[发明专利]一种Q345B厚板铸坯组织控制方法

说明书

一种Q345B厚板铸坯组织控制方法，根据铸坯拉速及连铸坯下线后表层组织不同，对应确定连铸机各段冷却水配水量Q。拉速在1.25～1.6m/min，一段Q为200～400l/min；二段～四段Q为400～600l/min；五段_矫直～八段_矫直Q为100～300l/min。表层组织为贝氏体+马氏体，九段_水平Q为600～800l/min，十段_水平和十一段_水平Q为800～1200l/min。表层组织为铁素体+珠光体+贝氏体，九段_水平Q为400～600l/min，十段_水平和十一段_水平Q为600～800l/min。表层组织为铁素体+珠光体，其九段_水平～十一段_水平Q均为200～400l/min。本发明简单易行，能够减少微合金钢横裂纹及热送裂纹的产生，提高铸坯质量和钢材性能。

技术领域

本发明属于连铸技术领域，尤其涉及一种Q345B厚板铸坯组织控制方法。

背景技术

微合金钢连铸坯处于弯曲或矫直操作期时容易产生裂纹，另外当微合金钢连铸坯热送时，如果热送工艺选择不合理，也容易出现轧板裂纹或轧板冷弯裂纹，如何解决和认识微合金钢连铸坯所产生的裂纹问题成为研究热点。

微合金钢铸坯表面横裂纹从其产生机理来看，与其处于弯曲或矫直操作期间内的表层组织相关。无论是对钢种成分的优化还是通过二冷工艺和结晶器角部的优化，都将对铸坯表层组织产生影响。一般而言，由于考虑到产品最终性能对成分的要求，钢种成分的调节幅度有限。因此，若能通过连铸工艺的优化来实现铸坯表层组织的控制，得到合理的组织结构，使脆性波谷区减少甚至消除，将从根本上解决微合金钢铸坯表面横裂纹问题。

2003年，日本住友金属KATO等人提出了防止铸坯表面横裂纹的表层组织控制技术，即SSC控制工艺。该技术通过控制铸坯表层温度，使钢中微合金元素在原始奥氏体基体内均匀析出，从而抑制了原始奥氏体晶界处膜状先共析铁素体的形成，改善了铸坯表层塑性以达到减少横裂纹发生的目的。从SSC工艺控制裂纹产生的机理来说，其主要是在铸坯出结晶器到进入矫直点前，将铸坯表层温度快速冷却至奥氏体向铁素体的转变区，使铸坯表层微合金元素来不及向奥氏体晶界迁移就被固溶在基体内或是在晶界和晶内弥散析出；同时，让先共析铁素体以晶内析出物为形核核心，抑制了膜状先共析铁素体在原始奥氏体晶界的析出行为。相对于传统弱冷工艺，SSC工艺由于抑制了在原始奥氏体晶界处膜状先共析铁素体的形成，从而使裂纹扩展时成为穿晶塑性断裂，显著提高了铸坯高温延展性。

从铸坯表层组织对横裂纹敏感性的影响来看，原始奥氏体晶界处的膜状铁素体和析出物的聚集析出行为是导致钢的热塑性下降的主要因素。SSC工艺正是通过二冷工艺的控制来实现铸坯表层组织优化，从而达到改善裂纹敏感性的目的。但该工艺控制难度较大，KATO等人也在报道中提出，如果铸坯冷却温度控制不当，则很可能加剧横裂纹的敏感性。

对于Nb、V、Ti微合金钢热装裂纹形成比较一致的看法是：当铸坯由奥氏体向铁素体转变时，γ晶界析出先共析铁素体(α相)网膜，该温度区域的α相强度只是γ相的1/4，析出相也会优先选择在晶界析出，在应力作用下，变形将主要集中在沿γ晶界分布的α相中，当应力超过晶界α相所能承受的强度时，在α相中便会生成空洞，空洞聚合长大最后发展成裂纹，这种缺陷会在铸坯中遗传，并在后续轧制或冷弯过程显现出来。另外当铸坯热装温度位于两相区时，除上述影响因素外，铸坯的混晶组织也会影响到轧板表面质量。因此，解决该问题的关键是改善铸坯入加热炉前的组织状态。探索出改善组织状态的方法，使铸坯的组织类型良好(有较好的强塑性)、晶粒细小而均匀、析出物分布均匀，便可使用直装工艺，轧材表面将不易产生裂纹。对于微合金钢板坯热装裂纹，国内外普遍的做法是避开A-F两相区热装，多数钢厂采取下线堆垛后低温热装或冷装办法，国外也有些钢厂实施高温奥氏体热装。但是至今尚无钢厂在大生产中正式实施微合金钢中厚板坯直装工艺，仅有少数学者和单位从理论和实验上进行了初步研究。