防止中碳高锰钢裂纹的生产方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种防止中碳高锰钢裂纹的生产方法。本发明专利技术所解决的技术问题为防止连铸工艺生产的中碳高锰钢方坯产生裂纹的技术问题。中碳高锰钢方坯的制备方法包括如下流程：转炉冶炼－ＬＦ＋ＲＨ精炼－方坯连铸，其特征在于：在连铸时，控制连铸拉速为０．３～０．７ｍ／ｍｉｎ，冷却强度为０．３７～０．５３Ｌ／ｋｇ。同时在ＲＨ精炼工位控制钢中Ａｌ含量为０．０１０％～０．０５０％后，加入钛铁合金控制钢中Ｔｉ含量０．０１５％～０．０４５％。通过上述改进，可消除裂纹敏感性强的中碳高锰钢大方坯的裂纹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶金
，具体涉及一种，尤其适 用于裂纹敏感性强的中碳高锰钢大方坯裂纹的控制。
技术介绍
中碳高锰钢导热性差，裂纹敏感性强，尤其是钢中的铝含量增加会降低钢的热塑性，特 别是低于85(TC时的热塑性。这是由于其中的A1N沿奥氏体晶界析出，在应力的作用下析出物 附近形成裂纹，将导致晶界脆化，同时，细小的A1N颗粒阻碍了晶界迀移，使得通过晶界的 滑移更容易形成微孔洞，进一步增加了连铸过程产生裂纹的敏感性，连铸坯断面尺寸越大越 易产生中间裂纹等裂纹缺陷。因未能解决中碳高锰钢大方坯连铸时裂纹控制的技术难题，长期以来我国高压气瓶用钢 37Mn、油井管用钢37Mn5、 35Mn2等中碳高锰钢一直采用模铸工艺、小方坯或圆坯工艺。如《 首钢科技》1997年2月(第1期第33 37页，37Mn2A高压气瓶钢的研制，李燕俊著)报道了首 钢采用模铸一4. 1吨钢锭一均热一850mm初轧机一200mm X 200mm方坯一缓冷坑缓冷工艺生产 37Mn2A高压气瓶用钢坯。《包钢科技》2003年8月(第29巻第4期第62 65页，转91页， 37Mn高压气瓶用坯试制，程德富，刘振成，曹晖，郝熙敏，梁峰岭著)报道了包钢采用转炉 冶炼一LF+VD精炼一模铸一初轧开坯300mm X 354mm (缓冷)一轨梁轧成品坯200mm X 200mm的工 艺生产37Mn高压气瓶用坯。《太钢科技》(2001年第3期第31 33页，37Mn钢的性能及应用 ，王文厚，康喜堂，原凌云)报道了太钢采用转炉冶炼一RH真空处理一模铸一4)1000mm初轧 机轧制成200mmX200mm生产工艺无缝气瓶用钢37Mn。《天津冶金》2004年6月(第3期总第 121期第5 7页，转炉冶炼石油套管钢34Mn5、 37Mn5的生产实践，王文辉，李树庆著)报道 了天钢采用复吹转炉一LF精炼、喂丝一小200mm圆坯连铸工艺生产34Mn5、 37Mn5石油套管钢 ，铸坯内部裂纹O. 5 1.5级。《湖南冶金》1999年1月(第1期第1 5页，转9页，37Mn5油井 管钢的生产试验研究，徐景峰著)报道了衡阳钢管公司采用电弧炉初炼一LF精炼、喂丝一4) 120mm水平连铸工艺生产37Mn5油井管用钢，部分管坯表面存在小纵裂纹，纵裂深度一般较浅 .多数在l 2mm，需经修磨消除。在上述研究中首钢、包钢、太钢均采用模铸工艺生产37Mn2A、 37Mn等高压气瓶用钢坯， 但因连铸工艺较模铸工艺生产的气瓶钢用坯具有高金属收得率、高表面质量、高成分均匀性及性能稳定性等显著优点，采用连铸工艺生产高压气瓶用钢势在必行。天钢、衡阳钢管公司 虽采用连铸工艺生产37Mn5、 34Mn5等油井管用钢坯，但连铸圆坯断面尺寸较小，分别为小 200mm和小120mm，难以满足大规格管径用钢需求，且其连铸坯存在内部裂纹或表面裂纹缺陷 ，还需修磨处理。现有中碳高锰钢方坯的制备方法包括如下流程转炉冶炼一LF+RH精炼一方坯连铸。其 中，连铸时连铸拉速为O. 3 0. 7m/min，冷却强度在O. 6 0. 7L/kg左右。专利技术人应用该方法 制备而得的大方坯为大断面连铸坯，其横断面尺寸为360mmX450mm，随着铸坯断面增大，铸 坯内外温差增大，产生的热应力亦增大，铸坯产生内裂的倾向性更强，且攀钢用360mmX 450mm大方坯轧成小350mm圆管坯，由于连铸坯轧制圆管坯的压縮小，仅有l. 68，铸坯中任何 细小的缺陷均难以在轧制过程中焊合，连铸坯质量控制的难度相当大，并且专利技术人使用场地 中无铸坯堆垛缓冷场地，只能通过辊道运输至轨梁厂热装加热或堆垛，存在中间裂纹或皮下 裂纹的高温连铸坯因在辊道运输过程中铸坯冷却速率快，热装不及时或堆垛不及时，使内部 裂纹扩展至铸坯表面形成表面纵裂缺陷或在轧成的小350mm圆管坯上产生表面纵裂缺陷，严 重时高达44%。