一种清除钢坯表面裂纹的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种清除钢坯表面裂纹的方法。
【背景技术】
[0002]钢铁企业在铸造钢坯时，受铸机机型、钢种成分、铸机振动系统、配水系统以及浇铸过程非稳态情况等众多因素影响，导致所得钢坯的表面经常有裂纹。该裂纹一般垂直于拉坯方向，与铸坯振痕同向，多数分布在铸坯上表面角部振痕的波谷底部。此类裂纹经乳机乳制后，在钢板上呈现山峰状裂纹缺陷，导致钢板无法正常交付使用。因此，在钢坯乳制之前，必须采取措施将上述裂纹清除。
[0003]目前，采用火焰清理方法清除钢坯表面的裂纹。但是，目前的火焰清理方法可控性较差，容易产生过烧现象，尤其是对于深度较小的裂纹，过烧现象更为突出。
[0004]因此，如何改进火焰清理方法，减少甚至是避免过烧现象，提高火焰清理的可控性是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种清除钢坯表面裂纹的方法，该方法能够减少过烧现象，提高火焰清理的可控性。
[0006]为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为:
[0007]一种清除钢坯表面裂纹的方法，包括以下步骤:
[0008]I)用乙炔氧烧枪将钢坯上的裂纹及其周围的部位预热至钢坯所属钢种的燃点；
[0009]2)撤掉乙炔氧烧枪，用烧氧管向达到的燃点的裂纹及其周围的部位喷吹带有一定压力的氧气，在清除裂纹的过程中，控制烧氧管的出气口部一边垂直于裂纹的长度方向左右摆动，一边沿裂纹的长度方向向前移动，所述氧气的压力为1.4MPa?1.6MPa，控制裂纹清除后得到的凹坑的深度:宽度:长度的比值不小于1:6:10o
[0010]优选的，所述裂纹的深度为6mm?8mm，宽度为1mm?15mm。
[0011]优选的，在烧氧管中的氧气气流的外围以环绕所述氧气的方式通入一股带有一定压力的氮气，所述氮气的气流的横截面为闭合环状，且所述氮气的压力大于所述氧气的压力，所述氧气的压力为0.7MPa?0.8MPa。
[0012]优选的，所述氮气的压力为1.0MPa?1.2MPa。
[0013]优选的，在所述氧气中掺混入一定量的石英粉一起从所述烧氧管的出气口部喷出。
[0014]优选的，所述石英粉的粒径为70%?80%大于300目。
[0015]优选的，所述石英粉中的3102与所述氧气中的O2的摩尔比为1:1。
[0016]与现有技术相比，本发明中，首先用乙炔氧烧枪将钢坯上的裂纹及其周围的部位预热至钢坯所属钢种的燃点，然后撤掉乙炔氧烧枪，用烧氧管向达到的燃点的裂纹及其周围的部位只喷吹带有一定压力的氧气，不喷别的可燃气体，使得在清除裂纹的过程中，后续对Fe进行预热的热量只由Fe氧化反应放出的化学热提供，热量总量相较于之前的火焰清理方法显著减少，从而降低了裂纹的清除速度，提高了清理过程的可控性，避免了过烧现象的发生，解决了在原裂纹处再度生成深度较大凹坑的问题，使得可以可控地、缓慢地对裂纹，尤其是深度较浅的裂纹进行清理，得到一个深度、宽度以及长度符合目标所期的凹坑，从而基本避免了过烧现象的发生，提高了火焰清理的可控性。
【具体实施方式】
[0017]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明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发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0018]目前的裂纹清理方法多采用火焰清理方法，使用的工具是火焰清理机。其工作原理大致是:氧气和可燃气体，例如煤气或者乙炔气，一起从火焰清理机上的喷嘴喷出，控制氧气的气体量大于上述可燃气体完全燃烧所需的氧气量，使得可燃气体可以正常燃烧，产生火焰，产出热量，产出3000°C左右的高温对裂纹及其周围部位进行预热，将裂纹及其周围的部位加热至钢坯所属钢种的燃点，然后过量的氧气会与达到燃点的钢坯中的Fe发生氧化反应，生成铁的氧化物，例如氧化亚铁，或进一步氧化生成四氧化三铁，或进一步氧化生成氧化铁，同时放出大量的氧化化学热，和上述的可燃气体产出的热量一起继续预热下方的Fe，形成边氧化边下一步预热的连续式清理，同时氧气流的高压会将上述的液态的氧化亚铁或四氧化三铁或氧化铁吹走，最终在原裂纹处得到一个具有一定宽度、长度和深度的小凹坑，从而将钢坯表面的细小裂纹清除。
