度避开750-975℃。
本发明所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,对中间包内钢水进行覆盖剂覆盖,开浇后30-120s内加入覆盖剂,加入量为0.2-0.35㎏/t钢。
本发明所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,对中间包内钢水进行覆盖剂覆盖;所述覆盖剂成分为:CaO2:20-30%,SiO2:37-47%,Al2O3≤17%,R2O≤6%,C固≤10%,F-≤14%,H2O≤0.8%,碱度0.4-0.8,熔点:1160-1240℃。
本发明所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,采用长水口氩封保护浇注,长水口氩封氩气流量为2.0-3.0m³/h。
本发明所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,连铸机拉钢速度控制在3.9-4.1m/min。
本发明设计思路:
本发明化学成分窄成分控制,主要在于根据含Nb钢的化学成分,制定了合适的化学成分控制范围,在防止漏钢事故发生同时,易于炼钢冶炼实现,便于裂纹控制。
本发明通过对连铸中间包覆盖剂加入时间和加入量进行精准控制,同时对长水口氩气流量进行实时在线控制,保证了连铸工序的全流程保护浇注精准控制。
本发明通过在内弧增加一“T”型排水槽,将垂直流下淌在铸坯内弧的水直接排出铸坯区域,提升连铸坯温度,避开钢的第三脆性温度区间。
本发明控制CSP含铌低合金钢边裂的检测方法参考中华人民共和国国家标准GB/T14977-2008热轧钢板表面质量的一般要求。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、本发明对含Nb低合金钢的成分进行了窄成分控制,在消除含Nb低合金钢边裂缺陷的同时,提高了产品质量,实现了产品的高品质生产。2、本发明结合薄板坯连铸机的设备特点,充分发挥了设备优势,在增加简易设备情况下,消除含Nb低合金钢边裂缺陷;设备适用性强,操作和维护简单。3、本发明通过含Nb低合金钢窄成分控制和设备工艺优化,降低了漏钢事故,整体工艺控制水平得到大幅提升,对整个生产起到了促进作用。
附图说明
图1为实施例1带钢产品图;
图2为实施例2带钢产品图;
图3为实施例3带钢产品图;
图4为实施例4带钢产品图;
图5为实施例5带钢产品图;
图6为连铸简易设备改造后的侧视图;
图7为连铸简易设备改造后的俯视图;
其中:1-水槽内边,2-水槽外边,3-顶弯辊,4-连铸坯断面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其具体工艺步骤如下所述:
1)连铸中间包钢水化学成分及质量百分含量控制为:C:0.04%、Mn:0.50%、Nb:0.008%、N:25ppm;
2)连铸中间包氩气流量控制:连铸中间包长水口与钢包下水口连接好后,对长水口与钢包下水口之间采用氩气密封,氩气流量2.0m³/h;
3)连铸中间包覆盖剂控制:在钢包开浇30S时开始对中间包加入覆盖剂,覆盖剂加入量为0.2㎏/t钢;
4)连铸拉速控制:连铸机拉钢速度控制为3.95m/min;
5)矫直段使用“T”型排水槽,水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)30cm,“T”型排水槽宽度为60cm,与水平成5°夹角;
6)对连铸坯矫直段前连铸坯边角部温度进行测量,温度为978℃;
7)加热炉出炉温度1100℃,厚度1.9mm,终轧温度860℃,R1压下率35%。
经检测,上述方法生产的带钢未产生边裂缺陷问题,带钢产品见图1。
实施例2
本实施例控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其具体工艺步骤如下所述:
1)连铸中间包钢水化学成分及质量百分含量控制为:C:0.045%、Mn:1.0%、Nb:0.015%、N:30ppm;
2)连铸中间包氩气流量控制:连铸中间包长水口与钢包下水口连接好后,对长水口与钢包下水口之间采用氩气密封,氩气流量2.2m³/h;
3)连铸中间包覆盖剂控制:在钢包开浇60S时开始对中间包加入覆盖剂,覆盖剂加入量为0.25㎏/t钢;
4)连铸拉速控制:连铸机拉钢速度控制为4.0m/min;
5)矫直段使用“T”型排水槽,水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)20cm,“T”型排水槽宽度为100cm,与水平成10°夹角;
6)对连铸坯矫直段前连铸坯边角部温度进行测量,温度为980℃;
7)加热炉出炉温度1110℃,厚度2.8mm,终轧温度860℃,R1压下率40%。
经检测,上述方法生产的带钢未产生边裂缺陷问题,带钢产品见图2。
实施例3
本实施例控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其具体工艺步骤如下所述:
1)连铸中间包钢水化学成分及质量百分含量控制为:C:0.055%、Mn:1.2%、Nb:0.020%、N:35ppm;
2)连铸中间包氩气流量控制:连铸中间包长水口与钢包下水口连接好后,对长水口与钢包下水口之间采用氩气密封,氩气流量2.8m³/h;
3)连铸中间包覆盖剂控制:在钢包开浇120S时开始对中间包加入覆盖剂,覆盖剂加入量为0.3㎏/t钢;
4)连铸拉速控制:连铸机拉钢速度控制为4.1m/min;
5)矫直段使用“T”型排水槽,水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)35cm,“T”型排水槽宽度为140cm,与水平成25°夹角;
6)对连铸坯矫直段前连铸坯边角部温度进行测量,温度为982℃;
7)加热炉出炉温度1120℃,厚度3.03mm,终轧温度850℃,R1压下率40%。
