一种减少含硼钢连铸板坯表面裂纹的方法技术

本发明专利技术公开了一种减少含硼钢连铸板坯表面裂纹的方法，首先优化控制含硼钢的成分，通过在钢水脱氧良好的情况下加入硼铁，提高了硼的回收率，保证了硼成分控制的稳定性；利用钛夺取形成氮化硼所需的氮，抑制了氮化硼粒子的析出，改善了含硼钢的热塑性，且氮化钛稳定性高、高温溶解度低，并且不易粗化，可以细化晶粒；进一步的，本发明专利技术对连铸工艺进行了优化控制，控制二冷区比水量、板坯出矫直区温度、拉坯压力以及前后辊顺弧偏差，使含硼钢板坯的裂纹缺陷率大幅下降，由原来的9.3％降低到1.5％以内，提高了连铸板坯的表面质量，进而提高了最终产品的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶金
，尤其是涉及一种减少含硼钢连铸板坯表面裂纹的 方法。
技术介绍
硼钢是以Mn、B为基础代替Cr、Ni的一种低合金结构钢。钢中加入微量硼能显著提 高淬透性。其作用相当于一般合金元素如锰、铬、镍的几百倍，因此可用微量硼元素代替大 量合金元素。同时，硼元素还可提高耐热钢的高温强度和蠕变强度，改善高速钢的红硬性和 刀具的切削能力等。由此来看，硼钢不仅增强了钢材综合性能，还降低了生产成本。近几年 来，国内外钢厂不断加快硼钢的研制与生产，硼钢冶炼技术不断成熟，硼钢的品种也在不断 扩大。 在含硼钢连铸凝固过程中B易与钢中的C、N结合形成碳化硼、氮化硼在晶界析出， 从而降低钢的热塑性，导致钢的裂纹敏感性增加。有研究表面B对裂纹的影响较Nb、Al元素 更为严重。连铸含硼钢易出现横裂纹缺陷，在铸坯边部、铸坯内弧面均可出现，只能通过火 焰清理方式进行挽救，但当裂纹较深时，火焰清理也无法修复，导致铸坯报废。在清理裂纹 缺陷不彻底送乳后将导致钢板形成锯齿状裂纹缺陷的产生。 因此，如何减少含硼钢连铸板坯的表面裂纹，提高连铸板坯的表面质量，进而提高 最终产品的质量是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供，该方 法能够减少含棚钢连铸板还的表面裂纹，提尚连铸板还的表面质量，进而提尚最终广品的 质量。 为解决上述的技术问题，本专利技术提供的技术方案为： -种减少含硼钢连铸板坯表面裂纹的方法，包括以下步骤： 1)钢水冶炼:转炉冶炼后进行LF精炼，在LF精炼后期先加入钛铁，再加入硼铁，控 制LF精炼终点钢水中包含以下重量百分比的组分:(：、51、111、？以及3元素的含量根据所炼目 标钢种的钢种要求进行控制，〇 · 〇 15 %~0 · 035 %的A1，0 · 0008 %~0 · 0020 %的B，0 · 008 %~ 0.025 %的Ti，N的重量百分比< 0.0045 %，余量为Fe以及不可避免地杂质元素； 2)连铸:连铸过程中大包以及中包采用保护浇注，大包套管设置密封垫以及采用 喷吹氩气密封以减少浇注过程中的增氮量； 控制二冷区比水量在〇.551/kg~0.651/kg，控制板坯出矫直区温度2 950°C;控制扇形段拉辑拉还压力为7.5Mpa~8.5Mpa，在矫直前控制扇形段前后辑顺弧偏 差不得大于〇. 2mm，经过连铸最终得到含硼钢板坯。 优选的，连铸后得到的所述含硼钢板还的宽度为1250mm~1400mm，厚度为160mm~ 200mm〇 优选的，步骤1)中，在加入硼铁之前控制钢水中氧的质量百分比为0.0050%以下。 与现有技术相比，本专利技术提供了，本发 明首先优化控制含硼钢的成分，通过在钢水脱氧良好的情况下加入硼铁，提高了硼的回收 率，保证了硼成分控制的稳定性;通过加入Ti元素，利用钛夺取形成氮化硼所需的氮，抑制 了细小的氮化硼粒子的析出，改善了含硼钢的热塑性，且Ti与N形成的氮化钛稳定性高、高 温溶解度低，并且不易粗化，可以细化晶粒;进一步的，本专利技术在优化控制含硼钢成分的基 础上，对连铸工艺进行了优化控制，控制二冷区比水量在0.551/kg~0.651/kg，控制板坯出 矫直区温度2 950°C;控制扇形段拉辊拉坯压力为7.5Mpa~8.5Mpa，在矫直前控制扇形段前 后辊顺弧偏差不得大于0.2mm，经过连铸最终得到含硼钢板坯。本专利技术通过优化控制含硼钢 的成分与优化控制含硼钢的连铸工艺，使含硼钢板坯的裂纹缺陷率大幅下降，尤其是铸坯 内弧表面及边部的裂纹缺陷，由原来的9.3%降低到1.5%以内，提高了连铸板坯的表面质 量，进而提高了最终产品的质量。【具体实施方式】 为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是进一步说明本专利技术的特征及优点，而不是对本专利技术权利要求的限 制。 