CN110202106A - 控制csp薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，精炼处理完毕的钢水中碳的质量百分比为0.16%～0.19%，硫的质量百分比≤0.009%，酸溶铝的质量百分比为0.015%～0.023%，锰的质量百分比为0.25%～0.35%，铌的质量百分比为0.015%～0.030%，钛的质量百分比为0.015%～0.030%，喂完钙线夹杂物变性后软吹氩气5min，[Ca]/[Als]在0.12以上。有益效果是实现了中碳合金钢在CSP薄板连铸钢坯表面裂纹的稳定控制，缺陷率控制在0.07%以下。

Description

控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法
技术领域
本发明属于薄板坯连铸技术，特别涉及控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法。
背景技术
CSP薄板连铸因其结晶器漏斗形状的特殊性，初生坯壳在结晶器内运动过程受到很大的机械应力和凝固收缩所产生的应力，铸坯非常容易产生纵向和横向裂纹，成为目前CSP连铸质量控制难题之一。
对于生产裂纹敏感性较强的中碳低合金钢种，在高拉速下极其容易产生表面裂纹，而Mn、Ti、V、Nb等合金元素的加入，因高温下固溶的Ti、V、Nb在温度降低过程中存在以Ti（CN）、V（CN）、Nb（CN）的形式在奥氏体晶界析出，进一步加强的裂纹敏感性；另外Mn、Ti、V等成分在浇铸过程与保护渣中氧化物反应，生成新的氧化物进入保护渣严重改变了保护渣的性能，尤其是改变了保护渣渣膜的结晶体比例，致使保护渣控制传热和润滑匹配能力弱化。以上因素导致弯月面位置初生坯壳收缩产生较大的温度场应力、相变应力，以及机械应力，当应力超过晶界间结合力时即产生裂纹缺陷；在二冷配水不合理的情况下，铸坯在扇形段内受到不均匀的综合应力导致裂纹扩展，最终产生严重表面纵裂纹缺陷。因薄板坯表面无法进行修磨处理，一旦产生裂纹缺陷无弥补处理手段，只能按废品处理；表面裂纹缺陷严重影响了产品质量和其使用性能，严重则造成生产中断，带来巨大的经济损失。如何解决表面纵裂问题，保证生产合格的连铸坯是技术难点所在。
发明内容
为了解决上述技术难题，本发明提供了一种控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，有效的解决了CSP连铸漏斗结晶器生产中碳合金钢表面纵裂纹难以控制的问题。
本发明所采用的技术方案为：一种控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，精炼处理完毕的钢水中碳的质量百分比为0.16%~0.19%，硫的质量百分比≤0.009%，酸溶铝的质量百分比为0.015%~0.023%，锰的质量百分比为0.25%~0.35%，铌的质量百分比为0.015%~0.030%，钛的质量百分比为0.015%~0.030%，喂完钙线夹杂物变性后软吹氩气5min，[Ca]/[Als]在0.12以上。
钢坯的宽度为1250mm~1600mm，厚度为52mm~70mm；漏斗型结晶器振动采用正选模式，负脱率为18%~19%；结晶器铜板表面肉眼可见裂纹，冷却水量宽面为5700L/min~6300L/min、窄面为170L/min~220L/min，控制结晶器热流密度比为76%~96%。
拉坯速度为3.8m/min~4.7m/min，过热度控制为20℃~30℃；结晶器浇铸所使用的保护渣碱度为1.17~1.24，1300℃时粘度为0.08~0.12Pa.s，熔化温度为1070℃~1090℃，低拉速用高粘度保护渣，高拉速用低粘度保护渣；钢水浇铸过程保护渣粘度、碱度、拉速的乘积为0.47~0.53。
所使用保护渣中SiO2含量为27.74%~28.36%，CaO含量为31.33%~33.08%，Al2O3含量为2.34%~3.45%，MnO含量为3.26%~4.08%，溶剂为8.36%~8.96%，全碳为9.29%~9.59%。
二次冷却对14个回路水量合理分配，比水量设定为1.94L/kg~2.17L/kg，控制横向比水量分布以控制铸坯表面横向温差30℃以内，钢坯顶弯、矫直温度位于920℃~1020℃。
本发明的有益效果为：精炼提供窄成分控制以及合适的钙铝比的钢水，连铸工序采用漏斗结晶器、小负滑脱率的正弦振动模式、控制析晶率和润滑性能匹配的保护渣、基于比水量调整的二次冷却配水，有效的解决了CSP薄板连铸浇铸中碳低合金钢种铸坯表面纵裂问题，降低了废品率，缺陷率控制在0.07%以下，实现了高拉速下的稳定生产，具有显著的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
该实例是采用前述的方法来控制中碳钢合金钢铸坯表面纵裂纹缺陷，精炼处理合格的钢水主要化学成分见表1，钙铝比为0.15，钢坯规格为1500mm×70mm；使用正弦振动模式，负脱率为18.32%；拉坯速度控制为3.8m/min，钢水过热度为23℃，在钢水浇铸过程结晶器水量宽面设定为5800L/min，窄侧设定为190L/min，热流比控制为83%；所使用保护渣碱度（CaO/SiO2）为1.19、熔点为1085℃、粘度为0.097Pa.s，SiO2含量为27.92%，CaO含量为32.07%，AL2O3含量为3.41%，MnO含量为3.52%，溶剂为8.54%，全碳为9.31%；二次冷却使用前强后弱的模式，总体比水量控制在1.98L/kg，铸坯表面温度在扇形段出口处为976℃，横向温差为26℃。
表1 实施例1中碳低合金钢主要化学成分（Wt%）
采用实施例1方法生产的铸坯经热扎轧制后产品表面质量优良无缺陷。
实施例2
该实例是采用前述的方法来控制中碳钢合金钢铸坯表面纵裂纹缺陷，精炼处理合格的钢水主要化学成分见表2，钙铝比为0.13，钢坯规格为1250mm×52mm；使用正弦振动模式，负脱率为18.64%；拉坯速度控制为4.7.m/min，热流比控制为83%，钢水过热度为26℃，在钢水浇铸过程结晶器水量宽面设定为6200L/min，窄侧设定为200L/min；所使用保护渣碱度（CaO/SiO2）为1.20、熔点为1082℃、粘度为0.11Pa.s，所述保护渣中SiO2含量为28.31%，CaO含量为32.36%，AL2O3含量为2.44%，MnO含量为3.68%，溶剂为8.39%，全碳为9.48；二次冷却使用前强后弱的模式，总体比水量控制在1.93L/kg，铸坯表面温度在扇形段出口处为985℃，横向温差为23℃。
表2 实施例2中碳低合金钢主要化学成分（Wt%）
采用实施例2方法生产的铸坯经热扎轧制后产品表面质量优良无缺陷。

