一種減少含硼鋼連鑄板坯表面裂紋的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其是涉及一種減少含硼鋼連鑄板坯表面裂紋的 方法。
【背景技術】
[0002] 硼鋼是以Mn、B為基礎代替Cr、Ni的一種低合金結構鋼。鋼中加入微量硼能顯著提 高淬透性。其作用相當于一般合金元素如錳、鉻、鎳的幾百倍，因此可用微量硼元素代替大 量合金元素。同時，硼元素還可提高耐熱鋼的高溫強度和蠕變強度，改善高速鋼的紅硬性和 刀具的切削能力等。由此來看，硼鋼不僅增強了鋼材綜合性能，還降低了生產成本。近幾年 來，國內外鋼廠不斷加快硼鋼的研制與生產，硼鋼冶煉技術不斷成熟，硼鋼的品種也在不斷 擴大。
[0003] 在含硼鋼連鑄凝固過程中B易與鋼中的C、N結合形成碳化硼、氮化硼在晶界析出， 從而降低鋼的熱塑性，導致鋼的裂紋敏感性增加。有研究表面B對裂紋的影響較Nb、Al元素 更為嚴重。連鑄含硼鋼易出現(xiàn)橫裂紋缺陷，在鑄坯邊部、鑄坯內弧面均可出現(xiàn)，只能通過火 焰清理方式進行挽救，但當裂紋較深時，火焰清理也無法修復，導致鑄坯報廢。在清理裂紋 缺陷不徹底送乳后將導致鋼板形成鋸齒狀裂紋缺陷的產生。
[0004] 因此，如何減少含硼鋼連鑄板坯的表面裂紋，提高連鑄板坯的表面質量，進而提高 最終產品的質量是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種減少含硼鋼連鑄板坯表面裂紋的方法，該方 法能夠減少含棚鋼連鑄板還的表面裂紋，提尚連鑄板還的表面質量，進而提尚最終廣品的 質量。
[0006] 為解決上述的技術問題，本發(fā)明提供的技術方案為：
[0007] -種減少含硼鋼連鑄板坯表面裂紋的方法，包括以下步驟：
[0008] 1)鋼水冶煉:轉爐冶煉后進行LF精煉，在LF精煉后期先加入鈦鐵，再加入硼鐵，控 制LF精煉終點鋼水中包含以下重量百分比的組分:(：、51、111、？以及3元素的含量根據(jù)所煉目 標鋼種的鋼種要求進行控制，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 %，余量為Fe以及不可避免地雜質元素；
[0009] 2)連鑄:連鑄過程中大包以及中包采用保護澆注，大包套管設置密封墊以及采用 噴吹氬氣密封以減少澆注過程中的增氮量；
[0010] 控制二冷區(qū)比水量在〇.551/kg~0.651/kg，控制板坯出矯直區(qū)溫度2 950°C;
[0011]控制扇形段拉輯拉還壓力為7.5Mpa~8.5Mpa，在矯直前控制扇形段前后輯順弧偏 差不得大于〇. 2mm，經過連鑄最終得到含硼鋼板坯。
[0012] 優(yōu)選的，連鑄后得到的所述含硼鋼板還的寬度為1250mm~1400mm，厚度為160mm~ 200mm〇
[0013] 優(yōu)選的，步驟1)中，在加入硼鐵之前控制鋼水中氧的質量百分比為0.0050%以下。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種減少含硼鋼連鑄板坯表面裂紋的方法，本發(fā) 明首先優(yōu)化控制含硼鋼的成分，通過在鋼水脫氧良好的情況下加入硼鐵，提高了硼的回收 率，保證了硼成分控制的穩(wěn)定性;通過加入Ti元素，利用鈦奪取形成氮化硼所需的氮，抑制 了細小的氮化硼粒子的析出，改善了含硼鋼的熱塑性，且Ti與N形成的氮化鈦穩(wěn)定性高、高 溫溶解度低，并且不易粗化，可以細化晶粒;進一步的，本發(fā)明在優(yōu)化控制含硼鋼成分的基 礎上，對連鑄工藝進行了優(yōu)化控制，控制二冷區(qū)比水量在0.551/kg~0.651/kg，控制板坯出 矯直區(qū)溫度2 950°C;控制扇形段拉輥拉坯壓力為7.5Mpa~8.5Mpa，在矯直前控制扇形段前 后輥順弧偏差不得大于0.2mm，經過連鑄最終得到含硼鋼板坯。本發(fā)明通過優(yōu)化控制含硼鋼 的成分與優(yōu)化控制含硼鋼的連鑄工藝，使含硼鋼板坯的裂紋缺陷率大幅下降，尤其是鑄坯 內弧表面及邊部的裂紋缺陷，由原來的9.3%降低到1.5%以內，提高了連鑄板坯的表面質 量，進而提高了最終產品的質量。
【具體實施方式】
[0015] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是進一步說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的限 制。