经检测,上述方法生产的带钢未产生边裂缺陷问题,带钢产品见图3。
实施例4
本实施例控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其具体工艺步骤如下所述:
1)连铸中间包钢水化学成分及质量百分含量控制为:C:0.050%、Mn:1.3%、Nb:0.023%、N:45ppm;
2)连铸中间包氩气流量控制:连铸中间包长水口与钢包下水口连接好后,对长水口与钢包下水口之间采用氩气密封,氩气流量2.4m³/h;
3)连铸中间包覆盖剂控制:在钢包开浇80S时开始对中间包加入覆盖剂,覆盖剂加入量为0.35㎏/t钢;
4)连铸拉速控制:连铸机拉钢速度控制为3.9m/min;
5)矫直段使用“T”型排水槽,水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)10cm,“T”型排水槽宽度为50cm,与水平成15°夹角;
6)对连铸坯矫直段前连铸坯边角部温度进行测量,温度为979℃;
7)加热炉出炉温度1140℃,厚度4.5mm,终轧温度850℃,R1压下率45%。
经检测,上述方法生产的带钢未产生边裂缺陷问题,带钢产品见图4。
实施例5
本实施例控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其具体工艺步骤如下所述:
1)连铸中间包钢水化学成分及质量百分含量控制为:C:0.06%、Mn:1.40%、Nb:0.04%、N:50ppm;
2)连铸中间包氩气流量控制:连铸中间包长水口与钢包下水口连接好后,对长水口与钢包下水口之间采用氩气密封,氩气流量3.0m³/h;
3)连铸中间包覆盖剂控制:在钢包开浇100S开始对中间包进行加入覆盖剂,覆盖剂加入量为0.32㎏/t钢;
4)连铸拉速控制:连铸机拉钢速度控制为4.05m/min;
5)矫直段使用“T”型排水槽,水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)50cm,“T”型排水槽宽度为150cm,与水平成30°夹角;
6)对连铸坯矫直段前连铸坯边角部温度进行测量,温度为982℃;
7)加热炉出炉温度1150℃,厚度5.03mm,终轧温度850℃,R1压下率50%。
经检测,上述方法生产的带钢未产生边裂缺陷问题,带钢产品见图5。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述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:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述方法包括连铸中间包钢水化学成分控制、连铸中间包精准化保护浇注、轧制工艺制度;所述连铸中间包钢水化学成分控制,浇注钢水的主要化学成分及质量百分含量为:C≤0.06%,Mn:0.5-1.4%,Nb:0.008-0.04%,N≤50ppm;所述轧制工艺制度包括温度制度和压下制度;所述方法包括连铸简易设备改造,在连铸坯弯曲辊区域靠连铸坯内弧增加一“T”型排水槽;所述水槽内边(1)的长度与顶弯辊(3)相同,水槽外边(2)长度大于顶弯辊(3)10-50cm,保证覆盖所有连铸坯断面(4)宽度,所述“T”型排水槽宽度为50-150cm,与水平成α°夹角;所述α°为5-30°。
2.根据权利要求1所述的一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述轧制温度制度,加热炉出炉温度为1100-1150℃;厚度为1.9-5.03mm,当1.9mm≤厚度<3.03mm、终轧温度为860℃,当3.03mm≤厚度≤5.03mm,终轧温度850℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述轧制压下制度,R1轧机压下率控制在35-50%。
4.一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述方法包括连铸中间包钢水化学成分控制、连铸中间包精准化保护浇注、轧制工艺制度;所述连铸中间包钢水化学成分控制,浇注钢水的主要化学成分及质量百分含量为:C≤0.06%,Mn:0.5-1.4%,Nb:0.008-0.04%,N≤50ppm;所述轧制工艺制度包括温度制度和压下制度;所述连铸简易设备改造,在连铸坯弯曲辊区域靠连铸坯内弧增加一“T”型排水槽,将连铸垂直二冷段开路冷却水和设备水排出,减轻弯曲辊之后连铸坯温降,使矫直段连铸坯边窄侧温度避开750-975℃。
5.根据权利要求4所述的一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,对中间包内钢水进行覆盖剂覆盖,开浇后30-120s内加入覆盖剂,加入量为0.2-0.35㎏/t钢。
6.根据权利要求4所述的一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,对中间包内钢水进行覆盖剂覆盖;所述覆盖剂成分为:CaO2:20-30%,SiO2:37-47%,Al2O3≤17%,R2O≤6%,C固≤10%,F-≤14%,H2O≤0.8%,碱度0.4-0.8,熔点:1160-1240℃。
7.根据权利要求6所述的一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,采用长水口氩封保护浇注,长水口氩封氩气流量为2.0-3.0m³/h。
8.根据权利要求7所述的一种控制CSP含铌低合金钢边裂的方法,其特征在于,所述连铸中间包精准化保护浇注,在浇注时,连铸机拉钢速度控制在3.9-4.1m/min。
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