Claims (5)

1.一种控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，其特征在于：精炼处理完毕的钢水中碳的质量百分比为0.16%~0.19%，硫的质量百分比≤0.009%，酸溶铝的质量百分比为0.015%~0.023%，锰的质量百分比为0.25%~0.35%，铌的质量百分比为0.015%~0.030%，钛的质量百分比为0.015%~0.030%，喂完钙线夹杂物变性后软吹氩气5min，[Ca]/[Als]在0.12以上。
2.根据权利要求1所述的控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，其特征在于：钢坯的宽度为1250mm~1600mm，厚度为52mm~70mm；漏斗型结晶器振动采用正选模式，负脱率为18%~19%；结晶器铜板表面肉眼可见裂纹，冷却水量宽面为5700L/min~6300L/min、窄面为170L/min~220L/min，控制结晶器热流密度比为76%~96%。
3.根据权利要求1所述的控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，其特征在于：拉坯速度为3.8m/min~4.7m/min，过热度控制为20℃~30℃；结晶器浇铸所使用的保护渣碱度为1.17~1.24，1300℃时粘度为0.08~0.12Pa.s，熔化温度为1070℃~1090℃，低拉速用高粘度保护渣，高拉速用低粘度保护渣；钢水浇铸过程保护渣粘度、碱度、拉速的乘积为0.47~0.53。
4.根据权利要求1所述的控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，其特征在于：所使用保护渣中SiO2含量为27.74%~28.36%，CaO含量为31.33%~33.08%，Al2O3含量为2.34%~3.45%，MnO含量为3.26%~4.08%，溶剂为8.36%~8.96%，全碳为9.29%~9.59%。
5.根据权利要求1所述的控制CSP薄板连铸机生产中碳合金钢板坯表面裂纹的方法，其特征在于：二次冷却对14个回路水量合理分配，比水量设定为1.94L/kg~2.17L/kg，控制横向比水量分布以控制铸坯表面横向温差30℃以内，钢坯顶弯、矫直温度位于920℃~1020℃。
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