CN116287969B - 一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其化学成分的质量百分含量包括C0.18‑0.21％、Si0.35‑0.45％、Mn1.30‑1.40％、P≤0.030％、S≤0.008％、V0.010‑0.020％、Cr≤0.01％、Ni≤0.01％、Mo≤0.01％、Cu≤0.01％、N≤0.012，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％；所述其冶炼工艺为：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸，通过炼钢各工艺优化控制，轧后铸坯裂纹产生率低于0.3％。

Description

一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法及其生产方法。
背景技术
异型坯横截面形状复杂，不同部位热量散失的速度差异大，温度分布的均匀性较常规铸坯差，导致其裂纹敏感性增强，铸坯缺陷比例增大。包钢异型坯铸机自投产以来，主要以生产普碳钢和低合金钢为主，其中产量最大的钢种为Q235B和Q355B。异形坯质量缺陷产生率远大于常规铸机，主要缺陷为铸坯纵向裂纹。据不完全统计，国内异型坯轧后裂纹比率为2％-4％。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，解决的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其化学成分的质量百分含量包括C 0.18-0.21％、Si 0.35-0.45％、Mn 1.30-1.40％、P≤0.030％、S≤0.008％、V0.010-0.020％、Cr≤0.01％、Ni≤0.01％、Mo≤0.01％、Cu≤0.01％、N≤0.012，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％；其生产工艺具体包括：
复吹转炉冶炼：铁皮球必须前期5min以内加入；入炉铁水硫不大于0.050％；出钢碳目标：C＞0.08％；转炉供精炼目标就位铝0.005％-0.015％，具体脱氧剂加入量根据转炉碳及硫含量进行适当调整；终点控制：T≥1600℃；出钢时间＞4min；全程挡渣，P差≤0.004％；
LF精炼：精炼喂线量要求在70-100m，严格控制喂线速度；喂线前必须调节氩气，保证吹开渣液面在25-30cm，喂线前必须调整好炉渣粘度，保证喂线效果，确保线打到钢水里，软吹时间大于15min，脱氧剂用铝铁、铝粒和硅钙钡脱氧；硅钙钡每炉的使用量不得超过50kg，关注转炉出钢S情况，保证及时成渣；过热度控制：BB1、BB2、BB3、BB4断面过热度≤35℃；控制成品S≤0.008％以下，同时满足Mn/S值大于60；精炼处理时间≥40min，上钢温度1570℃-1585℃；
连铸：结晶器与Ⅰ段对弧精度控制在0.2mm以内；铸机保证水口对中，杜绝偏流；严格执行长水口吹氩；中包液位必须满包操作；中包渣厚不得超过100mm；保护渣使用前需进行烘烤，保护渣厚度控制在40-50mm；保证使用保护渣水分≤0.5％；结晶器与扇形I段对弧≤0.3mm；保证吹水器吹水效果；结晶器水量：压力≥0.8Mpa，BB1：宽面1300L/min、窄面850L/min；
BB2:宽面2200L/min、窄面1200L/min；BB3：宽面2400L/min、窄面900L/min；
BB4：宽面2500L/min、窄面1000L/min；大包长水口采用加石棉碗及氩封保护浇注；结晶器内液位自动控制，液位波动控制在±3mm；过热度控制在20-35℃；长水口***深度：150-200mm，浸入式水口***深度50-70mm；拉速控制BB1断面：1.0-1.1m/min，BB2断面：0.75-0.85m/min，BB3断面：0.75-0.90m/min，BB4断面：0.7-0.80m/min；
加热工艺：预热段温度≤900℃，加热Ⅰ段温度≤1200℃，加热Ⅱ段温度为1100℃-1330℃，均热段温度为1200℃-1300℃，出炉温度≥1150℃；在炉时间≥2小时20分；
轧制工艺：BD1开坯，开轧温度≥1150℃；CCS万能轧制，终轧最后一道次温度控制在940℃以下；冷床自然冷却，成品温度低于100℃以后进行矫直、锯切。
进一步的，其特征在于：保护浇筑时氩封压力：1.1Mpa，流量：20-30L/s。
进一步的，适用于异型坯断面350×290×100mm(BB1)、555×440×105mm(BB2)、730×370×90mm(BB3)、1024×390×120mm(BB4)。
进一步的，其特征在于：二冷采用弱冷水表，保护渣为斯多伯格73A，保护渣厚度控到40-50mm。
