一种含铜钢连铸板坯加热方法及热轧工序加热炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含铜钢连铸板坯加热方法及热轧工序加热炉，所述方法包括：所述含铜钢连铸板坯进入热轧工序加热炉中，在第一温度下加热第一时间段，获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯；其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280℃；所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热轧钢卷。本发明提供的加热方法及加热炉，用以解决现有技术中存在的对热轧设备要求过高或操作难度大，产线难以应用的技术问题。实现了减轻或消除了富铜相层，并增加产线操作的灵活性的技术效果。
【专利说明】
一种含铜钢连铸板坯加热方法及热轧工序加热炉
技术领域
[0001]本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种含铜钢连铸板坯加热方法及热乳工序加热炉。
【背景技术】
[0002]含铜钢坯在乳制过程容易出现“铜脆”表面缺陷。“铜脆”的主要原因是由于:板坯在加热过程中，表面层氧化后产生液相铜，液相铜元素在板坯基体表面附近富集，并逐渐渗入板坯表面内，形成图1所示的位于板坯101和氧化铁皮102之间的富铜相层103，而富铜相层103由于铜元素含量高，容易在晶界聚集，形成表面微型裂纹，表面微型裂纹在乳制过程由于乳制力作用形成表面椭圆浅凹坑状的“铜脆”缺陷，“铜脆”缺陷的长度和宽度一般为毫米级，深度一般为10微米级。
[0003]为了抑制铜脆缺陷，一般认为将加热炉加热温度控制在铜的熔点1083°C以下，减少液相铜的产生能减少铜脆缺陷。
[0004]然而，在实际应用时，由于加热温度较低，对热乳设备或生产节奏要求很高，一般产线难以应用。
[0005]也就是说，现有技术中通过控制加热温度在铜的熔点1083°C以下，来抑制铜脆缺陷，存在对热乳设备要求过高或操作难度大，产线难以应用的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明通过提供一种含铜钢连铸板坯加热方法及热乳工序加热炉，解决了现有技术中存在的对热乳设备要求过高或操作难度大，产线难以应用的技术问题。
[0007]—方面，为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案:
[0008]—种含铜钢连铸板还加热方法，包括:
[0009]所述含铜钢连铸板坯进入热乳工序加热炉中，在第一温度下加热第一时间段，获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C ;
[0010]所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。
[0011]可选的，所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷，具体为:所述热坯出所述加热炉后，依次经除鳞、粗乳、精乳、冷却、卷曲后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的所述热乳钢卷。
[0012]可选的，所述含铜钢连铸板坯的成分及所述成分的重量百分比为《0.20%，Si^0.60%，Mn彡2.0% ,P^0.15% ,S^0.01% ,Cr^l.0%，Cu:0.2?1.0%，Ni<0.2%。
[0013]可选的，所述含铜钢连铸板坯的宽度为800mm?2150mm。
[0014]可选的，所述第一时间段大于等于20min。
[0015]可选的，所述富铜相生成最低温度根据Cu-Ni相图的固相线确定。
[0016]可选的，所述富铜相层为所述含铜钢连铸板坯表面的厚度<3mm，Cu含量>0.6%的基体层。
[0017]可选的，所述热坯是经过所述加热炉加热后，温度高于1000°C的含铜钢连铸板坯。
[0018]可选的，所述第一温度根据所述加热炉的设备参数确定;所述设备参数包括乳制速度。
[0019]另一方面，提供一种热乳工序加热炉，包括:
[0020]加热炉炉体；
[0021]温度控制单元，用于控制所述加热炉炉体的加热温度为第一温度，以在含铜钢连铸板坯进入所述加热炉后，在第一温度下加热第一时间段获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C;以使所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。
[0022]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0023]本申请实施例提供的方法及加热炉，一方面，由于加热温度只要在固相线温度以下，便不会产生液体富铜相，而在加Ni的含铜钢连铸板坯中，富铜相生成最低温度比铜的熔点1083°C要高一些，故设置加热温度小于等于富铜相生成最低温度，不仅可以阻止生成富铜相层，还对加热设备要求降低，有利于增加产线操作的灵活性。另一方面，铜元素在钢中的扩散系数1300 °C时是1200 0C时的2倍，当温度升高后，铜的液相能迅速向钢的基体内扩散，进而减轻或消除了富铜相层;故当加热温度多1280°C时，“铜脆”缺陷明显消除。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0025]图1为本申请实施例中富铜相层的示意图；
[0026]图2为本申请实施例中含铜钢连铸板坯加热方法的流程图；
[0027]图3为本申请实施例中的Cu-Ni相图；
