[发明专利]一种船板钢铸坯角裂缺陷的控制方法

说明书

本发明涉及一种船板钢铸坯角裂缺陷的控制方法，该方法是以常规生产工艺为基础，通过控制结晶器内铸坯初生坯壳角部温度、铸坯出扇形段至火焰切割前角部温度以及铸坯矫直方式的综合措施实现铸坯角裂缺陷的控制目的。该方法可从根本上解决包晶钢类船板钢铸坯生产过程中易产生角裂缺陷的问题，可以促进船板钢无缺陷铸坯的稳定生产。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种船板钢铸坯角裂缺陷的控制方法。

背景技术

在微合金化钢、包晶、亚包晶钢板坯连铸生产中，角部横裂纹是长期困扰国内外冶金工作者的难题之一，尽管许多文献对其产生机理及控制措施进行了深入研究，但是在现有技术条件下，甚至像德国的蒂森、奥地利的奥钢联、日本的新日铁、韩国的浦项钢铁等具有世界先进水平的企业也不能从根本上加以解决。

船板钢(如AH32、DH36)是一种含有Nb、Ti微合金的包晶钢，由于船板钢成分中的C处于包晶钢范围，而且含有易产生裂纹的微合金元素Nb、V、Ti，因此其在连铸时容易发生铸坯表面质量缺陷(角裂缺陷)，是连铸生产中较难连铸的钢种之一。众多冶金生产者研究发现，铸坯产生裂纹的原因很多,包括铸机设备原因、工艺操作因素和凝固冷却条件影响等。高温下连铸坯凝固时的力学行为也是最主要的影响因素之一,这些力学行为涉及高温下随温度的下降，连铸坯的强度极限、塑性变形行为以及受到的热应力和机械应力的强弱。高温下,当铸坯所受应力超过了对应温度下的应变极限值时,铸坯裂纹将会产生。

然而，由于各船板钢生产厂家的钢水条件、生产设备和技术水平的不同，对船板钢铸坯角裂缺陷的控制措施和效果也不同。目前所采取的措施还不能从根本上解决这一问题，铸坯角裂缺陷对船板钢铸坯质量的影响任然是亟待解决的难题。

公布号为CN105316558A的专利文件公布了一种防止铸坯角裂含硼钢的制备方法，依次包括对铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、钢坯连铸、板坯再加热以及热连轧，按照质量百分比，该含硼钢的成分为：C：0.17～0.18，Si：0.02～0.20，Mn：0.23～1.26，P0.017，S0.014，N0.0052，B：0.0005～0.0010，Al：0.015～0.034，余量为Fe，在炉外精炼过程中加入按照质量百分比含量0.01～0.035的Ti。采用本发明热轧加硼钢添加钛后，铸坯质量有明显改观，下线清理率降至15.06％，统计结果表明，缺陷率已经降低至1.39％。此外，对含硼钢力学性能进行检测分析结果表明，加Ti以后含硼钢力学性能也有所提高。该发明在钢中添加钛元素，钛主要起到固定氮的作用，钢水在凝固过程中会先析出Ti₂N₂和Ti₃N₄，阻止了BN的析出。但与传统含硼钢相比，该发明需提高卷取温度和终轧温度，并且需结合控制钢中C和各工序生产控制，对于现场复杂的生产过程适应性较差，难以控制，因此应用受到限制。

申请公布号为CN106475539A的专利文件公布了一种减轻铸坯角裂的装置和减裂方法，装置由电控柜、电磁感应线圈和冷却装置构成，先将感应线圈安装在铸坯进入矫直段之前的两辊之间的空隙处，让铸坯从线圈中通过，连接冷却装置；连铸开始前，将电磁感应线圈内的中空铜管通水冷却；冷却水电导率小于50μs/cm；当铸坯拉速0.5～5m/min，打开电控柜电源，给电磁感应线圈送电，电控柜为电磁感应线圈提供中频电源，频率在200～20000Hz，额定功率10kW～300kW；保证铸坯进入矫直段时角部温度高于1000℃；连铸结束后，断开电控柜电源，电磁感应线圈的中空铜管继续通水冷却，直到环境温度低于50℃时再断开冷却水。该发明为通过电磁感应加热，能够无接触、无污染快速促进铸坯角部升温，减轻铸坯角部缺陷程度，缓解后续铸坯角部清理压力，能够提高铸坯质量，但该工艺需增加设备和维护成本，并且加热升高铸坯角部温度控制不稳定，效果差。