CN115889458A - 一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法。炼钢采用洁净钢冶炼技术，通过对350×430大断面连铸浇注过程工艺包括拉速、冷却、电磁搅拌、轻压下和重压下等按钢种特点进行控制，得到低倍质量好、碳偏析小的大断面连铸坯，然后通过对大断面铸坯的加热温度、加热时间、及轧制过程的控轧控冷等过程工艺进行精准控制，并且轧制时提高单道次压下量，得到低倍质量、碳极差和硬度极差都完全满足用户要求的φ180mm及以上大规格棒材。

Description

一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及改善φ180mm及以上大规格棒材内部质量的工艺方法。

背景技术

各行各业的快速发展和技术的不断提高，高端装备制造业也得到了高速发展，经济社会对高品质、大规格棒材的需求量大幅增加，推动大断面连铸机装备技术和工艺的快速发展。以前大规格产品的轧制都是采用模铸钢锭，钢锭压缩比大，产品质量较好，但是钢锭成材率低，能耗高，使得模铸轧制大规格产品的成本高，严重制约了高品质大规格产品的发展。

在350×430断面的连铸机生产中，φ180mm~φ220mm大规格棒材内部存在缩孔、疏松，中心偏析严重、同截面碳极差和硬度极差较大，使得大规格棒材内部质量没法得到保证。

发明内容

本发明旨在提供一种解决350mm×430mm断面连铸坯轧制φ180mm~φ220mm大规格棒材内部质量问题的工艺控制技术，用于生产350mm×430mm断面连铸坯低倍质量良好，碳偏析和锭型偏析控制都明显改善，轧制成φ180mm~φ220mm大规格的棒材探伤合格，低倍质量、同截面碳极差和硬度极差、方框偏析等完全满足要求。

本发明的技术方案：

一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法，关键工艺步骤包括：

（1）转炉冶炼和炉外精炼：采用洁净钢冶炼工艺，将钢中磷含量控制在P≤0.015%，硫含量控制在S≤0.005%，全氧含量控制在T.O≤0.0012%；

（2）连铸温度：钢水上连铸温度为周转包为该钢种的液相线温度+50~70℃，新包或大修包为该钢种的液相线温度+80~100℃，中包过热度15~30℃；

（3）连铸拉速与冷却：铸坯断面为350×430，连铸拉速0.47~0.60m/min，结晶器冷却3200~3800L/min，二冷比水量为0.16~0.26L/kg；

（4）连铸电搅：结晶器电搅电流为150~300A，电搅频率为2.5Hz，末端电搅电流200~400A，电搅频率5~8 Hz；

（5）连铸轻、重压下量分配：合金结构钢2、3、4、5、6、7架压下量分别为2mm、3mm、5mm、5mm、5mm、5mm，总压下量25mm；优质碳素结构钢3、4、5、6、7架压下量分别为5mm，总压下量为25mm；

（6）加热：总加热时间180~300min，预热段温度680~850℃，预热段时间60~90min，加热段温度1160~1220℃，加热段时间90~180min，均热段温度1180~1220℃，均热段时间60~120min；

（7）轧制：开轧温度1050~1150℃，进连轧温度980~1100℃，终轧温度960~1010℃，上冷床温度780~850℃，轧制采用大压下，一、二道次压下量分别不小于80mm、75mm。

本发明的有益效果：针对350×430断面连铸坯轧制大规格棒材存在的问题，通过采用洁净钢冶炼控制技术、连铸工艺参数优化以及轻重压下量分配、配合合适加热工艺和控轧控冷工艺，轧制圆钢的规格为φ180mm及以上，铸坯具有良好的低倍质量，中碳钢同横截面碳极差不超过0.03%，硬度极差HBW值不超过10，超声探伤合格，低倍质量、同截面碳极差和硬度极差、方框偏析等完全满足用户要求的大规格棒材。

附图说明

图1为350mm×430mm断面实施例1连铸坯低倍图。

图2为φ220mm规格实施例1轧制圆钢横向低倍图。

图3为φ220mm规格实施例1轧制圆钢纵向低倍图。

图4为350mm×430mm断面实施例2连铸坯低倍图。

图5为φ220mm规格实施例2轧制圆钢横向低倍图。

图6为φ220mm规格实施例2轧制圆钢纵向低倍图。

图7为轧制圆钢碳偏析及硬度取样点位置图。

具体实施方式

实施例1：

一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法，转炉入炉铁水中控制S=0.043%，P=0.123%，Si=0.46%，温度1318℃，不进行预处理，冶炼合金结构钢42CrMoA。关键工艺步骤包括：