[0028]图4为本申请实施例中加热炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]本申请实施例通过提供一种含铜钢连铸板坯加热方法及热乳工序加热炉，解决了现有技术中存在的对热乳设备要求过高或操作难度大，产线难以应用的技术问题。实现了减轻或消除了富铜相层，并增加了产线操作的灵活性的技术效果。
[0030]为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下:
[0031 ]本申请提供一种含铜钢连铸板坯加热方法，包括:
[0032]所述含铜钢连铸板坯进入热乳工序加热炉中，在第一温度下加热第一时间段，获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C ;
[0033]所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。
[0034]本申请实施例提供的方法及加热炉，一方面，由于加热温度只要在固相线温度以下，便不会产生液体富铜相，而在加Ni的含铜钢连铸板坯中，富铜相生成最低温度比铜的熔点1083°C要高一些，故设置加热温度小于等于富铜相生成最低温度，不仅可以阻止生成富铜相层，还对加热设备要求降低，有利于增加产线操作的灵活性。另一方面，铜元素在钢中的扩散系数1300 °C时是1200 0C时的2倍，当温度升高后，铜的液相能迅速向钢的基体内扩散，进而减轻或消除了富铜相层;故当加热温度多1280°C时，“铜脆”缺陷明显消除。
[0035]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0036]实施例一
[0037]在本实施例中，提供了一种含铜钢连铸板坯加热方法，请参考图2，图2为本申请实施例中含铜钢连铸板坯加热方法的流程图，如图2所示，所述方法包括:
[0038]步骤SlOl，所述含铜钢连铸板坯进入热乳工序加热炉中，在第一温度下加热第一时间段，获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C;
[0039]步骤S102，所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。
[0040]下面对所述含铜钢连铸板坯加热方法进行详细说明:
[0041]具体来讲，所述“铜脆”缺陷是含铜钢连铸板坯表面微型裂纹经乳制后形成表面浅凹坑状的毫米级小型缺陷。本申请提供的方法原理为:由于加热温度只要在固相线温度以下，便不会产生液体富铜相。因此，当板坯中含有Ni元素时，可以根据Cu、Ni元素的配比和相图的固相线，计算富铜相生成最低温度。例如:当Cu:Ni = 6:1时，这个温度大约是11000C，相对铜的熔点1083°C要高一些，有利于增加产线操作的灵活性，降低产线操作难度。另外，铜元素在钢中的扩散系数1300°C时是1200°C时的2倍，当温度升高后，铜的液相能迅速向钢的基体内扩散，进而减轻或消除了富铜相层;再结合生产统计数据，故设置当加热温度多1280°C，“铜脆”缺陷明显消除。
[0042]故控制所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C，能减小获得的所述热坯的富铜相层厚度，进而减小获得的所述热乳钢卷的铜脆表面缺陷检出率。
[0043]在本申请实施例中，所述第二阈值可以为I %，也可以为0.5 %，在此不作限制。
[0044]在具体实施过程中，所述加热温度是连铸板坯出加热炉前加热炉内控制的温度。
[0045]在具体实施过程中，所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷，具体为:
[0046]所述热坯出所述加热炉后，依次经除鳞、粗乳、精乳、冷却、卷曲后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的所述热乳钢卷。
[0047]在本申请实施例中，所述含铜钢连铸板坯的成分及所述成分的重量百分比可以为:
[0048]C^0.20%,Si^0.60%，Mn彡 2.0% ,P^0.15% ,S^0.01% ,Cr^l.0%，Cu:0.2?1.0%，Ni彡0.2%ο
[0049]在本申请实施例中，所述含铜钢连铸板坯的宽度为800mm?2150mm。
[0050]在本申请实施例中，所述第一时间段大于等于20min。
[0051]在本申请实施例中，所述富铜相层为所述含铜钢连铸板坯表面的厚度<3mm，Cu含量>0.6%的基体层。
[0052]在本申请实施例中，所述热坯是经过所述加热炉加热后，温度高于10000C的含铜钢连铸板坯。
[0053]在具体实施过程中，所述富铜相生成最低温度可以根据Cu-Ni相图的固相线确定。
[0054]具体来讲，请参考图3，图3为Cu-Ni相图，横轴为Cu和Ni的含量，纵轴为温度。根据Cu和Ni的含量，可以在Cu-Ni相图上读出富铜相生成最低温度。
[0055]在本申请实施例中，所述第一温度根据所述加热炉的设备参数确定;所述设备参数包括乳制速度。
[0056]具体来讲，可以是乳制速度快于某值时，选择所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度;乳制速度慢于某值时，选择所述第一温度大于等于1280°C。
[0057]具体来讲，本相对于现有防止“铜脆”的技术，小于等于富铜相生成最低温度，比<1083°C范围更加宽泛，且本申请提供的两个温度区间均不需要严格控制加热时间长度，且不需要加快升温速度和还原性气氛控制，产线操作更加简便灵活，“铜脆”缺陷大幅度降低。
[0058]下面提供三个具体实例来对本发明进行说明:
[0059]1、以连铸板坯 132C073381031 为例，钢种SPA-H，成分C:0.09%，S1:0.32%，Mn:0.47% ,P:0.085% ,S:0.006% ,Alt:0.035% ,Cu:0.27% ,Ni:0.05%o
[0060]将该板坯送入热乳工序加热炉，控制其加热温度1066°C，加热成热坯，出加热炉后经除鳞、粗乳、精乳、冷却、卷曲后获得热乳钢卷。经表检检查钢卷表面没有缺陷。