本专利技术提供了，包括以下步骤： 1)钢水冶炼:转炉冶炼后进行LF精炼，在LF精炼后期先加入钛铁，再加入硼铁，控 制LF精炼终点钢水中包含以下重量百分比的组分:(：、51、111、？以及3元素的含量根据所炼目 标钢种的钢种要求进行控制，〇 · 〇 15 %~0 · 035 %的A1，0 · 0008 %~0 · 0020 %的B，0 · 008 %~ 0.025 %的Ti，N的重量百分比< 0.0045 %，余量为Fe以及不可避免地杂质元素； 2)连铸:连铸过程中大包以及中包采用保护浇注，大包套管设置密封垫以及采用 喷吹氩气密封以减少浇注过程中的增氮量； 控制二冷比水量在〇. 551/kg~0.651/kg，控制板坯出矫直区温度2 950°C; 控制扇形段拉辊拉坯压力为7.5Mpa~8.5Mpa，在矫直前控制扇形段前后辊顺弧偏 差不得大于〇. 2mm，经过连铸最终得到含硼钢板坯。 优选的，上述连铸后得到的所述含硼钢板坯的宽度为1250mm~1400mm，厚度为 160mm~200mm〇 硼在钢中分布极不均匀，倾向于在晶界发生强烈偏聚。钢中加入硼与其它合金元 素相比，具有不同的作用，这是由于硼在钢中熔解度很低，与钢中晶体缺陷有强烈的相互作 用，极易产生晶界内吸附，即硼原子偏聚在晶界上，对钢的相变过程及工艺性能、力学性能 产生重要影响。在C一B钢中，当N含量从11 X 10-6提高到49 X ΚΓ6时，优先在原始奥氏体晶界 出现大量细小氮化硼沉淀。这种位于γ晶界上颗粒之间的空隙且十分细小的氮化硼沉淀有 效地锁住晶界，阻碍原生γ晶界滑动，引起晶粒间断裂，从而降低了钢的热塑性。 对含Β微合金化钢的高温塑性研究表明，铸坯高温塑性曲线850°C~950°C之间以 及1250°C以上存在比较明显的低塑性温度区；在低塑性区850°C~950°C，含硼钢的面缩率 在40%左右。对于含硼钢来说，如果矫直时铸坯温度位于氮化硼析出高峰温度区，将会引起 钢的脆化，矫直变形过程中铸坯振痕波谷处易产生裂纹。 综上所述，含硼钢连铸生产过程中表面裂纹控制的关键是N含量控制、阻止氮化硼 析出以及控制铸坯在矫直区的温度，为此， 1)在LF精炼处理过程中加入硼铁，硼铁在钢水脱氧良好的情况下加入，优选的，在 加入硼铁之前控制钢水中氧的质量百分比为0.0050%以下，以提高硼的回收率，保持硼成 分控制的稳定性。 2)采用加钛固氮的工艺:在含硼钢种加入Ti元素，主要原因为氮化钛的析出顺序 在氮化硼之前，Ti与N形成的氮化钛稳定性高、高温溶解度低，并且不易粗化，可以细化晶 粒。冶炼过程中在加入硼铁之前加入适量钛进行固氮，加入的钛夺取了形成氮化硼所需的 氮，因此抑制了细小的氮化硼粒子的析出，改善了含硼钢的热塑性，对减少含硼钢裂纹起到 了重要作用。 3)实施二冷区弱冷配水：为了使铸坯表面和皮下的奥氏体颗粒边界不会出现裂 纹，在生产含硼钢时，应严格控制二冷区冷却速度，避免在矫直区的过快冷却，防止铸坯在 弯曲和矫直位置产生表面裂纹。与含Nb、Al钢相近，连铸生产含硼钢种的关键就是避开低温 塑性区，要求二冷区弱冷冷却以及均匀冷却，以控制铸坯出矫直区温度2 950°C。 通过对二冷配水模型进行优化，减少矫直段及矫直段以前的内弧配水量，水量降 至每段2t~4t，控制二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少含硼钢连铸板坯表面裂纹的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)钢水冶炼：转炉冶炼后进行LF精炼，在LF精炼后期先加入钛铁，再加入硼铁，控制LF精炼终点钢水中包含以下重量百分比的组分：C、Si、Mn、P以及S元素的含量根据所炼目标钢种的钢种要求进行控制，0.015％～0.035％的Als，0.0008％～0.0020％的B，0.008％～0.025％的Ti，N的重量百分比≤0.0045％，余量为Fe以及不可避免地杂质元素；2)连铸：连铸过程中大包以及中包采用保护浇注，大包套管设置密封垫以及采用喷吹氩气密封以减少浇注过程中的增氮量；控制二冷比水量在0.55l/kg～0.65l/kg，控制板坯出矫直区温度≥950℃；控制扇形段拉辊拉坯压力为7.5Mpa～8.5Mpa，在矫直前控制扇形段前后辊顺弧偏差不得大于0.2mm，经过连铸最终得到含硼钢板坯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：楚志宝，江永波，董慧，苏建军，陈常义，庞志忠，李长新，刘存芳，付廷强，付庆林，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37