（1）转炉冶炼和炉外精炼：采用洁净钢冶炼工艺，钢中控制P=0.012%，S=0.004%，T.O=0.0008%；

（2）钢水上连铸温度：本炉为正常周转包，上连铸温度为1556℃，中包过热度20~30℃；

（3）铸坯断面为350×430，连铸拉速0.48m/min，结晶器冷却3200L/min，二冷比水量为0.17L/Kg；

（4）电搅参数设计：结晶器电搅电流为160A，电搅频率为2.5Hz，末端电搅电流由200A，电搅频率8 Hz；

（5）轻、重压下量分配：合金结构钢4、5、6、7、8、9架压下量分别为2mm、3mm、4mm、5mm、5.5mm、5.5mm，总压下量25mm；

（6）加热：预热段温度700℃，预热段时间90min，加热段温度1180℃，加热段时间120min，均热段温度1190℃，均热段时间90min；

（7）轧制：开轧温度1050℃，进连轧温度980℃，终轧温度960℃，上冷床温度800℃，轧制采用大压下，一、二道次压下量分别为80mm、75mm。

铸坯低倍和轧制圆钢低倍图见图1、图2、图3。

本炉次轧制圆钢碳极差和硬度极差：轧制圆钢碳偏析及硬度取样点如图7所示，各取样点位置的碳含量和硬度分别见表1和表2。

表1 实施例1轧制圆钢碳极差

。

表2 实施例1轧制圆钢硬度极差

。

实施例2：

一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法，转炉入炉铁水硫含量S=0.038%，磷含量P=0.142%，Si=0.44%，温度1295℃，不进行预处理，冶炼合金结构钢42CrMoA。关键工艺步骤包括：

（1）转炉冶炼和炉外精炼采用洁净钢冶炼工艺，钢中磷含量P=0.011%，硫含量S=0.003%，全氧含量T.O=0.0010%；

（2）钢水上连铸温度：本炉钢包为大修包，上连铸温度为1580℃，中包过热度15~25℃；

（3）铸坯断面为350×430，连铸拉速0.60m/min，结晶器冷却3800L/min，二冷比水量为0.26L/kg；

（4）电搅参数设计：结晶器电搅电流为300A，电搅频率为2.5Hz，末端电搅电流由400A，电搅频率5 Hz；

（5）轻、重压下量分配：优质碳素结构钢3、4、5、6、7架压下量分别为5mm、5mm、5mm、5mm、5mm，总压下量为25mm；

（6）加热：预热段温度830℃，预热段时间60min，加热段温度1210℃，加热段时间120min，均热段温度1220℃，均热段时间60min；

（7）轧制：开轧温度1150℃，进连轧温度1100℃，终轧温度1010℃，上冷床温度850℃，轧制采用大压下，一、二道次压下量分别为90mm、85mm。

铸坯低倍和轧制圆钢低倍见图4、图5、图6。

本炉次轧制圆钢碳极差及硬度极差：轧制圆钢碳偏析及硬度取样点如图7所示，各取样点位置的碳含量和硬度分别见表3和表4。

表3 实施例2轧制圆钢碳极差

。

 表4 实施例2轧制圆钢硬度极差

。

Claims (1)

1.一种改善大规格棒材内部质量的工艺方法，其特征在于关键工艺步骤包括：

（1）转炉冶炼和炉外精炼：采用洁净钢冶炼工艺，将钢中磷含量控制在P≤0.015%，硫含量控制在S≤0.005%，全氧含量控制在T.O≤0.0012%；

（2）连铸温度：钢水上连铸温度为周转包为该钢种的液相线温度+50~70℃，新包或大修包为该钢种的液相线温度+80~100℃，中包过热度15~30℃；

（3）连铸拉速与冷却：铸坯断面为350×430，连铸拉速0.47~0.60m/min，结晶器冷却3200~3800L/min，二冷比水量为0.16~0.26L/kg；

（4）连铸电搅：结晶器电搅电流为150~300A，电搅频率为2.5Hz，末端电搅电流200~400A，电搅频率5~8 Hz；

（5）连铸轻、重压下量分配：合金结构钢2、3、4、5、6、7架压下量分别为2mm、3mm、5mm、5mm、5mm、5mm，总压下量25mm；优质碳素结构钢3、4、5、6、7架压下量分别为5mm，总压下量为25mm；

（6）加热：总加热时间180~300min，预热段温度680~850℃，预热段时间60~90min，加热段温度1160~1220℃，加热段时间90~180min，均热段温度1180~1220℃，均热段时间60~120min；

（7）轧制：开轧温度1050~1150℃，进连轧温度980~1100℃，终轧温度960~1010℃，上冷床温度780~850℃，轧制采用大压下，一、二道次压下量分别不小于80mm、75mm。

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