[发明专利]采用低压脉冲电流改善含铌钢铸坯角部裂纹和热送裂纹的方法

说明书

技术领域

本发明属于改善铸坯角部裂纹和热送裂纹的技术领域，更具体地说，涉及一种采用低压脉冲电流改善含铌钢铸坯角部裂纹和热送裂纹的方法，通过施加一低压脉冲电流改善含铌钢铸坯微观组织和高温力学性能，本发明尤其适用于易产生铸坯角部裂纹、热送（红送）裂纹的钢种。

背景技术

在20世纪90年代各国相继实施的超级钢研究计划或新一代钢铁材料研究计划中，微合金元素的碳氮化物被广泛应用于调节形变奥氏体再结晶行为和阻止晶粒长大，起到提高钢材强度和韧性的作用。微合金化技术现在正被用于更加广泛的领域，如中碳非调质钢、重轨钢、工具钢等。而随着微合金钢的产量大幅提高（翁宇庆,杨才福,尚成嘉.低合金钢在中国的发展现状与趋势. 钢铁,2011,46(9):1-10），微合金钢连铸坯频繁出现的缺陷越来越被关注，尤其是含铌微合金钢。

近年来，国内外冶金工作者将研究的焦点集中在NbCN对微合金钢铸坯高温延塑性的影响上（朱正海. 连铸、输送、加热过程微合金钢中第二相析出与固溶行为研究. 北京:钢铁研究总院,2010）。虽然在轧制过程中，NbCN的析出行为对提高钢材的强度和韧性具有非常有益的作用。但是，在连铸过程中，当铸坯微观组织发生奥氏体γ→铁素体α相变时，由于NbCN在α相中的溶度积远小于在γ相中，导致NbCN沿γ晶界的膜状先共析α中大量析出，降低了铸坯高温延塑性，在铸坯角部振痕处极易产生角部裂纹（K.Toru, I.Yoshiki, K.Masayuki et al. Prevention of Slab Surface Transverse Cracking by Microstructure Control. ISIJ International, 2003,43(11):1742 -1750；I.Yoshiki,K.Toru,Y.Akihiro. Improvement of hot ductility in continuously cast strand by ferrite precipitation control. TETSU-TO-HAGANE,2003,89(10):1023-1030；朱国森,朱志远,王彦锋等. 含铌钢板角部横裂纹的控制. 钢铁,2006,41(12):30）。另外夏文勇、朱正海等人（夏文勇,朱正海,干勇. 微合金钢红送裂纹形成的试验研究. 钢铁,2011.46(12):29-32）研究表明，微合金钢的热送裂纹也与NbCN沿γ晶界的膜状先共析α析出有关。这些问题产生的根源就在于NbCN的析出行为受到了γ→α相变的影响。那么如果改变NbCN的析出行为并反过来影响γ→α相变，就有可能提高微合金钢铸坯的高温延塑性。

目前，钢铁厂的实际生产过程中产生的铸坯角部裂纹和热送裂纹，实际采用的解决方法是：对于角部裂纹，一般采用铸坯下线后人工火焰清理或切除角部的方法，该方法不但降低了生产的效率，而且提高了生产的成本；对于热送裂纹，一般采用铸坯冷却后再送加热炉加热的方法，该方法不但影响了生产的顺行，而且高温铸坯所含的大量热量被浪费。

现有研究中，人们对于如何干预NbCN析出行为从而改变其与γ→α相变的相互作用，研究的非常少。国外仅Toru、Yoshiki等（K.Toru, I.Yoshiki, K.Masayuki et al. Prevention of Slab Surface Transverse Cracking by Microstructure Control. ISIJ International, 2003,43(11):1742 -1750；I.Yoshiki,K.Toru,Y.Akihiro. Improvement of hot ductility in continuously cast strand by ferrite precipitation control. TETSU-TO-HAGANE,2003,89(10):1023-1030）进行了这方面的研究，他们通过研究指出，改变铸坯表面的热履历可以改善含Nb微合金钢铸坯的高温延塑性（主要是第                                               脆性区）。具体过程为：将铸坯表面温度从高温区域以极快速率冷却至γ→α相变点以下，由于过冷和α相的生成，NbCN在γ＋α相中快速析出。再将铸坯表面温度在极短时间内加热至γ区域，然后温度再次下降，高温固溶时部分残存的NbCN将成为α相析出的形核点，由此抑制膜状α相沿γ相晶界生成，形成塑性较好的显微组织。