CN115415495B

CN115415495B - 一种csp薄板坯连铸连轧产线生产q355b加钛钢边裂缺陷的控制方法

Info

Publication number: CN115415495B
Application number: CN202211079642.6A
Authority: CN
Inventors: 马超; 薛越; 孙丽钢; 关胜; 孙长玉; 张帅; 杨晓东
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2023-09-26
Anticipated expiration: 2042-09-05
Also published as: CN115415495A

Abstract

本发明公开了一种CSP薄板坯连铸连轧机生产加钛Q355B钢控制边裂缺陷的方法，工艺流程为混铁炉→脱硫站→210吨顶底复吹转炉→RH精炼炉→CSP铸机→CSP加热炉→CSP七机架立辊轧机→层冷→卷取机；铸机拉速控制在3.8～4.2m/min，结晶器振动采用高频低振幅正玄曲线振动方式，结晶器冷却根据铜板厚度动态调节窄侧冷却水量，二冷扇形段根据钢水钛含量、浇铸板坯厚度、钢水过热度及二冷水温度动态调节板坯边部冷却水配水因素数。本发明的方法根据钢种成分特点，在不增加工序成本的前提下通过调整优化振、动冷却工艺，解决钢卷边部裂纹缺陷问题，尤其适合钢中中加钛量大于0.050％的Q355B钢生产。

Description

一种CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法

技术领域

本发明涉及钢铁行业的连铸、轧钢领域，尤其涉及一种CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法。

背景技术

CSP薄板坯连铸连轧产线为铸轧一体连续生产线，可实现连铸、加热、轧制一体化连续生产。具备生产厚度小于100mm宽度小于1600mm断面规格的各类板材能力。铸机生产拉速最快可达5.0m/min，较常规铸机拉速大幅提升。由于拉速高相应的板坯冷却强度也大，导致在生产含Nb、Ti等合金钢时极易在板坯边角处出现横向边角裂缺陷，缺陷经加热轧制后进一步扩展为边裂，俗称“烂边”。通过对边裂部位取样进行裂口晶相和电镜分析，发现裂纹内部有连续性的氧化圆点和脱碳现象。分析裂口区域分布大量明显的氧化圆点只能是长时间处在高温环境中出现，因此分析该表面微裂纹起源于连铸工序，而不是轧制过程产生。

通过扫描电镜能谱分析，在裂纹处发现主要化学成分为Ti的氮化物和碳氮化析出物。上述化合物在晶界沉淀析出后，连续钉扎在奥氏体和基体变形处，降低了晶界的流动性，使再结晶温度提高，由于再结晶受阻，晶界不迁移，应力在晶界处集中而不能消除，从而引起晶界的脆化，使钢的裂纹敏感性增加，凝固的铸坯在铸机拉矫机强行矫直变形时，受到变形外力作用会在铸坯边角薄弱处出现开裂问题，是导致轧制后出现边部开裂的直接原因。

中国专利号为202010804983.X公开一种通过在钢水冶炼过程提高铁水比、转炉全程底吹氩气、控制点吹次数、钢包造泡沫渣等工艺优化措施控制钢水最终氮含量，避免和减少微合金氮化物的产生，进而达到降低45号钢板边裂发生率的方法。该方法是从钢板生产的源头——炼钢工序控制钢中氮含量的方法达到减少边裂发生几率的目的。该方法中措施之一是提高铁钢比，但在实际生产过程中低铁钢比是各钢厂追求的经济技术指标，钢厂为降低制造成本普遍采用降低铁钢比的方式生产。此外，为控制钢水氮含量采取转炉冶炼过程全程底吹氩气替代氮氩切换的生产模式也势必进一步增加吨钢制造成本。