[0019]上述的过程中，Fe与氧气发生氧化反应后，对后续的Fe进行预热的热量包含可燃气体燃烧产生的热量和Fe与氧气氧化反应放出的热量，这个热量很大且很充足，提高了清除速度，从而可以快速将裂纹清除掉。但是，这个很充足的热量导致的过快的清除速度，很容易出现过烧的现象，在原裂纹处，出现一个深度较大的凹坑，深度较大的凹坑同样不利于后期乳制出质量合格的产品，虽然把裂纹清除掉，但是又产生了新的问题。尤其是对于深度较小的裂纹，很容易就把裂纹烧穿，凹孔深度通常为原裂纹深度的1.5?2倍。
[0020]为此，本发明提供了一种清除钢坯表面裂纹的方法，包括以下步骤:
[0021]I)用乙炔氧烧枪将钢坯上的裂纹及其周围的部位预热至钢坯所属钢种的燃点；
[0022]2)撤掉乙炔氧烧枪，用烧氧管向达到的燃点的裂纹及其周围的部位喷吹带有一定压力的氧气，在清除裂纹的过程中，控制烧氧管的出气口部一边垂直于裂纹的长度方向左右摆动，一边沿裂纹的长度方向向前移动，氧气的压力为1.4MPa?1.6MPa，控制裂纹清除后得到的凹坑的深度:宽度:长度的比值不小于1:6:10o
[0023]本发明中，首先用乙炔氧烧枪将钢坯上的裂纹及其周围的部位预热至钢坯所属钢种的燃点，然后撤掉乙炔氧烧枪，用烧氧管向达到的燃点的裂纹及其周围的部位只喷吹带有一定压力的氧气，不喷别的可燃气体，使得在清除裂纹的过程中，后续对Fe进行预热的热量只由Fe氧化反应放出的化学热提供，热量总量相较于之前的火焰清理方法显著减少，从而降低了裂纹的清除速度，提高了清理过程的可控性，避免了过烧现象的发生，解决了在原裂纹处再度生成深度较大凹坑的问题，使得可以可控地、缓慢地对裂纹，尤其是深度较浅的裂纹进行清理，得到一个深度、宽度以及长度符合目标所期的凹坑，从而基本避免了过烧现象的发生，提高了火焰清理的可控性。
[0024]在本发明的一个实施例中，裂纹的深度为6mm?8mm，宽度为1mm?15mm。该裂纹属于上述的深度较小的裂纹。采用原有的火焰清理方法处理该裂纹，很容易造成过烧问题，在原裂纹处生成一个深度较大的凹坑。但是本发明提供的方法尤其适用于该深度较小的裂纹，清除速度适中，不过快，也不过慢，最终得到的凹坑的深度、宽度以及长度均控制在设定范围内。
[0025]根据上述，目前的火焰清理方法中，高压氧气的作用有三个:一是参与可燃气体的燃烧；二是与Fe发生氧化反应；三是利用其高压将氧化反应得到的液态的铁的氧化物吹掉，可见，前两个作用和第三个作用是相互矛盾的，参与燃烧反应和氧化反应，氧气就会被消耗掉，就会减少所剩氧气的体积和压力，减弱对液态铁的氧化物的喷吹作用；再者，在喷吹液态铁的氧化物过程中，高压氧气和铁的氧化物一起喷溅出去，喷溅到周围的空间中，整个喷吹过程仅仅利用了氧气所具有的高压力，其所具有的高氧化性则没有被利用，导致大量的氧气被白白浪费掉，而生产高纯度氧气的成本很高，如此浪费导致目前的火焰清理方法成本较高。为此，本发明的一个实施例中，在烧氧管中的氧气气流的外围以环绕氧气的方式通入一股带有一定压力的氮气，氮气的气流的横截面为闭合环状，且氮气的压力大于氧气的压力，氧气的压力为0.7MPa?0.8MPa。本发明中，烧氧管喷吹氧气和氮气，且氮气的压力大于氧气的压力，使得氧气只负责参与可燃气体燃烧和Fe的氧化，不再参与高压喷吹铁的氧化物，利用外围的高压氮气喷吹铁的氧化物，从而节约了大量的氧气，降低了清除裂纹的成本；且高压的氮气是环绕氧气喷射的，氮气在外围，氧气在中间，且氮气的压力大于氧气的压力，从而形成一个具有中空通道的氮气射流，在氧气的外围形成一个气流屏障，将氧气圈禁在中间，避免了氧气的扩散，使得氧气在较低的压力下也可以完成助燃和氧化反应，氧气压力