一種防止鑄坯角裂含硼鋼的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種防止鑄坯角裂含硼鋼的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含硼鋼以中碳鋼為主，含碳量主要集中在0.10%?0.16%，此類鋼碳含量正處于包晶反應(yīng)的裂紋敏感區(qū)，此外鋼中BN等第二相夾雜析出等會造成鑄坯角部的應(yīng)力集中，坯料角部易出現(xiàn)裂紋。角裂大部分出現(xiàn)在上角(內(nèi)弧)以及震痕內(nèi)，不同寬度的鑄坯均有，一般長度為3mm?12mm,寬度為0.1 2mm?0.16mm。
[0003]采用傳統(tǒng)的控制手段，包括結(jié)晶器液面控制、改善結(jié)晶器冷卻條件、改變鑄機(jī)拉速、改變保護(hù)渣等，仍不能有效控制此類鋼鑄坯角裂的產(chǎn)生。含硼鋼的含碳量正好處于包晶區(qū)，碳在此區(qū)間的鋼水冷卻過程中易出現(xiàn)角部裂紋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種防止鑄坯角裂含硼鋼的制備方法，旨在解決含硼鋼坯料角部易出現(xiàn)裂紋的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種防止鑄坯角裂含硼鋼的制備方法，依次包括對鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、鋼坯連鑄、板坯再加熱以及熱連軋，按照質(zhì)量百分比，該含硼鋼的成分為:c:0.17 ?0.18，Si:0.02 ?0.20，Μη:0.23 ?1.26，Ρ〈0.017，S〈0.014，Ν〈0.0052，Β:0.0005?0.0010，ΑΙ:0.015?0.034，余量為Fe，在爐外精煉過程中加入按照質(zhì)量百分比含量0.01?0.035加入Ti。
[0006]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)爐冶煉過程包括:
[0007](1)采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)行生產(chǎn)，出鋼后在爐后吹氬氣2?5min，氬氣流量0.2?
0.4m3/min,吹氧壓力 0.3 ?0.5MPa ；
[0008](2)出鋼量占總量1/4體積時(shí)，按照常規(guī)方式開始向鋼包加入鋁鐵350?400kg/180噸進(jìn)行預(yù)脫氧，按照最終硼鋼中Μη和Si的含量加入錳鐵、硅鐵合金化，同時(shí)加入常規(guī)的脫硫劑500?600kg/180噸與鋼水進(jìn)行混沖脫硫處理。
[0009]進(jìn)一步地,爐外精煉包括:
[0010](1)進(jìn)精煉工位后繼續(xù)鋼包底吹氬氣攪拌，向鋼包加入鋁線脫氧，取樣分析含氧量，氧的質(zhì)量百分比含量控制在0.0020%?0.0040%區(qū)間時(shí)加入鈦鐵，充分溶解后加入硼鐵；
[0011](2)向鋼包加入硼鐵后,調(diào)小吹氧量,氧氣流量0.05?0.lm3/min,吹氧壓力減小到0.1?0.2MPa，軟吹氬5min以上后離站、連鑄。
[0012]進(jìn)一步地，熱連軋過程，卷取溫度和終軋溫度需要分別提高至60(TC -660°C。
[0013]進(jìn)一步地，連鑄中間包烘烤溫度1100?1120°C，采用結(jié)晶器保護(hù)渣，保證中間包液面波動(dòng)〈50_，結(jié)晶器液面波動(dòng)〈2_，控制拉坯速度0.9?1.7m/min。
[0014]進(jìn)一步地,所述招線按照質(zhì)量百分比含量包括:A148%?50%,余量為Fe。
[0015]進(jìn)一步地，步驟1)中在脫氧完全后，至少保持5min后，每噸鋼加鈦鐵0.5?1.75kg固氮，按照質(zhì)量百分比含量，鈦鐵包括:Ti20%?25%，余量為Fe。
[0016]進(jìn)一步地，需在鈦鐵充分溶解后添加硼鐵，硼鐵用鋁皮包裹，鋁皮厚度為0.1?1.5mm，按照質(zhì)量百分比含量，硼鐵包含:B15?17%，余量主要為Fe。
[0017]與傳統(tǒng)含硼鋼相比，本發(fā)明需提高卷取溫度，終軋溫度適當(dāng)提高，正常情況下，含硼鋼卷曲溫度為580-60(TC，根據(jù)添加不同的Ti含量以及產(chǎn)品厚度，卷取溫度和終軋溫度需要分別提高20°C -60°C。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:
[0019]因鋼中含硼，硼易于和氮結(jié)合形成穩(wěn)定的BN，并在鋼水凝固過程中析出，形成第二相夾雜造成鑄坯角裂。因在鋼中添加鈦元素，鈦主要起到固定氮的作用，鋼水在凝固過程中會先析出Ti2N2和Ti3N4，阻止了 BN的析出，而BN析出量的多少對鑄坯角部質(zhì)量有絕對影響。結(jié)合氮化鈦的形成，必須控制鋼水中氮的含量，根據(jù)鋼水中不同的氮含量添加鈦。加入順序?yàn)橄任逛X進(jìn)行脫氧，再喂鈦固定氮，然后再喂硼。
[0020]含硼鋼以中碳鋼為主，碳含量主要集中在0.10%?0.16%，正好處于包晶區(qū)(0.08%?0.17% )，為了有效避免包晶區(qū)，將碳含量適當(dāng)提高到0.17%以上，避免發(fā)生包晶反應(yīng)，可有效防止線收縮量過大，坯殼與結(jié)晶器器壁容易形成氣隙，而氣隙的過早形成會導(dǎo)致收縮不均和坯殼厚度不均，在角部容易形成裂紋。調(diào)整碳含量后和加入鈦后，鋼的強(qiáng)度有所升高，因此根據(jù)不同鋼種對錳含量必須適當(dāng)下調(diào)，以滿足鋼的強(qiáng)度要求。
[0021]含硼鋼角部裂紋主要因?yàn)锽N的高溫析出引起應(yīng)力集中，通過添加一定含量的Ti，因TiN的析出溫度高于BN溫度，因此，游離態(tài)N大部分被Ti固定，明顯降低了鋼中BN的析出溫度，熱力學(xué)分析數(shù)據(jù)表明，當(dāng)鋼中N含量為0.0040%，含硼0.0008%時(shí)，BN析出溫度為1240°C，鋼中添力口 0.02% m Ti, BN析出溫度降低至1080。。。
[0022]根據(jù)煉鋼統(tǒng)計(jì)情況，在采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)含硼鋼時(shí)，鑄坯角裂嚴(yán)重，下線清理率87.9%，乳后缺陷率為9.95%。而采用本發(fā)明熱軋加硼鋼添加鈦后，鑄坯質(zhì)量有有明顯改觀，下線清理率將至15.06%，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，缺陷率已經(jīng)降低至1.39%。此外，對含硼鋼力學(xué)性能進(jìn)行檢測分析結(jié)果表明，加Ti以后含硼鋼力學(xué)性能也有所提高。
[0023]對Ti在鋼中BN析出溫度的影響曲線，隨著Ti的加入量的提高，BN的析出溫度逐漸降低，可有效避免高溫BN沿晶界析出，而在矯直過程中引起的脆性裂紋。
【附圖說明】
[0024]圖1為傳統(tǒng)含硼鋼鑄坯邊角部形貌；
[0025]圖2為本發(fā)明含硼鋼鑄坯邊角部形貌；
[0026]圖3為Ti的添加量對鋼中BN析出溫度的影響曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]實(shí)施例:SS400鋼
[0029]I按照硼鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比％包含:C0.17、S1.12、Mn0.36、P0.009、S0.014、N0.0041、B0.0008 ;余量為 Fe。
[0030]2工藝路線為:
[0031 ] 鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐冶煉-爐外精煉-添加T1-連鑄-再加熱-熱連軋-檢驗(yàn)入庫。
[0032]3制備方法主要工藝措施
[0033]煉鋼過程:采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)行生產(chǎn)，出鋼后在爐后吹氬氣5min，氬氣流量0.4m3/min,吹氬壓力0.5MPa ;出鋼重量1/4開始，開始向鋼包加入鋁鐵350kg/180噸進(jìn)行預(yù)脫氧，按照最終硼鋼中Mn和Si的含量加入錳鐵、硅鐵合金化，同時(shí)加入活性石灰500?600kg/180噸與鋼水進(jìn)行混沖脫硫處理。
[0034]精煉過程:精煉過程中在白渣下充分?jǐn)嚢瑁蜾摪尤脘X線2.5kg/噸鋼進(jìn)行脫氧，鋁線按照質(zhì)量百分比含量包括:A148%，余量為Fe，取樣分析，[O]控制在0.0020%?
0.0040%區(qū)間，調(diào)整其他C、S1、Mn化學(xué)成分，脫氧完全后，至少保持5min后按照鈦的質(zhì)量百分含量0.02%加入鈦鐵，充分溶解后加入0.0008%質(zhì)量百分含量的硼鐵；硼鐵用鋁皮包裹，招皮厚度為1.5mm,硼鐵包含:B15?17%,余量主要為