中国专利号为202010794116.2公开一种利用含Ti钢种中NNb、TiN等氮化物的析出机理，即，冷却强度越大TiN析出的颗粒越小，晶粒越小晶界越多，则抗裂纹增加。通过调整优化连铸过程中二次冷却修正系数，增大铸坯冷却强度，达到细晶强化，提高铸坯抗裂纹风险能力，解决Q355B钢卷烂边缺陷问题。该方法从理论上讲，通过连铸过程强冷工艺实现细晶强化，可以在一定程度上提高连铸钢板坯抵抗裂纹发生几率。该专利方法仅适用于钢种钛含量较低的情况下解决或改善Q355B钢种生产中边裂的发生。在钛含量进一步增加的情况下，特别是钛含量大于0.050％的条件下，随着太含量增加，如果板坯冷却过强，铸坯在出连铸机时经强制矫直变形过程会进入700～900℃的脆性矫直区会大幅增加矫直裂纹发生几率。裂纹经加热轧制后会进一步扩展为边裂或烂边缺陷。所以该专利公开的方法在钢铁行业中使用推广较少或仅适用于含钛量较低情况下生产。

发明内容

为了解决上述技术问题，提供一种适用于CSP薄板坯连铸连轧工艺生产Q355B加Ti钢控制边裂缺陷发生的方法，尤其适用于钛含量≤0.075％的Q355B生产。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法，包括：

根据生产的钢种断面宽度和厚度设定铸机二冷冷却曲线，断面宽度1200mm～1600mm，厚度50～100mm；铸机生产拉速3.5～4.0m/min，钢水过热度为18～30℃，铸机扇形段冷却水温度为20～28℃；

铸机结晶器铜板厚度为15.5～25mm，结晶器窄侧铜板冷却水配水量根据铜板厚度进行调整；铜板厚度为15.5～19.9mm时，对应结晶器冷却水量为210/min；铜板厚度为20～25mm时，对应结晶器冷却水量为240/min；

当生产加钛Q355B钢板坯厚度50～71.9mm时，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数为1；当生产加钛Q355B钢板坯厚度72～100mm时，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数为1.2；

钢中钛含量0～0.50％，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数减少0.2；所述钢中钛含量0.51～0.75％，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数进一步减少0.1；

所述钢水过热度18～25℃，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数增加0.03；钢水过热度26～30℃，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数进一步增加0.03；

扇形段冷却水供水温度20～25.9℃，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数增加0.02；扇形段冷却水供水温度26～28℃，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数进一步增加0.01。

进一步的，生产Q355B钢种钢水以质量百分比计成分为：C≤0.07％、Si≤0.04％、Mn：0.65～0.80％、P≤0.020％、S≤0.008％、Als：0.025～0.035％、Ca：0.010～0.020％、Ti≤0.075％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，生产加钛Q355B时结晶器振动采用高频率、低振幅的振动参数设置。

进一步的，生产加钛Q355B钢种，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数增加量最高为－0.21。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

在不需要额外增加或调整炼钢工序铁水、氩气等介质材料消耗的前提下，通过采用结晶器高频小振幅减小振痕深度的同时，利用二冷水沿板坯横断面可实现分区控制的方法，通过调整铸机结晶器冷却和二冷扇形段靠近铸坯边部的冷却水因素系数的方法降低铸坯边部冷却强度，解决加钛合金钢氮化物性开裂的问题。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为采用本发明方法前生产的加钛Q355B钢卷边部形貌；

图2为采用本发明方法后生产的加钛Q355B钢卷边部形貌。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步详细说明，以便于对本发明的目的、技术方案及优点有进一步了解。

本发明提供一种减少CSP薄板坯连铸连轧产线生产加钛合金钢边裂缺陷发生率的方法。生产工艺流程为：混铁炉→脱硫站→210吨顶底复吹转炉→RH精炼炉→CSP铸机→CSP加热炉→CSP七机架立辊轧机→层冷→卷取机。

生产Q355B钢种钢水成分以质量百分比计算为：C≤0.07％、Si≤0.04％、Mn：0.65～0.80％、P≤0.020％、S≤0.008％、Als：0.025～0.035％、Ca：0.010～0.020％、Ti≤0.075％。

