一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法
【专利摘要】本发明公开了一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，主要通过铁水预处理、转炉出钢纯铝块脱氧、LF炉造白渣精炼和RH真空处理等工艺控制钢水纯净度、连浇炉次中间包钢水过热度控制在5~20℃、保证铸坯堆垛缓冷时间≥48h以及超快冷系统头尾遮蔽技术控制钢板轧后冷却速度，有效控制了钢板中心裂纹的产生。本发明改善了钢板内部质量，提高了性能合格率以及探伤钢种的探伤合格率，取得了良好的经济和社会效益。
【专利说明】一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金领域，涉及一种控制钢板中心裂纹产生的方法，具体来讲是一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法。
技术背景
[0002]中碳系列(主要包括Q345系列、S355系列以及A709Gr50系列等)钢板因具有良好综合力学性能和工艺性能，目前是涉及锅炉和压力容器、工程结构以及工程机械领域用途最广、用量最大的钢种系列之一。然而，生产实践发现，中碳系列钢板极易出现探伤不合格以及力学性能不稳定问题，金相检测与扫描电镜-能谱分析发现，导致此类问题的主要缺陷为严重的钢板中心裂纹，裂纹处间或有A类或B类夹杂，裂纹两侧存在严重的贝氏体或马氏体偏析。因此，为了提高中碳系列钢板质量，解决探伤不合格以及力学性能不稳定问题， 必须对钢板中心裂纹的产生进行有效控制。
【发明内容】
[0003]为克服现有中碳系列钢板生产中的内部缺陷，本发明的主要目的提供了一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，在该方法控制下生产的中碳系列钢板有效避免了轧后钢板中心裂纹产生的产生，改善了产品内部质量，提高了钢板的性能合格率和探伤钢种探伤合格率，取得了良好的经济和社会效益。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，其特征在于:该方法通过控制钢水纯净度、中间包钢水过热度、铸坯堆垛缓冷时间以及钢板轧后冷却速度，有效控制了钢板中心裂纹的产生，具体要求如下:
(I)钢水纯净度控制。铁水需经过预脱硫处理，控制入转炉铁水硫含量< 0.015%,并充分扒渣；顶底复合吹炼转炉冶炼，保证出钢磷含量< 0.015%，严格避免转炉下渣，出钢采用纯铝块脱氧，保证到精炼铝含量在0.010-0.050% ；LF精炼炉造白渣，采用铝粒/粉/丝脱氧，加入量根据脱氧及造渣情况确定，分批加入。渣料(含转炉出钢过程中加入的渣料)加入总量为10-12kg/t钢，保证冶炼终点硫含量< 50ppm;钢水精炼过程全部经过真空处理，要求真空度< 5.0mbar，保持时间> 12min ;此外为有效降低钢水中氢含量，要求冶炼过程所有合金、造渣料以及所使用的耐火材料均需在>40°C的烘烤房进行充分烘烤。
[0005](2)中间包钢水过热度控制。控制钢包周转时间，加强生产节奏控制，保证连浇炉次钢水过热度控制在5~20°C，开浇炉次可相应提高10°C ；
(3)钢坯堆垛缓冷控制。细化钢坯堆垛缓冷时间，对中碳系列钢种铸坯下线堆垛缓冷时间要求> 48h后再入轧钢加热炉重新加热。
[0006](4)钢板轧后冷却控制。钢板轧后冷却速度控制在10°C /min以下，钢板进入超快冷系统后，视钢板头尾和中间的温差情况对头尾进行避让，投用头尾遮蔽功能，减少钢板头尾与中间的温差，保证钢板长度方向温度的均匀性。非在线剪切钢板要求在下线温度^ 350°C下堆垛缓冷72小时后再行剪切。
[0007]本发明通过控制钢水纯净度和钢水中间包过热度，有效控制了铸坯中心偏析和钢板内部白点缺陷，减少了裂纹源产生。此外通过加强钢板轧后冷却控制，保证钢板的均匀冷却，并对非在线剪切板进行带温堆垛缓冷，有效弥合裂纹源，进而有效抑制裂纹的发展，最终通过以上措施综合控制钢板中心裂纹产生。
[0008]本发明成功解决了中碳系列钢板中心裂纹的问题，改善了钢板内部质量，提高了性能合格率以及探伤钢种的探伤合格率，取得了良好的经济和社会效益。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，该方法通过控制钢水纯净度、中间包钢水过热度、铸坯堆垛缓冷时间以及钢板轧后冷却速度，有效控制了钢板中心裂纹的产生， 选择炼钢一组11炉Q345R容器钢，铸坯尺寸220mm*2060mm*长，铸坯总重1666.296t，轧制钢种牌号为Q345R，钢板厚度为16~50mm，钢板总重1501.881t。具体要求如下:
控制钢水纯净度。通过铁水需经过预脱硫处理，控制入转炉铁水硫含量< 0.015%,并充分扒渣；顶底复合吹炼转炉冶炼，保证出钢磷含量< 0.015%，严格避免转炉下渣，出钢采用纯铝块脱氧，保证到精炼铝含量在0.080% ；LF精炼炉造白渣，采用铝粒对渣进行脱氧，按 4(T60kg/炉分批加入，每批次l(Tl5kg，加入5min后取渣样，观察渣的颜色，待渣的颜色变为灰白色停止加入。渣料(含转炉出钢过程中加入的渣料)加入总量为10kg/t钢，保证冶炼终点硫含量< 50ppm ;钢水精炼过程全部经过真空处理，要求真空度< 5.0mbar，保持时间 ^ 12min ;此外为有效降低钢水中氢含量，要求冶炼过程所有合金、造渣料以及所使用的耐火材料均需在> 40°C的烘烤房进行充分烘烤。
