一种降低厚板坯热装裂纹发生率的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种降低厚板坯热装裂纹发生率的方法。

背景技术

连铸板坯直接热送热装工艺对缩短工艺流程，缓解铸坯堆放场地不足矛盾有着明显效果。另外，连铸坯直接热送热装工艺与传统冷装工艺相比具有明显的经济优势。统计研究表明，连铸坯入加热炉后加热温度每升高100℃，可降低燃料消耗6％左右，相对于冷装工艺，采用一般热送热装工艺可节能30％，采用直接热送热装可节能65％，采用直接轧制工艺可节能70％-80％。鉴于上述优势，连铸坯热送热装率已成为钢铁企业的一个重要指标。

但是低合金高强度钢连铸坯在直接热送热装过程中，钢板表面较常规工艺容易出现裂纹，这是因为低合金高强度钢连铸坯在奥氏体+铁素体两相区装入加热炉时，一方面由于铸坯表面和内部温度的差异，造成相变不同步，导致铸坯表面存在温度应力和组织应力。另一方面，由于低合金高强钢中Nb、Al等元素的碳氮化物在原始奥氏体晶界上析出，弱化了晶界，导致高温下出现脆性。这两个因素共同作用导致低合金高强钢连铸坯直接热装热送较传统工艺更易出现裂纹。

中国专利CN10222968A公开了一种实现高强度低合金钢连铸坯直接热送的方法，通过将连铸坯在连铸辊道上按2-5℃/s的速度快速冷却到500℃以下，避开两相区，同时避免原奥氏体晶界上析出的碳化物和氮化物造成的晶界脆性，连铸坯经快速冷却后再经过5min以上的回温时间即可将坯料热送入加热炉，避免了轧后裂纹缺陷的形成。不足之处是未给出冷却参数，适用性不强。

中国专利CN109202029 B公开了一种防止微合金钢连铸坯矫直和热送裂纹的生产方法，矫直前对连铸坯快速冷却，冷却速率5℃/s～10℃/s，连铸坯表面温度降低至450℃以下；矫直阶段控制坯料表面温度≤600℃；矫直后并且切割前对连铸坯进行回温控制，连铸坯回温后表面温度大于钢种Ar3温度，在改善了连铸坯表面质量的同时，提高热装热送的质量和效率。不足之处是直接在连铸阶段进行快速冷却，控制难度大，适用性不强。

中国专利CN 110756756 A公开了一种降低热送铸坯表面裂纹生成率的方法。连铸坯过矫直段后进行第一轮快速冷却，切割定尺后连铸坯进行第二轮快速冷却。该方法经过两轮快冷后可以细化铸坯表面的晶粒尺寸，铸坯表面的平均晶粒尺寸能达到25um以下，降低热送铸坯表面裂纹生成率。不足之处是需要经过二轮快速冷却，特别是第一轮快速冷却在连铸矫直段后，控制难度大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种降低低合金高强钢厚板坯直接热装热送过程中钢板裂纹发生率的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种降低厚板坯热装裂纹发生率的方法，连铸生产出的切割定尺后的250mm或300mm高温厚板坯进入板坯专用冷却装置进行冷却，冷却介质为循环水，水温≤28℃，冷却水流量控制在200立方米/小时以上，供水压力≥0.2MPa，上喷梁保证板坯上表面全覆盖，下喷梁水柱超辊面200mm以上；

对厚板坯冷却，按照3-6℃/s的速度进行快速冷却，将板坯表面温度快速冷却至550℃以下，根据实际需要可以调整辊道速度；

板坯经快速冷却后，在辊道上停留5min以上后即可直接装入加热炉。

进一步的，所述厚板坯包含如下质量百分比的化学成分：C≤0.20％、Si≤0.50％、Mn≤2.00％0.01％≤Nb≤0.10％、0.01％≤Al≤0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步的，按照5℃/s的速度快速冷却至510℃，在辊道上停留10min后直接装入加热炉。

