中薄板坯低合金鋼邊裂控制技術的開發與應用

馬玉沅

【摘 要】通過對中薄板坯低合金鋼種的全程工藝優化，深入實施成分、冷卻優化控制，大大降低了邊裂的發生幾率，實現了高級別低合金鋼種的批量生產。

【關鍵詞】保護澆鑄；二次冷卻；邊裂

0 前言

中薄板坯在軋制的過程中出現裂紋的形態基本為邊部山峰裂、邊部小縱裂，這幾類裂紋統稱為邊裂，其主要產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。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 生產工藝

生產工藝為：KR-LAD→LF→CCM

2 解決邊裂的技術問題

2.1 調整低合金鋼種的成分體系，重點對影響邊裂的Nb、Al及Ni/Cu比進行優化。

2.2 優化KR鐵水預處理工藝，以便達到入爐鐵水S含量≤0.008%的目標。

2.3 研究過程控制與鋼水增N的關系，優化操作細節，減少鋼水增N量。

2.4 研究連鑄冷卻強度與邊裂的關系，優化鑄坯邊部冷卻強度，避免鑄坯邊度過冷。

2.5 研究鑄坯送軋方式與邊裂的產生關系，對非穩態的鑄坯采取冷送方式送軋。

3 邊裂控制的主要措施

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

3.1.1 適當調整鋼種的Ni/Cu比，并對Al含量進行了適當的調整；

表1

3.1.2 對鋼水中的Nb含量進行調整，成分體系按照盡可能減少Nb的加入量，可以適當增加Ti含量，減少NbN的析出幾率。

3.2 降低入爐料的硫含量，優化KR鐵水預處理工藝

3.2.1 采用優質廢鋼

使用返回廢鋼，包括板邊、中間包坨、坯頭等優質廢鋼，冶煉時禁止使用鐵塊減少外來S污染鋼水。

3.2.2 使用優質石灰，其有效因素滿足一下要求：

（1）有效CaO含量達85%以上；

（2）硫含量要低，硫含量應小于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 優化鐵水預處理工藝

KR鐵水預處理脫硫工藝是以一個外襯耐火材料的攪拌器浸入鐵水罐內進行旋轉攪動鐵水，使鐵水產生漩渦，同時加入脫硫劑（CaO）使其卷入鐵水內部進行充分反應，從而達到鐵水脫硫的目的。

3.3 優化過程操作，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加入。

3.3.2 出鋼前2min提前進行吹氬，驅除鋼包內的空氣；同時在出鋼過程中，底吹氬氣量關小進行軟吹，以不裸露鋼水液面為準。

3.3.3 CAS站控制好吹氬操作，嚴禁鋼水大翻，以不裸露鋼水液面為準，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，保證爐蓋內還原性氣氛，實施微正壓操作，精煉處理過程做好保護，避免長時間大攪，防止增氮。

3.3.5 盡量縮短加熱處理時間，加熱時間≤20min。

3.3.6 保證大包自開，做好保護澆注，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入，中間包蓋除澆注孔外其它孔全部密封。

3.4 優化冷卻工藝

3.4.1 適當控制一次冷卻強度，冷卻水量按照天氣氣溫進行調整，冬季比夏季的冷卻水量小。

3.4.2 減少二次冷卻強度，低合金鋼種全部采取包晶鋼二冷模式，并對矯直區前的二冷水手動進行邊部減水10%以上。

3.4.3 優化彎曲段噴嘴，減少鑄坯表面局部冷卻強度

實施對彎曲段的部分噴嘴進行堵塞，減少鑄坯局部冷卻強度。具體彎曲段噴嘴堵塞示意圖如下：

圖1

注：內外弧的噴嘴按照上圖進行堵塞（黑色的為需要堵塞的噴嘴）.

3.4.4 杜絕出現鑄坯角部急熱急冷現象，強化扇形段噴嘴、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 對非穩態鑄坯采取冷送方式，減少邊裂發生幾率

3.5.1 開澆第一爐、燒眼敞澆爐次全部執行下線緩冷24小時，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，六檢后才能上線；0.006%

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

4 結論

通過以上工藝技術的研究開發與應用，我廠中薄板產線已經成功批量生產了L415等高級別的低合金鋼種，鑄坯送軋后的邊裂現象得到了大幅度降低。

【參考文獻】

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

[責任編輯：湯靜]