一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法，该方法在已有的连铸机上采用前端大压下进行铸坯组织调控技术、凝固末端位置不确定轻压下技术、热辊缝再造技术生产的高质量优质碳素结构钢(55钢)连铸板坯，板坯连铸后直接装炉加热轧制，板坯较小的成分偏析可以减少板坯在炉均匀成分时间，从而再减少板坯加热时间，满足板坯直装加热的要求；板坯中等轴晶区的扩大降低了夹杂物及成分在1/2厚度的凝聚、偏析，生产的钢板性能均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法
本专利技术涉及钢铁冶炼
，尤其涉及一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法。
技术介绍
连铸是中厚钢板生产中一个重要的工序。连铸坯表面质量已经有较大的改善，表面质量基本能满足生产的要求，但是连铸板坯的内部质量仍有待进一步提高，连铸板坯的内部质量是生产高质量中厚钢板的前提。连铸板坯不可避免的有厚度方向的成分偏析，大量低熔点的夹杂物物及凝固过程的成分偏析凝聚于厚度的1/2处，同时凝固产生的缩孔、疏松等缺陷也集中于此，有时也产生中心线裂纹。轧钢前板坯加热过程是要满足轧钢工艺温度，同时也要将成分均匀化，恰与连铸凝固过程产生的偏析相反，板坯一般堆垛缓冷后装加热炉加热，满足温度要求后轧制。目前中厚钢板生产采用直装工艺，板坯在加热炉的时间大幅减少，板坯在加热炉内均匀化时间相应缩短，要求有内部质量高、成分均匀的连铸板坯，以满足直装工艺的要求。为此连铸科技工作者进行了大量的工作，以提高连铸板坯的内部质量。目前板坯主要内部缺陷在于夹杂物偏析、缩孔、疏松及中心线裂纹等，同时还有C、Mn等元素的偏析，采取了连续轻压下、电磁搅拌、重压下等措施仍然不能满足板坯直装的要求。中国专利申请号200410069058.8“一种提高连铸坯质量的方法及震动支撑辊装置”，该方法通过紧贴在连铸坯壳外壁的震动支撑辊在保持与连铸坯表面同步转动的同时，在震动源的驱动下做垂直于铸坯厚度方向或平行于拉坯方向的震动，并通过接触将这种震动传输给液芯的凝固壳，通过震动支撑辊装置来提高连铸坯中心等轴晶率以达到明显改善连铸中心缩孔和疏松、减少偏析且有效避免采用凝固末端轻压下造成的轧制裂纹产生，从而改善连铸坯质量的优点。但是此方法需要对铸机进行较大的改造，生产厂难以实现。中国专利申请号201610551771.9“一种连铸坯两阶段连续动态重压下的方法”，针对大方坯连铸机与宽厚板连铸机的各自特点，提供一种两阶段连续动态重压下的方法，给出了重压下工艺实施的具体工艺参数设计方法，包括压下区间的选择、划分以及压下量的设计，过在第一阶段压下改善了铸坯偏析缺陷，在第二阶段的持续压下改善铸坯的疏松缺陷，从而实现了铸坯偏析与疏松的同步改善。但是该方法铸机拉矫力大，对铸机扇形段的寿命有较大的影响，一般工厂难以实现控制。中国专利申请号201410325414.1“连铸坯凝固末端大压下的连铸机扇形段及其大压下方法”，提供一种连铸坯凝固末端大压下的连铸机扇形段及其大压下方法，所述连铸机扇形段包括位于扇形段上的上框架、下框架、上驱动辊、下驱动辊、左从动辊组、右从动辊组、压下装置以及夹紧缸，夹紧缸用于夹紧上框架与下框架保持设定间隔；上驱动辊与压下装置相连，上驱动辊通过轴承座连接于上框架上，下驱动辊通过轴承座连接于下框架上，左从动辊组以及右从动辊组分别位于驱动辊的两侧，左从动辊组用于夹紧压下前的铸坯，右从动辊组用于夹紧压下后的铸坯，驱动辊的直径与从动辊的直径之比为1.1:1～2:1，变形渗透性增加，相当于较大辊径的二辊轧机一个轧制道次的变形，这样更有利于连铸坯中心区域疏松、偏析的改善。该方法相对于需要重新制造一台铸机，实际生产厂难以实现。中国专利申请号201710214110.1“一种提高高层建筑用钢连铸坯中心致密度的方法”，连铸过程中控制拉速0.75m/min～0.9m/min；采用凝固末端重压下；采用动态二冷控制，同时采用轻压下与重压下按分配固相率进行压下；控制中间包过热度20℃～30℃，主要是通过稳定铸机拉速、降低中包过热度、二冷动态控制、凝固末端重压下控制等技术措施综合运用来降低高建钢铸坯内部疏松，进而提高铸坯中心致密度，改善轧材内部质量，实施后效果优于轻压下技术。此方法在实际生产中凝固末端位置难以确定，重压下有产生中心裂纹的可能。铸机导辊结构形式是芯轴上有三个辊套，连铸机冷辊缝平直，但生产过程中高温产生较大的绕度，中间辊缝大于两边辊缝；同时铸坯凝固后两边部温度低于中间位置温度，造成轻压下时铸坯边部受力较大，使得中间辊缝进一步扩大；热辊缝的不平直造成连铸坯宽度中间处质量比边部质量差。