CN107790654B - 一种低碳含铝冷镦钢连铸方坯网状裂纹的控制方法 - Google Patents
一种低碳含铝冷镦钢连铸方坯网状裂纹的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种低碳含铝冷镦钢连铸方坯网状裂纹的控制方法,冶炼工艺为铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—连铸,钢包及合金烘烤;LF精炼过程中造泡沫渣,埋弧加热,微正压操作,増氮<0.0005%,[Mn]/[S]比控制在80~100;连铸保护渣和中包覆盖剂H2O≤0.4%,开浇前进行中间包包盖吹氩,浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量4~6L/min,控制T[O]<0.0015%;中间包钢液中[N]<60ppm,减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸,[H]<0.0004%;铸坯表面温度在高于该钢种脆性区温度下矫直,比水量控制在0.8~0.9L/kg。本发明可提高低碳含铝冷镦钢连铸坯的表面质量,有效控制网状裂纹的发生率,减少网状裂纹深度,降低铸坯修磨成本。
Description
技术领域
本发明属于连铸技术领域,具体涉及一种低碳含铝冷镦钢连铸方坯网状裂纹的控制方法。
背景技术
低碳含铝冷镦钢主要用于制造螺栓、螺钉、铆钉和销钉,不仅有优良的冷拉拔性能,而且具有良好的冷顶锻和冷挤压性能。目前国内企业大都参照日本工业标准,如牌号为SWRCH18A、SWRCH22A,其铝含量一般要求在0.03~0.06%。低碳含铝冷镦钢典型的生产工艺流程为:铁水—转炉—精炼—连铸—铸坯检查—初轧开坯、连轧—钢坯修磨—高线热轧盘条—成品检验—入库。生产无缺陷的冷镦钢连铸坯,是连铸坯热送、热装的前提条件。SWRCH22A、SWRCH18A等低碳含铝冷镦钢连铸坯,碳含量在0.16~0.22之间,铝含量在0.03~0.06%之间,属于裂纹敏感的钢种,尤其易产生网状裂纹(又叫星形裂纹),导致连轧坯甚至最终轧制产品出现缺陷,为此其修磨成本大大增加,甚至出现废品。
铸坯的网状裂纹被FeO覆盖,经酸洗后才能发现,表面裂纹分布无方向性,形貌呈网状,裂纹深度可达1~4mm,有的甚至达20mm。金相观察表明:裂纹沿初生奥氏体晶界扩展,裂纹中充满FeO。铸坯表面网状裂纹是在结晶器内1400℃高温下坯壳处奥氏体转变之前形成的,《连续铸钢500问》及其他文献认为:高温的铸坯表面吸收了结晶器的铜,铜变成液体再沿奥氏体晶界渗透所致。铸坯表面铁的选择性氧化,使钢中Cu、Sn等残余元素残留在表面沿晶界渗透形成裂纹,为此大多钢厂采用镀Cr或镀Ni的铜板结晶器,但不能彻底解决低碳含铝冷镦钢连铸坯的网状裂纹。
申请号201410578848.2公开了“一种特厚板坯中碳低合金钢连铸用保护渣及其制备方法”,但连铸坯的网状裂纹形成原因复杂,因此并不能解决冷镦钢的表面网状裂纹。申请号201210358753.0公开了“一种低碳含硼标准件用冷镦钢的连铸工艺”,其连铸采用全保护浇注,中间包开浇前灌氩气,钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注;中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注;中包中钢水使用覆盖剂;中间包连续测温;在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测;连铸拉速按中间包过热度自动控制;结晶器及二冷自动配水;浇注过程结晶器中使用低碳含硼标准件用冷镦钢专用保护渣。该方法没有综合考虑针对表面网状裂纹的控制措施,因而不能完全消除连铸坯表面的网状裂纹。
发明内容
本发明的目的旨在通过控制钢中的[Mn]/[S]比、保护渣中水分含量、钢水中[N]+[O]+[H]总量及降低二冷区比水量,从而解决低碳含铝冷镦钢连铸方坯的网状裂纹问题。
为此,本发明所采取的技术解决方案是:
一种低碳含铝冷镦钢连铸方坯网状裂纹的控制方法,其具体方法为:
(1)冶炼工艺流程为:铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—连铸;转炉冶炼用钢包及合金均进行烘烤,保证原料及辅助材料不吸潮。
(2)LF精炼工序:精炼过程中造泡沫渣,实现埋弧加热,防止弧区钢液面裸露;加强钢包与烟罩间的密封,保证炉内的还原性气氛;采用微正压操作,吹氩强度控制在0.28~0.41Mpa,钢液裸露面积小于2%,LF精炼过程中増氮小于0.0005%;脱硫处理,保证[Mn]/[S]比在80~100。
(3)连铸工序:连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装,控制H2O≤0.4%;开浇前进行中间包包盖吹氩,浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量控制在4~6L/min,避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水及中间包注流区域,防止钢水二次氧化,控制T[O]<0.0015%。
(4)保证中包钢液中[N]<60ppm,减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸,[H]<0.0004%,防止凝固初生坯壳中H过饱和析出,减轻钢水静压力。
(5)保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直,将比水量控制在0.8~0.9L/kg。