进一步的，按照4℃/s的速度快速冷却至480℃，在辊道上停留12min后直接装入加热炉。

进一步的，按照4℃/s的速度快速冷却至500℃，在辊道上停留10min后直接装入加热炉。

进一步的，按照4℃/s的速度快速冷却至490℃，在辊道上停留10min后直接装入加热炉。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明的优点在于将连铸坯表面组织演变成回火马氏体或贝氏体组织，避免在原始奥氏体晶界上偏聚析出碳、氮化物和薄膜状铁素体，提高连铸坯表面高温塑性，避免了裂纹缺陷，同时避免了两相区热装热送时因第二相析出和混晶造成的晶界脆性的降低；本发明通过快速冷却和回温控制，改善了连铸坯表面组织，改善了表面组织强度和塑性，有效控制了热应力和相变应力，避免了热装热送过程中裂纹的形成，同时提高了热装热送效率，实现了节能降耗。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为实施例1中常规工艺铸坯低倍宏观组织图；

图2为实施例1中铸坯低倍宏观组织图。

具体实施方式

以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

连铸生产出的切割定尺后的250mm或300mm高温厚板坯进入板坯专用冷却装置进行冷却，冷却介质为循环水，水温≤28℃。冷却水流量控制在200立方米/小时以上，供水压力≥0.2MPa，上喷梁保证板坯上表面全覆盖，下喷梁水柱超辊面200mm以上。

采用板坯专用冷却装置对厚板坯冷却，按照3-6℃/s的速度进行快速冷却，将板坯表面温度快速冷却至550℃以下，根据实际需要可以调整辊道速度。

板坯经快速冷却后，在辊道上停留5min以上后即可直接装入加热炉。

在上述方法中，钢种包含如下化学成分质量百分比：C≤0.20％、0.01％≤Nb≤0.10％、0.01％≤Al≤0.10％。

以下用实施例结合附图对本发明作更详细的描述。

实施例1：

某钢厂宽厚板生产线，尺寸250mm×2200mm的中碳Q355ME风电用钢，之前都是采用普通热装工艺，即高温连铸坯下线缓冷8-12h，保证连铸坯温度小于650℃后方可装炉进行加热轧制，普通热装具有生产效率相对较低，裂纹发生率相对较高的缺点。采用普通热装热送工艺生产的30mm钢板表面裂纹率的发生率为7％。

采用本发明工艺，采用板坯专用冷却装置对厚板坯冷却，按照5℃/s的速度快速冷却至510℃，在辊道上停留10min后直接装入加热炉，批量热轧后钢板表面未发现裂纹。

实施例2：

某钢厂宽厚板生产线，尺寸250mm×2000mm的中碳-Nb Q420ME风电用钢，采用普通热装热送工艺生产的36mm钢板表面裂纹率的发生率为10％。采用本发明工艺，采用板坯专用冷却装置对厚板坯冷却，按照4℃/s的速度快速冷却至480℃，在辊道上停留12min后直接装入加热炉，批量热轧后钢板表面未发现裂纹。

实施例3：

某钢厂宽厚板生产线，尺寸250mm×2000mm的中碳-Nb Q345qE桥梁用钢，采用普通热装热送工艺生产的40mm钢板表面裂纹率的发生率为8％。采用本发明工艺，采用板坯专用冷却装置对厚板坯冷却，按照4℃/s的速度快速冷却至500℃，在辊道上停留10min后直接装入加热炉，批量热轧后钢板表面未发现裂纹。

实施例4：

某钢厂宽厚板生产线，尺寸250mm×2200mm的中碳-Nb-Ti Q370qE桥梁用钢，采用普通热装热送工艺生产的25mm钢板表面裂纹率的发生率为4％。采用本发明工艺，采用板坯专用冷却装置对厚板坯冷却，按照4℃/s的速度快速冷却至490℃，在辊道上停留10min后直接装入加热炉，批量热轧后钢板表面未发现裂纹。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。