如图1所示，现工艺生产的板坯等轴晶区较小，260mm厚度板坯等轴晶区厚度25mm左右，等轴晶率低，夹杂物富集区域小,夹杂物偏析严重。当前广泛使用动态轻压下集中在凝固末端位置2～3个段内，总压下量压下量3～5mm。凝固末端位置不准时：一是压下在凝固前端位置形成疏松和缩孔缺陷；二是压下在凝固后端位置形成中心线裂纹缺陷。本专利申请人对“压下量与凝固末端位置关系”大量的生产试验结果表明：当凝固末端位置准确时，动态压下量1.0mm其板坯低倍质量非常好。高温连铸板坯直装后缩短了加热时间，温度能满足轧制要求，但是因成分偏析较大造成性能不均匀，因此需要长时间均热完成成分扩散，降低了直装加热轧制节能的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述已有技术的不足之处，提供一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法。该方法在已有的连铸机上采用前端大压下进行铸坯组织调控技术、凝固末端位置不确定轻压下技术、热辊缝再造技术生产的高质量优质碳素结构钢(55钢)连铸板坯，板坯连铸后直接装炉加热轧制，板坯较小的成分偏析可以减少板坯在炉均匀成分时间，从而再减少板坯加热时间，满足板坯直装加热的要求；板坯中等轴晶区的扩大降低了夹杂物及成分在1/2厚度的凝聚、偏析，生产的钢板性能均匀。本专利技术的技术方案：炼钢提供给连铸55钢水的化学成分符合GB711的要求，钢水的液相线为1490℃，连铸生产260mmX1500～2250mm断面的板坯。(1)连铸长水口氩气≥20L；浸入式水口和上水口氩气≥2L。(2)铸坯宽度＜1800mm：水口插入深度130～160mm；铸坯宽度≥1800mm时水口插入深度135～165mm。(3)倒锥度0.95％。(4)连铸二级参数按中碳钢参数执行板坯厚度mm二冷二级水表一级水表表号辊缝模式振动模式260PY-HIGHC-2608#PY-HIGHC-260PY-HIGHC-260(5)动态压下设置第6段设置为重压下，压下量为3～4mm；7、8段设置为大压下，压下量分别为2.5、2.0mm；9、10、11段设置为轻压下，压下量为1.0、1.0、1.0mm；(6)10段导辊的中间辊套直径加工成大于两边辊套直径2.0mm,形成冷辊缝中间小、生产时热辊缝相对平直。(7)结晶器配水温差：6.5≤目标水温差≤9.5℃；(8)钢水过热度5℃～25℃；连铸过程控制拉速0.80m/min～0.95m/min；(9)使用高碳钢保护渣。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：第一，使用组织调控技术。将未凝固的第6段进行动态重压下，将树枝晶前端压碎变成为等轴晶结晶核心，等轴晶率增加一倍以上，使大量低熔点夹杂物分散于等轴晶区，减轻了夹杂物的偏析程度，。第二，使用凝固末端位置不确定的压下控制技术，扩大1.0mm动态压下的范围，使凝固末端始终在1.0mm压下范围内，保证动态轻压下效果的同时也避免了板坯中心裂纹，同时也保证了铸机安全。第三，使用热辊缝再造技术，热辊缝经补偿后辊缝平直，提高了动态轻压下的效果，避免了无效的轻压下。第四，等轴晶区扩大后，减轻了化学成分的偏析，为加热炉均热进行成分充分扩散提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法，其特征在于：炼钢提供给连铸55钢水的化学成分符合GB711的要求，钢水的液相线为1490℃，连铸生产260mm X 1500～2250mm断面的板坯；(1)连铸长水口氩气≥20L；浸入式水口和上水口氩气≥2L；(2)铸坯宽度＜1800mm：水口插入深度130～160mm；铸坯宽度≥1800mm时水口插入深度135～165mm；(3)倒锥度0.95％；(4)连铸二级参数按中碳钢参数执行

【技术特征摘要】
1.一种适用于直装加热优质碳素结构钢板坯的生产方法，其特征在于：炼钢提供给连铸55钢水的化学成分符合GB711的要求，钢水的液相线为1490℃，连铸生产260mmX1500～2250mm断面的板坯；(1)连铸长水口氩气≥20L；浸入式水口和上水口氩气≥2L；(2)铸坯宽度＜1800mm：水口插入深度130～160mm；铸坯宽度≥1800mm时水口插入深度135～165mm；(3)倒锥度0.95％；(4)连铸二级参数按中碳钢参数执行板坯厚度mm二冷二级水表一级水表表号辊缝模式振动模式260PY-HIGH...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭龙鑫，郭恩元，杨云清，石跃强，石现英，郭延生，任新凯，
申请(专利权)人：中普邯郸钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13