[0016] 本發(fā)明提供了一種減少含硼鋼連鑄板坯表面裂紋的方法，包括以下步驟：
[0017] 1)鋼水冶煉:轉爐冶煉后進行LF精煉，在LF精煉后期先加入鈦鐵，再加入硼鐵，控 制LF精煉終點鋼水中包含以下重量百分比的組分:(：、51、111、？以及3元素的含量根據(jù)所煉目 標鋼種的鋼種要求進行控制，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 %，余量為Fe以及不可避免地雜質元素；
[0018] 2)連鑄:連鑄過程中大包以及中包采用保護澆注，大包套管設置密封墊以及采用 噴吹氬氣密封以減少澆注過程中的增氮量；
[0019] 控制二冷比水量在〇. 551/kg~0.651/kg，控制板坯出矯直區(qū)溫度2 950°C;
[0020] 控制扇形段拉輥拉坯壓力為7.5Mpa~8.5Mpa，在矯直前控制扇形段前后輥順弧偏 差不得大于〇. 2mm，經過連鑄最終得到含硼鋼板坯。
[0021] 優(yōu)選的，上述連鑄后得到的所述含硼鋼板坯的寬度為1250mm~1400mm，厚度為 160mm~200mm〇
[0022] 硼在鋼中分布極不均勻，傾向于在晶界發(fā)生強烈偏聚。鋼中加入硼與其它合金元 素相比，具有不同的作用，這是由于硼在鋼中熔解度很低，與鋼中晶體缺陷有強烈的相互作 用，極易產生晶界內吸附，即硼原子偏聚在晶界上，對鋼的相變過程及工藝性能、力學性能 產生重要影響。在C一B鋼中，當N含量從11 X 10-6提高到49 X ΚΓ6時，優(yōu)先在原始奧氏體晶界 出現(xiàn)大量細小氮化硼沉淀。這種位于γ晶界上顆粒之間的空隙且十分細小的氮化硼沉淀有 效地鎖住晶界，阻礙原生γ晶界滑動，引起晶粒間斷裂，從而降低了鋼的熱塑性。
[0023] 對含Β微合金化鋼的高溫塑性研究表明，鑄坯高溫塑性曲線850°C~950°C之間以 及1250°C以上存在比較明顯的低塑性溫度區(qū)；在低塑性區(qū)850°C~950°C，含硼鋼的面縮率 在40%左右。對于含硼鋼來說，如果矯直時鑄坯溫度位于氮化硼析出高峰溫度區(qū)，將會引起 鋼的脆化，矯直變形過程中鑄坯振痕波谷處易產生裂紋。
[0024] 綜上所述，含硼鋼連鑄生產過程中表面裂紋控制的關鍵是N含量控制、阻止氮化硼 析出以及控制鑄坯在矯直區(qū)的溫度，為此，
[0025] 1)在LF精煉處理過程中加入硼鐵，硼鐵在鋼水脫氧良好的情況下加入，優(yōu)選的，在 加入硼鐵之前控制鋼水中氧的質量百分比為0.0050%以下，以提高硼的回收率，保持硼成 分控制的穩(wěn)定性。
[0026] 2)采用加鈦固氮的工藝:在含硼鋼種加入Ti元素，主要原因為氮化鈦的析出順序 在氮化硼之前，Ti與N形成的氮化鈦穩(wěn)定性高、高溫溶解度低，并且不易粗化，可以細化晶 粒。冶煉過程中在加入硼鐵之前加入適量鈦進行固氮，加入的鈦奪取了形成氮化硼所需的 氮，因此抑制了細小的氮化硼粒子的析出，改善了含硼鋼的熱塑性，對減少含硼鋼裂紋起到 了重要作用。
[0027] 3)實施二冷區(qū)弱冷配水：為了使鑄坯表面和皮下的奧氏體顆粒邊界不會出現(xiàn)裂 紋，在生產含硼鋼時，應嚴格控制二冷區(qū)冷卻速度，避免在矯直區(qū)的過快冷卻，防止鑄坯在 彎曲和矯直位置產生表面裂紋。與含Nb、Al鋼相近，連鑄生產含硼鋼種的關鍵就是避開低溫 塑性區(qū)，要求二冷區(qū)弱冷冷卻以及均勻冷卻，以控制鑄坯出矯直區(qū)溫度2 950°C。
[0028] 通過對二冷配水模型進行優(yōu)化，減少矯直段及矯直段以前的內弧配水量，水量降 至每段2t~4t，控制二冷區(qū)比水量降至0.551/kg~0.651/kg，實測鑄坯出矯直區(qū)溫度達到 了950°C以上，已接近1000°C，保證了含硼鋼晶界脆性區(qū)的矯直，對減少含硼鋼的裂紋起到 了重要的作用。
[0029] 4)根據(jù)鑄坯實際運行觀察分析，拉輥后內弧夾輥結垢嚴重，充分說明拉輥對鑄坯 擠壓過大，造成內弧夾輥開口度減小，坯殼凹陷，到后部內弧夾輥開口度恢復，坯殼中央軟 且兩角強度大，造成內弧兩側坯殼凹陷無法恢復，坯殼運行脫離內弧夾輥，二冷水通過此處 造成內弧夾輯結垢。為此，將扇形段拉輯拉還壓力由12.7MPa降低至7.5Mpa~8.5Mpa。改進 后，內弧夾輥結垢現(xiàn)象得到極大緩解，兩側