[发明专利]一种提高中碳锰硼钢表面质量的工艺方法

说明书

本发明提供了一种提高中碳锰硼钢表面质量的工艺方法，属于冶金和钢铁制造技术领域；在本发明中，通过调整钢水过热度、增强结晶器冷却强度、弱化二冷区冷却相结合的方式来改善连铸坯表面质量，同时匹配合适的加热制度，提高中碳锰硼钢表面质量。

技术领域

本发明属于冶金和钢铁制造技术领域，具体涉及一种提高中碳锰硼钢表面质量的工艺方法。

背景技术

中碳钢的实际生产过程中可能存在表面裂纹等质量问题，研究表明，表面裂纹的存在与硼元素和铸坯温度有关。硼与钢中的自由氮结合能力很强，在高温奥氏体中会优先结合形成粗大的氮化硼颗粒，并在晶界聚集从而有效阻碍原奥氏体晶界滑移引起晶粒间产生空隙，进而降低钢的热塑性，增加钢的热脆性，导致中碳钢的表面产生裂纹。除此之外，还可能是铸坯温度导致的表面裂纹产生，锰硼钢连铸时存在850-950℃和1250℃以上这两个高温脆性区间，处于这些区间时，锰硼钢会出现明显屈服强度降低和脆性提高，进而导致铸坯塑性变形超过其屈服强度，铸坯表面产生裂纹。

目前，主要通过加钛固氮或提高矫直位置（塑性变形最大）铸坯的表面温度来改善加硼钢铸坯表面质量。加钛固氮是通过Ti先于B与N生成稳定的TiN，降低加硼钢凝固过程BN的析出量，减轻BN的危害，但是其对钢坯表面质量提升有限。提高矫直位置（塑性变形最大）铸坯的表面温度主要从连铸工艺要素出发，通过提高拉速、减少结晶器水量、降低二冷水量来提高表面温度，使其高于第三脆性区温度范围，从而控制铸坯裂纹的产生，但是上述方法在生产成品圆钢表面质量不稳定。这是因为减小结晶器水量或二冷区水量，却轻视了铸坯表面组织变化，导致结晶器水量过小，结晶冷却过低使铸坯表皮晶粒粗大，有利于形成粗大的铁素体；连铸坯出结晶器后，二冷水量及各区水量分配也没有考虑铸坯组织变化，二冷区水量往往会过小或分布不均匀，进一步促进冷却较弱区域的铸坯表面形成粗大的铁素体条带。由于铁素体强度约为奥氏体的25%，在轧制时粗大的铁素体条带周边容易产生应力集中导致表面裂纹产生。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种提高中碳锰硼钢表面质量的工艺方法。在本发明中，通过调整钢水过热度、增强结晶器冷却强度、弱化二冷区冷却相结合的方式来改善连铸坯表面质量，同时匹配合适的加热制度，提高中碳锰硼钢表面质量。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种提高中碳锰硼钢表面质量的工艺方法，具体包括如下步骤：

（1）连铸：

对钢水进行浇注，设定连铸自动化设备的参数，采用水雾喷淋相结合的方式均匀冷却强度，控制钢水温度，过热度25-30℃，入坑缓冷，制得连铸坯；

（2）加热和轧制：

对连铸坯进行加热，预热温度为780℃~830℃，加热温度为900～1200℃，均热温度为1050~1150℃；对加热后的连铸坯采用高压水除鳞去除表面氧化皮，然后轧制得圆钢，轧制后圆钢上冷床，圆钢下冷床后避风堆垛冷却。

进一步的，步骤（1）中，所述钢水的成分为C 0.30～0.48%、Si 0.17～0.37%、Mn1.00～1.50%、P≤0.020%、S≤0.020%、Al 0.010～0.050%、B 0.0008～0.0050%、V≤0.10%、Ti≤0.080%、Cr 0.10～0.30%、Ni≤0.30%、Cu≤0.25%、Mo≤0.10%、[O]≤20×10^-6、[N]≤80×10^-6，其它为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，步骤（1）中，所述连铸自动化设备的参数为连铸坯拉速1.2m/min，结晶器水量为1.40 L/kg，二冷区比水量0.30L/kg。

进一步的，步骤（1）中，所述过热度为25~27℃。

进一步的，步骤（2）中，所述预热时间为30~50min。