进一步的，其特征在于：结晶器及喷淋水水质必须符合标准要求，浊度(NTU)<10、钙硬度(mg/l)<20、总铁(mg/l)<0.5；喷淋水压力不得低于0.80Mpa，结晶器进水温度要求20-35℃，进出水温差4-6℃；扇形I、II段对弧不得大于0.5mm，振动偏振测试要求≤0.20mm。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
通过本方法的生产方法，异型坯轧后裂纹比率低于0.3％。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为原生产工艺下热酸铸坯裂纹裂貌。
图2为现生产工艺下热酸铸坯形貌。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明
本发明一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯及其生产方法，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.18-0.21％、Si 0.35-0.45％、Mn 1.30-1.40％、P≤0.030％、S≤0.008％、V 0.010-0.020％、Cr≤0.01％、Ni≤0.01％、Mo≤0.01％、Cu≤0.01％、N≤0.012，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
本发明一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯及其生产方法的冶炼工艺为：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸。
复吹转炉冶炼，铁皮球必须前期5min以内加入；入炉铁水硫不大于0.050％；出钢碳目标：C＞0.08％；转炉供精炼目标就位铝0.005％-0.015％，具体脱氧剂加入量根据转炉碳及硫含量进行适当调整；终点控制：T≥1600℃；供精炼目标成分0.13％≤C≤0.18％，0.30％≤Si≤0.45％，1.25％≤Mn≤1.40％，P＜0.025％。出钢时间＞4min；全程挡渣，P差≤0.004％。
LF精炼：精炼喂线量要求在70-100m，严格控制喂线速度。喂线前必须调节氩气，保证吹开渣液面在25-30cm左右，喂线前必须调整好炉渣粘度，保证喂线效果，确保线打到钢水里，必须保证软吹效果(300mm左右)，且软吹时间大于15min，脱氧剂用铝铁、铝粒和硅钙钡脱氧。硅钙钡每炉的使用量不得超过50kg，关注转炉出钢S情况，保证及时成渣；过热度控制：BB1、BB2、BB3、BB4断面过热度≤35℃。控制成品S≤0.008％以下，同时满足Mn/S值大于60。精炼处理时间≥40min，上钢温度1570℃-1585℃。
连铸：结晶器与Ⅰ段对弧精度控制在0.2mm以内。铸机保证水口对中，杜绝偏流。严格执行长水口吹氩；中包液位必须满包操作。中包渣厚不得超过100mm。保护渣使用前需进行烘烤，保护渣厚度控制在40-50mm；保证使用保护渣水分≤0.5％。结晶器与扇形I段对弧≤0.3mm。保证吹水器吹水效果。结晶器水量：压力≥0.8Mpa，BB1：宽面1300L/min、窄面850L/min；
BB2:宽面2200L/min、窄面1200L/min；BB3：宽面2400L/min、窄面900L/min；
BB4：宽面2500L/min、窄面1000L/min；大包长水口采用加石棉碗及氩封(压力：1.1Mpa，流量：20-30L/s)保护浇注；结晶器内液位自动控制，液位波动控制在±3mm。过热度控制在20-35℃。长水口***深度：150-200mm，浸入式水口***深度50-70mm。拉速控制BB1断面：1.0-1.1m/min，BB2断面：0.75-0.85m/min，BB3断面：0.75-0.90m/min，BB4断面：0.7-0.80m/min。
二冷采用弱冷水表，保护渣为斯多伯格73A(密度:0.81g/ml；熔点:1139℃；粘度:3.36Poise)，保护渣厚度控到40-50mm。
结晶器及喷淋水水质必须符合标准要求，浊度(NTU)<10、钙硬度(mg/l)<20、总铁(mg/l)<0.5。喷淋水压力不得低于0.80Mpa，结晶器进水温度要求20-35℃，进出水温差4-6℃。扇形I、II段对弧不得大于0.5mm，振动偏振测试要求≤0.20mm。
适用于异型坯断面350×290×100mm(BB1)、555×440×105mm(BB2)、730×370×90mm(BB3)、1024×390×120mm(BB4)。
轧制工艺为：步进加热炉、BD开坯、CCS万能轧制、步进冷床冷却。
加热工艺：预热段温度≤900℃，加热Ⅰ段温度≤1200℃，加热Ⅱ段温度为1100℃-1330℃，均热段温度为1200℃-1300℃，出炉温度≥1150℃。在炉时间≥2小时20分。