将钢水通过CSP产线生产，根据结晶器铜板厚度设置结晶器冷却水量。根据板坯厚度规格设置二冷扇形段冷却水量因素基准系数。

根据钢水钛含量、过热度、扇形段冷却水供水温度中的至少一项设定扇形段冷却水曲线中板坯靠近边部冷却水量因素系数。

本发明在生产加钛Q355B时选用17#二冷冷却曲线，结晶器锥度设定为1.2％，结晶器振动方式采用正玄振动，振动采用6#高频率低振幅振动参数设置。

在生产厚度规格50～71.9mm和72～100mm两个区间铸坯时所采用的二冷扇形段冷却水量因素系数基准值不同。

作为本发明的进一步优选，Q355B中化学成分包括：C≤0.07％、Si≤0.04％、Mn：0.65～0.80％、P≤0.020％、S≤0.008％、Als：0.025～0.035％、Ca：0.010～0.020％、Ti：0.051％～0.075％，其余为Fe和不可避免的杂质。生产厚度规格72～100mm，钢水钛含量选取中上线的0.58～0.70％，钢水过热度范围18～25℃，扇形段冷却水供水温度26～28℃。控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数为0.95。

作为本发明的进一步优选，Q355B中化学成分包括：C≤0.07％、Si≤0.04％、Mn：0.80～0.65％、P≤0.020％、S≤0.008％、Als：0.025～0.035％、Ca：0.010～0.020％、Ti：0％～0.050％，其余为Fe和不可避免的杂质。生产厚度规格50～71.9mm，钢水钛含量选取中下线的0.30～0.45％，钢水过热度范围18～25℃，扇形段冷却水供水温度26～28℃。控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数为0.86。

为了说明本发明所述的技术方案实施效果，以下结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

生产Q355B钢种化学成分为：C：0.065％、Si：0.038％、Mn：0.70％、P：0.018％、S：0.006％、Als：0.032％、Ca：0.0019％、Ti：0.068％，其余为Fe和不可避免的杂质。

采用表1和表2工艺参数进行生产，具体包括以下步骤：

表1

表2

铸机结晶器铜板采用较厚铜板有利于降低铸坯凝固过程冷却强度，提高板坯凝固温度，可以远离脆性矫直温度区降低边裂发生几率。

结晶器振动采用6#正玄高频低振幅振动曲线，可有效减轻板坯横断面上的振痕深度。避免因振痕过深导致板坯边角处出现裂纹。

控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数为0.95，上述工艺生产出的板坯经加热、轧制后钢板边部形状规则，未发现有裂纹缺陷。

实施例2

生产Q355B钢种化学成分为：C：0.05％、Si：0.035％、Mn：0.75％、P：0.015％、S：0.008％、Als：0.030％、Ca：0.0016％、Ti：0.040％，其余为Fe和不可避免的杂质。

采用表3和表4工艺参数进行生产，具体包括以下步骤：

表3

表4

铸机结晶器铜板减薄后，相应铜板冷却水量减少，确保铸坯凝固过程处于相对较弱冷却强度，提高了板坯凝固温度，可远离脆性矫直温度区降低边裂发生几率。

控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数为0.89。上述工艺生产出的板坯经加热、轧制后钢板边部形状规则，未发现有裂纹缺陷。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法，其特征在于：生产Q355B钢种钢水以质量百分比计成分为：：C≤0.07％、Si≤0.04％、Mn：0.65～0.80％、P≤0.020％、S≤0.008％、Als：0.025～0.035％、Ca：0.010～0.020％、Ti≤0.075％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法，其特征在于：生产加钛Q355B时结晶器振动采用高频率、低振幅的振动参数设置。

4.根据权利要求1所述的CSP薄板坯连铸连轧产线生产Q355B加钛钢边裂缺陷的控制方法，其特征在于：生产加钛Q355B钢种，控制板坯边部冷却扇形段冷却水量因素系数增加量最高为－0.21。