本发明的有益效果为:
本发明通过控制冶炼及精炼、连铸工艺,使钢水中N、H、O含量控制在合适范围,减轻钢水静压力,减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸,控制钢水中Mn/S比,降低钢的裂纹敏感性,对中间包覆盖剂和中间包保护渣水分进行限制,降低二冷区比水量,从而提高低碳含铝冷镦钢连铸坯的表面质量,有效控制网状裂纹的发生率,减少网状裂纹深度,降低铸坯修磨成本,消除因铸坯网状裂纹引起的连轧坯废品。
具体实施方式
实施例1:钢种为SWRCH22A。
1、冶炼工艺流程为:铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—连铸。转炉冶炼工序用钢包、合金进行烘烤,保证石灰等原辅材料不吸潮。
2、LF精炼工序:精炼过程中造好泡沫渣,实现埋弧加热,防止弧区钢液面裸露;加强钢包与烟罩间的密封,保证炉内的还原性气氛;采用微正压操作,减少钢液与空气的接触;控制吹氩强度,吹氩强度控制在0.28~0.41Mpa,减少钢液裸露,钢液裸露面积小于2%,控制増氮,LF精炼过程中増氮0.0040%;脱硫处理,控制精炼后质量分数为:N 0.0041%,S0.0070%,Mn 0.68%。
3、连铸工序:连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装,要求对水分含量进行限制,H2O含量为0.35%。开浇前进行中间包包盖吹氩,浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量控制在5L/min,避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水、中间包注流等区域,防止钢水二次氧化,T[O]控制在0.0012%。
4、中包钢液中[N]为0.0060%,从而减少铸坯中AlN析出量,减小AlN析出尺寸,[H]控制在0.0003%,防止凝固初生坯壳中H过饱和析出,减轻钢水静压力。
5、降低二次冷却强度,提高铸坯表面温度,保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直,比水量控制在0.85L/kg。
连铸方坯经酸蚀检验,其表面网状裂纹发生率明显降低(达到0.1%以下),网状裂纹深度最大为2mm,可有效降低其连轧坯修磨成本。
实施例2:SWRCH18AB。
1、冶炼工艺流程为:铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—连铸。转炉冶炼工序用钢包、合金进行烘烤,保证石灰等原辅材料不吸潮。
2、LF精炼工序:精炼过程中造好泡沫渣,实现埋弧加热,防止弧区钢液面裸露;加强钢包与烟罩间的密封,保证炉内的还原性气氛;采用微正压操作,减少钢液与空气的接触;控制吹氩强度,减少钢液裸露,控制増氮,LF精炼过程中増氮0.0035%;脱硫处理,控制精炼后质量分数为:N 0.0040%,S 0.0065%,Mn 0.61%。
3、连铸工序:连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装,要求对水分含量进行限制,H2O含量为0.32%。开浇前进行中间包包盖吹氩,浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量控制在5.5L/min,避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水、中间包注流等区域,防止钢水二次氧化,T[O]控制在0.0014%。
4、中包钢液中[N]为0.0055%,从而减少铸坯中AlN析出量,减小AlN析出尺寸,[H]控制在0.00033%,防止凝固初生坯壳中H过饱和析出,减轻钢水静压力。
5、降低二次冷却强度,提高铸坯表面温度,保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直,比水量控制在0.82L/kg。
连铸方坯经酸蚀检验,其表面网状裂纹发生率明显降低(达到0.98%以下),网状裂纹深度最大为1.8mm,可有效降低其连轧坯修磨成本。
Claims (1)
1.一种低碳含铝冷镦钢连铸方坯网状裂纹的控制方法,其特征在于:
(1)冶炼工艺流程为:铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—连铸;转炉冶炼用钢包及合金均进行烘烤,保证原料及辅助材料不吸潮;
(2)LF精炼工序:精炼过程中造泡沫渣,实现埋弧加热,防止弧区钢液面裸露;加强钢包与烟罩间的密封,保证炉内的还原性气氛;采用微正压操作,吹氩强度控制在0.28~0.41Mpa,钢液裸露面积小于2%,LF精炼过程中増氮小于0.0005%;脱硫处理,保证[Mn]/[S]比在80~100;
(3)连铸工序:连铸保护渣和中包覆盖剂采用防水防潮包装,控制H2O≤0.4%;开浇前进行中间包包盖吹氩,浇注过程中对长水口、浸入式水口的滑板间进行吹氩保护,氩气流量控制在4~6L/min,避免空气进入钢包注流、中间包冲击区、开浇初期钢水及中间包注流区域,防止钢水二次氧化,控制T[O]<0.0015%;
(4)保证中包钢液中[N]<60ppm,减少铸坯中AlN析出量和析出尺寸,[H]<0.0004%,防止凝固初生坯壳中H过饱和析出,减轻钢水静压力;
(5)保证铸坯表面温度在高于该钢种的脆性区温度下矫直,将比水量控制在0.8~0.9L/kg。
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