制成的方坯或由方坯轧成的小350mm圆管坯上产生表面纵裂缺陷，严重时高达 44%。因此，对于尺寸规格较大且导热性较差的中碳高锰钢大方坯，使用现有的成分设计方 法和连铸工艺，连铸坯及由连铸坯轧成的圆钢表面缺陷较严重。本领域急需开发能克服大方坯，尤其是连铸方法生产的中碳高锰钢大方坯存在的裂纹缺 陷的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是防止连铸工艺生产的中碳高锰钢方坯产生裂纹的技术问题。 解决本专利技术技术问题是通过以下技术方案实现的中碳高锰钢方坯的制备方法包括如下 流程转炉冶炼一LF+RH精炼一方坯连铸，与现有制备方法的区别在于在连铸时，控制连 铸拉速为O. 3 0. 7m/min，冷却强度为O. 37 0. 53L/kg。通过对连铸拉速和冷却强度的控制 ，使得铸坯纵裂缺陷率约为O. 56% 3. 24%。通过控制连铸拉速和冷却速率，使二冷区拉矫机出口位置铸坯表面温度为850 90(TC ， 铸坯表面最大回热速率控制在3(TC/m以内，最大温降速率控制在2(TC/m以内，A1N有充分的 时间在TiN上析出，可避免在连铸过程中析出弥散细小的A1N粒子，改善钢的高温延塑性能， 增强抵抗连铸过程因铸坯回热或冷却不均匀产生的热应力以及因铸机扇形段对中对弧精度不 足产生的附加机械应力和应变的能力，进而可消除37Mn、 37Mn5等中碳高锰钢连铸大方坯中 间裂纹、表面裂纹以及因连铸大方坯原始裂纹缺陷造成的成品钢表面裂纹缺陷。为了进一步减少铸坯纵裂缺陷率，对上述技术方案做了进一步改进，即在RH精炼工位控 制钢中酸溶铝含量为O. 010% 0. 050%后，还要加入钛铁合金控制钢中含量O. 015% 0.045%;其中酸溶铝是指能溶于酸的金属铝和氮化铝，通常表示钢液的脱氧程度用酸溶铝来 表示；表示钢液中的金属钛含量，或简称钢中钛含量。为了使得钛铁合金在钢中分布均 匀，加入钛铁合金后RH继续循环处理时间不小于6min。在调整钢中酸溶铝含量后再加入钛铁合金进行微钛合金化处理，有利于降低钢液氧化性 和钢渣氧化性，提高和稳定钛的收得率，收得率达到50% 70%。由于Ti容易与N形成TiN， TiN的形成温度比较高，在结晶器区域即可形成；又由于TiN的高温溶解度低，不易粗化，因 而在铸态组织内可细化晶粒，提高强度；另由于Ti夺取了形成AlN所需的N，可抑制细小的 A1N粒子在连铸二冷区析出，提高钢的高温延塑性能。而这一改进同样可以应用到模铸工艺 中用以改进钢的高温力学性能。通过对比，若不调整连铸拉速和冷却强度，仅采用微钛合金化处理，铸坯纵裂缺陷率为 7.28% 13. 12%，；若同时对连铸拉速、冷却强度及在RH精炼工位对含量的控制，制备 而得的铸坯几乎无纵裂缺陷。应用该方法制备而得的中碳高锰钢中含量O. 25% 0. 50%， 含量l. 20% 1. 75%。制成方坯尺寸可高达360mmX 450mm，将上述方坯轨梁轧制成小 350mm圆坯时均没有裂纹产生。通过上述改进，使得中碳高锰钢生产工艺由模铸工艺向连铸 工艺转变成为可能，连铸工艺可得到更广泛的推广。具体实施例方式以下通过对本专利技术具体实施方式的描述说明但不限制本专利技术。专利技术人以往应用的中碳高锰钢方坯的制备方法包括如下流程转炉冶炼一LF+RH精炼一 方坯连铸。其中，没有进行微钛合金化处理，且原有的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
防止中碳高锰钢裂纹的生产方法，包括如下流程：转炉冶炼－ＬＦ＋ＲＨ精炼－方坯连铸，其特征在于：在连铸时，控制连铸拉速为０．３～０．７ｍ／ｍｉｎ，冷却强度为０．３７～０．５３Ｌ／ｋｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永，柯晓涛，吴国荣，曾建华，杨素波，雷秀华，张先胜，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，攀钢集团有限公司，攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]