轧制工艺：BD1开坯，开轧温度≥1150℃。CCS万能轧制，终轧最后一道次温度控制在940℃以下。冷床自然冷却，成品温度低于100℃以后进行矫直、锯切。
表1各实施例化学成分
表2各实施例铸坯断面、过热度及拉速
表3各实施例在炉时间、开轧温度、终轧温度
表4各实施例轧后裂纹比例
如图1所示，为原生产工艺下铸坯裂纹裂纹形貌；如图2所示，本发明的工艺下铸坯热酸未发现裂纹。
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 (5)

1.一种低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括C 0.18-0.21%、Si 0.35-0.45%、Mn 1.30-1.40%、P≤0.030%、S≤0.008%、V0.010-0.020%、Cr ≤0.01%、Ni ≤0.01%、Mo ≤0.01%、Cu ≤0.01%、N ≤0.012，其余为Fe和杂质，质量分数共计100%；其生产工艺具体包括：
复吹转炉冶炼：铁皮球必须前期5min以内加入；入炉铁水硫不大于0.050%；出钢碳目标：C＞0.08%；转炉供精炼目标就位铝0.005%-0.015%，具体脱氧剂加入量根据转炉碳及硫含量进行适当调整；终点控制：T≥1600℃；出钢时间＞4min；全程挡渣，P差≤0.004%；
LF精炼：精炼喂线量要求在70-100m，严格控制喂线速度；喂线前必须调节氩气，保证吹开渣液面在25-30cm，喂线前必须调整好炉渣粘度，保证喂线效果，确保线打到钢水里，软吹时间大于15min，脱氧剂用铝铁、铝粒和硅钙钡脱氧；硅钙钡每炉的使用量不得超过50kg，关注转炉出钢S情况，保证及时成渣；过热度控制：BB1、BB2、BB3、BB4断面过热度≤35℃；控制成品S≤0.008%，同时满足Mn/S值大于60；精炼处理时间≥40min，上钢温度1570℃-1585℃；
连铸：结晶器与Ⅰ段对弧精度控制在0.2mm以内；铸机保证水口对中，杜绝偏流；严格执行长水口吹氩；中包液位必须满包操作；中包渣厚不得超过100mm；保护渣使用前需进行烘烤，保护渣厚度控制在40-50mm；保证使用保护渣水分≤0.5%；结晶器与扇形I段对弧≤0.3mm；保证吹水器吹水效果；结晶器水量：压力≥0.8Mpa，BB1：宽面1300L/min、窄面850L/min；
BB2:宽面2200L/min、窄面1200L/min；BB3：宽面2400L/min、窄面900L/min；
BB4：宽面2500L/min、窄面1000L/min；大包长水口采用加石棉碗及氩封保护浇注；结晶器内液位自动控制，液位波动控制在±3 mm；过热度控制在20-35℃；长水口***深度：150-200mm，浸入式水口***深度50-70mm；拉速控制BB1断面：1.0-1.1m/min，BB2断面：0.75-0.85m/min，BB3断面：0.75-0.90m/min，BB4断面：0.7-0.80m/min；
加热工艺：预热段温度≤900℃，加热Ⅰ段温度≤1200℃，加热Ⅱ段温度为1100℃-1330℃，均热段温度为1200℃-1300℃，出炉温度≥1150℃；在炉时间≥2小时20分；
轧制工艺：BD1开坯，开轧温度≥1150℃；CCS万能轧制，终轧最后一道次温度控制在940℃以下；冷床自然冷却，成品温度低于100℃以后进行矫直、锯切。
2.根据权利要求1所述的低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其特征在于：保护浇筑时氩封压力：1.1Mpa，流量：20-30L/s。
3.根据权利要求1所述的低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其特征在于：适用于异型坯断面350×290×100mm BB1、555×440×105mm BB2、730×370×90mm BB3、1024×390×120mm BB4。
4.根据权利要求1所述的低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其特征在于：二冷采用弱冷水表，保护渣为斯多伯格73A，保护渣厚度控到40-50mm。
5.根据权利要求1所述的低裂纹率低合金高强度钢异型坯的生产方法，其特征在于：结晶器及喷淋水水质必须符合标准要求，浊度NTU<10、钙硬度<20mg/l、总铁<0.5mg/l；喷淋水压力不得低于0.80Mpa，结晶器进水温度要求20-35℃，进出水温差4-6℃；扇形I、II段对弧不得大于0.5mm，振动偏振测试要求≤0.20mm。
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