[0010]中间包钢水过热度控制。控制钢包周转时间，加强生产节奏控制，保证连浇炉次钢水过热度控制在15°c，开浇炉次可相应提高10°C，为25°C。
[0011]细化钢坯堆垛缓冷时间，对中碳系列钢种铸坯下线堆垛缓冷时间要求> 48h后再入轧钢加热炉重新加热。
[0012]钢板轧后冷却速度控制在10°C /min以下，钢板进入超快冷系统后，视钢板头尾和中间的温差情况对头尾进行避让，投用头尾遮蔽功能，减少钢板头尾与中间的温差，保证钢板长度方向温度的均匀性。非在线剪切钢板要求在下线温度> 350°C下堆垛缓冷72小时后再行剪切。
[0013]对此组钢板剪切后全部按JB4730/2005 II级探伤标准进行自动超声波探伤，探伤 1501.881t，探伤合格率为100%。并对其进行取样进行性能检测，性能合格达到100%。随机对本组钢板头尾部进行取样，进行金相分析，也均未发现中心裂纹。通过以上综合评定，钢板中心裂纹发生率得到有效控制。
[0014]实施例2
一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，本实施例选择炼钢一组10炉S355J-2 中碳合金钢，铸坯尺寸260mm*2260mm*长，铸坯总重1535.518t，轧制牌号为Q345BZ15、 Q345BZ25和Q345R，钢板厚度为16~45mm，钢板总重1375.142t。具体要求如下:
主要通过铁水需经过预脱 硫处理，控制入转炉铁水硫含量< 0.015%,并充分扒渣；顶底复合吹炼转炉冶炼，保证出钢磷含量< 0.015%，严格避免转炉下渣，出钢采用纯铝块脱氧，保证到精炼铝含量在0.010-0.050% ；LF精炼炉造白渣，采用铝丝对渣进行脱氧，按 2(T30kg/炉分批加入，每批次5~10kg，加入5min后取渣样，观察渣的颜色，待渣的颜色变为灰白色停止加入。渣料(含转炉出钢过程中加入的渣料)加入总量为10-12kg/t钢，保证冶炼终点硫含量< 50ppm ;钢水精炼过程全部经过真空处理，真空度< 5.0mbar，保持时间 ^ 12min ;冶炼过程所有合金、造渣料以及所使用的耐火材料均需在> 40°C的烘烤房进行充分烘烤。
[0015]中间包钢水过热度控制。连浇炉次钢水过热度控制在20°C (开浇炉次可相应提高 10°C);中碳系列钢种铸坯下线堆垛缓冷时间要求> 48h后再入轧钢加热炉重新加热。
[0016]钢板轧后冷却速度控制在10°C /min以下，钢板进入超快冷系统后，视钢板头尾和中间的温差情况对头尾进行避让，投用头尾遮蔽功能，减少钢板头尾与中间的温差，保证钢板长度方向温度的均匀性。厚度大于22mm钢板要求在下线温度> 350°C下堆垛缓冷72小时后再行剪切。[0017]对此组钢板剪切后全部按JB4730/2005 II级探伤标准进行自动超声波探伤，探伤 1375.142t，探伤合格率为100%。并对其进行取样进行性能检测，性能合格达到100%。随机对本组钢板头尾部进行取样，进行金相分析，也均未发现中心裂纹。通过以上综合评定，钢板中心裂纹发生率得到有效控制。
【权利要求】
1.一种有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，其特征在于:该方法通过控制钢水纯净度、中间包钢水过热度、铸坯堆垛缓冷时间以及钢板轧后冷却速度，有效控制了钢板中心裂纹的产生,具体要求如下:(1)钢水纯净度控制；铁水经过预脱硫处理，控制入转炉铁水硫含量<0.015% ;顶底复合吹炼转炉冶炼，保证出钢磷含量< 0.015%，避免转炉下渣，出钢采用纯铝块脱氧，保证到精炼铝含量在0.010-0.050% ；LF精炼炉造白渣，采用铝粒/粉/丝脱氧，分批加入；渣料加入总量为10-12kg/t钢，保证冶炼终点硫含量< 50ppm ;钢水精炼过程全部经过真空处理， 要求真空度< 5.0mbar,保持时间≥12min ；(2)中间包钢水过热度控制；控制钢包周转时间，加强生产节奏控制，保证连浇炉次钢水过热度控制在5~20°C ；(3)钢坯堆垛缓冷控制；细化钢坯堆垛缓冷时间，对中碳系列钢种铸坯下线堆垛缓冷时间要求> 48h后再入轧钢加热炉重新加热；(4)钢板轧后冷却控制；钢板轧后冷却速度控制在10°C/min以下；非在线剪切钢板要求在下线温度≥350°C下堆垛缓冷72小时后再行剪切。
2.根据权利要求1所述的有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，其特征在于:冶炼过程中加入的合金、造渣料以及所使用的耐火材料均需在>40°C的烘烤房进行充分烘烤。
3.根据权利要求1所述的有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，其特征在于:钢板进入超快冷系统后，视钢板头尾和中间的温差情况对头尾进行避让，投用头尾遮蔽功能， 减少钢板头尾与中间的温差，保证钢板长度方向温度的均匀性。
4.根据权利要求1所述的有效控制中碳钢钢板中心裂纹产生的方法，其特征在于:步骤(2)中，开浇炉次钢水过热度比连浇炉次提高10°C。
【文档编号】C21D8/02GK103602775SQ201310657750
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】刘军, 楚觉非, 王端军, 何烈云, 王攀峰, 侯彩霞 申请人:南京钢铁股份有限公司