CN113695396A - 一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40‑100mm中厚板的方法，属于炼钢‑轧钢技术领域，所述中厚板的轧制方法包括铁水冶炼、浇铸获得连铸坯，铸坯加热前需对铸坯进行质检，质检内容包括对铸坯实际宽度B₀及铸坯两侧角部裂纹宽度B₁、B₂进行测量，根据铸坯裂纹带宽度及轧制宽展比决定铸坯是否需要进行清理。通过控制加热及轧制工艺控制控制翻平宽度在设计范围内，可实现轧制钢板双边总切边量在70‑100mm时，连铸坯单边棱部25mm以内裂纹免清理轧制，轧制后获得的钢板单边翻平宽展的宽度控制在15mm以内，角部裂纹带控制在切边量范围内，在精整时都可以切掉，不仅减少角部裂纹铸坯的清角成本，而且大幅度提高成材率，具有显著经济效益。

Description

一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的 方法

技术领域

本发明涉及炼钢-轧钢技术领域，具体涉及到一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法。

背景技术

连铸坯的角部横裂纹问题是困扰连铸生产的关键质量问题，也是各钢厂难以彻底解决的问题，为了保证轧后钢板的质量，一般需要对连铸坯进行下线清角处理，不仅制约了热装热送的应用，同时也严重阻碍合同履约及增加生产成本。

特别是300mm及以上大断面连铸坯，角部横裂纹问题尤为普遍。某企业连铸坯角部横裂纹比例达到90%左右，清理压力任务巨大。连铸坯角部裂纹位于铸坯边部，一般在距离边部30mm以内；大量生产实践表明，未清理连铸坯角部裂纹直接轧制的钢板裂纹并没有出现在钢板边部，出现裂纹向中间“移动”的现象，裂纹单边“内移”距离在5-40mm之间，加上裂纹带宽度，切边量至少需要100mm以上才能切除，特别30-100mm中厚板，切边量降低至70-100mm，角部裂纹基本都切不掉，造成到大量裂纹计划外，因此不得不对铸坯清理后才能进行轧制。

对于连铸坯的角裂纹，传统处理办法是通过增加钢板切边量，未清理直接轧制后续切割掉裂纹，保证钢板正品。但是随着企业降成本的推进、轧制立辊的大量使用及轧制成材率提高的要求，钢板切边量由原来100-140mm降低到70-100mm后，未清理铸坯轧制钢板裂纹出现批量计划外，不得不全部清理，严重影响炼钢质量合格率及合同履约。因此如何实现铸坯角度裂纹免清理轧制，同时提高成材率，减少工艺流程，提高合同履约率，成为技术人员研究的方向。

如授权公告号为CN102284482B的专利公开了一种有效控制中厚板横向边裂的方法，属于炼钢-轧钢技术领域。控制的工艺参数为：连铸工艺：连铸机扇形段基弧辊缝精度控制在±0.5mm以内；保证铸机的保护浇铸，控制增氮量为5ppm以下；将钢坯宽度尺寸偏差控制在-10~15mm之间。轧钢工艺：钢坯的出炉温度控制在1160~1300℃之间；轧制钢板宽度与钢坯宽度比，宽展比在1.15~2.1之间，并且对应不同的宽展比切边量不同，单边切边余量控制在38mm~63mm之间；钢坯厚度与钢板厚度的压缩比大于5~25；对于中碳含 Nb 钢，角部裂纹长度小于15mm，普碳、低合金等钢种类型钢坯角部裂纹小于20mm的钢坯可以直接轧制，超出限定尺寸的裂纹必须进行清理或切除。

该专利所述方法压缩比要求大于5-25，主要适用于轧制厚度在10-40mm的薄板，对于轧制厚度40mm以上钢板，轧制压缩比只有3-8的厚板，没有提供明确的边裂控制方法；同时，该专利轧制双边切边量在76-126mm，切边量范围也比较大，也没有明确给出设定切边量的计算公式，不便于实际操作及控制。同时，该专利中碳含 Nb 钢角部裂纹小于15mm，普碳、低合金等钢种角部裂纹小于20mm实现免清理轧制，20mm以上角裂纹必须清理及切角。

发明内容

针对上述问题，本发明人经过反复研究，开发出一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，将铸坯轧制过程单边翻平宽展的宽度控制在15mm以内，在轧制钢板切边量只有70-100mm的条件下，铸坯棱部25mm以内裂纹可实现免清理轧制，不仅减少铸坯的清角成本，而且大幅度提高成材率，具有良好的经济效益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，所述中厚板的轧制方法包括铁水冶炼、浇铸获得连铸坯，铸坯经加热、轧制、精整获得成品钢板，铸坯加热前需对铸坯进行质检，质检内容包括对铸坯实际宽度B₀及铸坯两侧角部裂纹宽度B₁、B₂进行测量，根据铸坯角部裂纹带宽度及轧制宽展比决定铸坯是否需要进行清理，具体判定公式如下：

