中薄板坯低合金鋼邊裂控制技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

馬玉沅

【摘 要】通過對中薄板坯低合金鋼種的全程工藝優(yōu)化，深入實(shí)施成分、冷卻優(yōu)化控制，大大降低了邊裂的發(fā)生幾率，實(shí)現(xiàn)了高級別低合金鋼種的批量生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】保護(hù)澆鑄；二次冷卻；邊裂

0 前言

中薄板坯在軋制的過程中出現(xiàn)裂紋的形態(tài)基本為邊部山峰裂、邊部小縱裂，這幾類裂紋統(tǒng)稱為邊裂，其主要產(chǎn)生原因主要與鑄坯的冷卻、鋼中N＼Al及微合金（例如Nb、Cu等）含量等因素有關(guān)。隨著中薄板的低合金鋼種需求日益提高，解決此類鋼種的邊裂問題顯得十分重要。

1 生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝為：KR-LAD→LF→CCM

2 解決邊裂的技術(shù)問題

2.1 調(diào)整低合金鋼種的成分體系，重點(diǎn)對影響邊裂的Nb、Al及Ni/Cu比進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 優(yōu)化KR鐵水預(yù)處理工藝，以便達(dá)到入爐鐵水S含量≤0.008%的目標(biāo)。

2.3 研究過程控制與鋼水增N的關(guān)系，優(yōu)化操作細(xì)節(jié)，減少鋼水增N量。

2.4 研究連鑄冷卻強(qiáng)度與邊裂的關(guān)系，優(yōu)化鑄坯邊部冷卻強(qiáng)度，避免鑄坯邊度過冷。

2.5 研究鑄坯送軋方式與邊裂的產(chǎn)生關(guān)系，對非穩(wěn)態(tài)的鑄坯采取冷送方式送軋。

3 邊裂控制的主要措施

3.1 適當(dāng)調(diào)整鋼種的成分體系，控制鋼中Al及微合金（例如Nb、Cu等）含量

3.1.1 適當(dāng)調(diào)整鋼種的Ni/Cu比，并對Al含量進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；

表1

3.1.2 對鋼水中的Nb含量進(jìn)行調(diào)整，成分體系按照盡可能減少Nb的加入量，可以適當(dāng)增加Ti含量，減少NbN的析出幾率。

3.2 降低入爐料的硫含量，優(yōu)化KR鐵水預(yù)處理工藝

3.2.1 采用優(yōu)質(zhì)廢鋼

使用返回廢鋼，包括板邊、中間包坨、坯頭等優(yōu)質(zhì)廢鋼，冶煉時(shí)禁止使用鐵塊減少外來S污染鋼水。

3.2.2 使用優(yōu)質(zhì)石灰，其有效因素滿足一下要求：

（1）有效CaO含量達(dá)85%以上；

（2）硫含量要低，硫含量應(yīng)小于0.05%；

（3）燒減<2.5～3.0%；

（4）活性度要高，水活性的鹽酸消耗量300ml 以上；

（5）塊度要合適，一般要求10～40mm。

3.2.3 優(yōu)化鐵水預(yù)處理工藝

KR鐵水預(yù)處理脫硫工藝是以一個(gè)外襯耐火材料的攪拌器浸入鐵水罐內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)鐵水，使鐵水產(chǎn)生漩渦，同時(shí)加入脫硫劑（CaO）使其卷入鐵水內(nèi)部進(jìn)行充分反應(yīng)，從而達(dá)到鐵水脫硫的目的。

3.3 優(yōu)化過程操作，減少鋼水增N量

3.3.1 脫氧合金化采用先弱后強(qiáng)合金化，減少脫氧合金化增氮，脫氧劑在出鋼后期接近出完時(shí)加入。

3.3.2 出鋼前2min提前進(jìn)行吹氬，驅(qū)除鋼包內(nèi)的空氣；同時(shí)在出鋼過程中，底吹氬氣量關(guān)小進(jìn)行軟吹，以不裸露鋼水液面為準(zhǔn)。

3.3.3 CAS站控制好吹氬操作，嚴(yán)禁鋼水大翻，以不裸露鋼水液面為準(zhǔn)，避免與鋼水充分接觸造成增氮。

3.3.4 精煉LF工序全程事故氬槍吹掃，保證爐蓋內(nèi)還原性氣氛，實(shí)施微正壓操作，精煉處理過程做好保護(hù)，避免長時(shí)間大攪，防止增氮。

3.3.5 盡量縮短加熱處理時(shí)間，加熱時(shí)間≤20min。

3.3.6 保證大包自開，做好保護(hù)澆注，確保各類氬氣管線無漏氣，接口密封良好，合理控制氬氣流量。

3.3.7 中間包蓋與中間包之間用石棉墊防空氣進(jìn)入，中間包蓋除澆注孔外其它孔全部密封。

3.4 優(yōu)化冷卻工藝

3.4.1 適當(dāng)控制一次冷卻強(qiáng)度，冷卻水量按照天氣氣溫進(jìn)行調(diào)整，冬季比夏季的冷卻水量小。

3.4.2 減少二次冷卻強(qiáng)度，低合金鋼種全部采取包晶鋼二冷模式，并對矯直區(qū)前的二冷水手動(dòng)進(jìn)行邊部減水10%以上。

3.4.3 優(yōu)化彎曲段噴嘴，減少鑄坯表面局部冷卻強(qiáng)度

實(shí)施對彎曲段的部分噴嘴進(jìn)行堵塞，減少鑄坯局部冷卻強(qiáng)度。具體彎曲段噴嘴堵塞示意圖如下：

圖1

注：內(nèi)外弧的噴嘴按照上圖進(jìn)行堵塞（黑色的為需要堵塞的噴嘴）.

3.4.4 杜絕出現(xiàn)鑄坯角部急熱急冷現(xiàn)象，強(qiáng)化扇形段噴嘴、二冷過濾器檢查力度，減少噴嘴堵塞率，保證鑄坯角部緩慢降溫。

3.5 對非穩(wěn)態(tài)鑄坯采取冷送方式，減少邊裂發(fā)生幾率

3.5.1 開澆第一爐、燒眼敞澆爐次全部執(zhí)行下線緩冷24小時(shí)，六檢后才能上線；

3.5.2 連鑄Al燒損大于0.01%的爐次全部下線緩冷24小時(shí)，六檢后才能上線；0.006%

3.5.3 對Ni/Cu≤0.6的鋼種全部執(zhí)行下線緩冷24小時(shí)，六檢后才能以上。

4 結(jié)論

通過以上工藝技術(shù)的研究開發(fā)與應(yīng)用，我廠中薄板產(chǎn)線已經(jīng)成功批量生產(chǎn)了L415等高級別的低合金鋼種，鑄坯送軋后的邊裂現(xiàn)象得到了大幅度降低。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫彥輝.CSP工藝生產(chǎn)熱軋板卷邊裂的分析與控制[J].特殊鋼，2006（7）：47-49.

[責(zé)任編輯：湯靜]