[0061 ] 2、以连铸板坯 132B066093081 为例，钢种SPA-H，成分C:0.10%，S1:0.36%，Mn:0.43% ,P:0.091% ,S:0.003% ,Alt:0.030% ,Cu:0.28%，N1:0.04%。
[0062]将该板坯送入热乳工序加热炉，控制其加热温度1298°C，加热成热坯，出加热炉后经除鳞、粗乳、精乳、冷却、卷曲后获得热乳钢卷。经表检检查钢卷表面没有缺陷。
[0063]3、以连铸板坯 141C020532051 为例，钢种SQ700J，成分C:0.07%，S1:0.24% ,Mn:1.33% ,P:0.015% ,S:0.002% ,Alt:0.030% ,Nb:0.08% ,Cu:0.23% ,Ni:0.11%o
[0064]将该板坯送入热乳工序加热炉，控制其加热温度1283°C，加热成热坯，出加热炉后经除鳞、粗乳、精乳、冷却、卷曲后获得热乳钢卷。经表检检查钢卷表面没有缺陷。
[0065]基于同一发明构思，本申请还提供了实施例一中方法对应的装置，详见实施例二。
[0066]实施例二
[0067]在本实施例中，提供了一种热乳工序加热炉，如图4所示，所述加热炉包括:
[0068]加热炉炉体401;
[0069]温度控制单元402，用于控制所述加热炉炉体401的加热温度为第一温度，以在含铜钢连铸板坯进入所述加热炉后，在第一温度下加热第一时间段获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C;以使所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。
[0070]本实施例中加热炉的工作原理，在实施例一中已经详细说明，为了说明书的简洁， 在此就不再累述了。
[0071]上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点:
[0072]本申请实施例提供的方法及加热炉，一方面，由于加热温度只要在固相线温度以下，便不会产生液体富铜相，而在加Ni的含铜钢连铸板坯中，富铜相生成最低温度比铜的熔点1083°C要高一些，故设置加热温度小于等于富铜相生成最低温度，不仅可以阻止生成富铜相层，还对加热设备要求降低，有利于增加产线操作的灵活性。另一方面，铜元素在钢中的扩散系数1300°C时是1200°C时的2倍，当温度升高后，铜的液相能迅速向钢的基体内扩散，进而减轻或消除了富铜相层;故当加热温度多1280°C时，“铜脆”缺陷明显消除。[〇〇73]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0074]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种含铜钢连铸板坯加热方法，其特征在于，所述方法包括: 所述含铜钢连铸板坯进入热乳工序加热炉中，在第一温度下加热第一时间段，获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°c; 所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷，具体为: 所述热坯出所述加热炉后，依次经除鳞、粗乳、精乳、冷却和卷曲后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的所述热乳钢卷。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜钢连铸板坯的成分及所述成分的重量百分比为: C彡0.20%，Si彡0.60%，Mn彡2.0%，P彡0.15%，S彡0.01%，(X1.0%，Cu:0.2?1.0%，Ni彡0.2%。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜钢连铸板坯的宽度为800mm?2150mmο5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时间段大于等于20min。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富铜相生成最低温度根据Cu-Ni相图的固相线确定。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富铜相层为所述含铜钢连铸板坯表面的厚度<3mm，Cu含量>0.6%的基体层。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热坯是经过所述加热炉加热后，温度高于1000°C的含铜钢连铸板坯。9.如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述第一温度根据所述加热炉的设备参数确定;所述设备参数包括乳制速度。10.一种热乳工序加热炉，其特征在于，包括: 加热炉炉体； 温度控制单元，用于控制所述加热炉炉体的加热温度为第一温度，以在含铜钢连铸板坯进入所述加热炉后，在第一温度下加热第一时间段获得富铜相层厚度小于第一阈值或不含富铜相层的热坯;其中，所述第一温度小于等于富铜相生成最低温度，或所述第一温度大于等于1280°C;以使所述热坯经后处理工序后，获得铜脆表面缺陷检出率小于第二阈值的热乳钢卷。
【文档编号】C22C38/02GK105964704SQ201610294139
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】陈玉鑫, 刘建华, 韩乐, 王莉, 陈守关, 詹美珠, 王朝斌, 田贵昌, 彭国仲, 王少军, 闫文涛, 白艳江, 马海龙, 王章岭, 杨晋, 徐永先, 李向奎, 王胜东, 李欢, 罗磊, 李仕儒, 黄财德
【申请人】首钢京唐钢铁联合有限责任公司