ΔB＞（B₁+B₂）*B/B₀+C

ΔB为提料轧制钢板双边总切边量，B₀为铸坯宽度，B₁、B₂分别为铸坯左右角部裂纹宽度，B为钢板轧制宽度，C为常数。连铸坯角部裂纹满足上述判定公式要求的，可免清理直接装炉、轧制。

进一步地，常数C可选的在10mm至40mm之间，通常与压缩比、晾钢厚度、轧制压下量、轧制温度及轧制摩擦系数有关。但为便于现场工艺执行，常数C优选为30mm，好处在于既能保证角部裂纹全部被切掉，又能避免切边量过大，提高成材率。

进一步地，铸坯的出炉温度控制在 1180～1250℃之间，铸坯出炉立刻进行高压除磷，到轧机时铸坯表面温度控制在1050℃以上，粗轧阶段铸坯表面温度控制在1020℃以上，道次压下率控制在20%以内，粗轧压缩比大于2.3，粗轧阶段的立辊总挤边量控制在30mm以内。

进一步地，粗轧结束晾钢厚度按照成品厚度1.5-2.1倍控制，晾钢最大厚度不超过130mm，晾钢及待温轧制块数控制在4块以内，晾钢时间不超过8分钟。

优选地，对于晾钢厚度≥100mm的钢板，采用IC或ACC对铸坯进行冷却，冷却速度控制在10℃/s以下；晾钢厚度＜100mm的钢板，可不用IC或ACC对铸坯进行冷却。

控制晾钢时间的目的在于，在两阶段控制轧制过程中，晾钢厚度过厚时，在自然冷却条件下，会导致晾钢时间过长，而晾钢时间过长会导致奥氏体晶粒过分长大，同时AlN等析出物沿着奥氏体晶界析出，导致钢板高温塑性迅速下降；精轧过程中，在较大轧制力作用下，裂纹可沿着奥氏体晶界的延伸及扩展，导致角部裂纹宽度增加。

进一步地，精轧阶段开轧温度不得低于830℃，终轧温度不低于780℃，整个精轧阶段轧制表面温度不得低于780℃，除首尾道次用高压水冷却外，其余道次禁止使用高压水，精轧道次压下率控制在25%以内。

本发明的有益效果包括：

本专利所述的判定公式不仅可用于判定连铸坯角部裂纹是否需要清理，而且可用于连铸坯角裂纹轧制后钢板裂纹宽度估算，用于轧制钢板切边量的优化，提高成材率。

本专利所述加热、轧制工艺控制方法，可有效控制连铸坯的角部裂纹轧制过程的“内移”问题，避免钢板轧制过程中裂纹带宽度增加。裂纹带宽度增加主要是因为连铸坯轧制过程中发生翻平宽展及鼓肚挤边后产生翻平造成的。通常轧制温度越低，轧制摩擦系数越大，轧制压下量越大，翻平及鼓肚宽展越严重；本专利主要通过提高轧制温度，控制粗轧、精轧压缩比例，限制轧制压下量，降低轧制摩擦系数，抑制翻平及鼓肚宽展，实现裂纹“内移”宽度控制。

通过本方案可将轧制40-100mm中厚板的翻平宽展由原来最大的60-80mm降低至30mm以下，在较低的轧制钢板切边量的情况下，实现连铸坯角部裂纹免清理轧制合格产品，提高了轧制成材率，同时降低了清理成本。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

所述中厚板的轧制方法包括铁水冶炼、浇铸获得连铸坯，铸坯经加热、轧制、精整获得成品钢板，具体如下：

连铸机精准控制铸坯宽度，宽度误差控制在-5~+10mm 之间。

连铸坯生产出来后，连铸工艺及成分正常炉次，每3炉铸坯抽检一块铸坯，成分变化及工艺波动炉次按照1炉抽检1块，测量角部裂纹带宽度及铸坯宽度；抽检铸坯时必须精确测量铸坯实际宽度B₀及铸坯两侧角部裂纹宽度B₁、B₂。铸坯角部裂纹宽度按照裂纹距离铸坯边度最大宽度计算，两侧分别计量，精确到mm，保证测量的数据的准确可靠。

根据铸坯裂纹带宽度及轧制宽展比决定铸坯是否进行清理，具体判定是否清理的公式如下：

ΔB＞（B₁+B₂）*B/B₀+C

根据铸坯角部裂纹的抽检情况进行判定是否进行清理，满足上述判定公式要求的铸坯可免清理直接装炉。

铸坯的出炉温度控制在 1180～1250℃之间，铸坯出炉立刻进行高压除磷，除磷后严禁长时间停留，到轧机时铸坯表面温度控制在1050℃以上，粗轧阶段铸坯表面温度控制在1020℃以上。

铸坯粗轧前将铸坯测量实际宽度同步到自动化轧制系统上，用于压下规程的转钢厚度的计算，粗轧阶段单道次压下率控制在20%以内，用于精确控制展宽宽度，粗轧阶段的立辊总挤边量控制在30mm以内，避免过度挤边。

晾钢厚度按照成品厚度1.5-2.1倍控制，严防晾钢厚度过厚，晾钢最大厚度不超过130mm，晾钢及待温轧制块数控制在4块以内，晾钢时间不超过8分钟。若晾钢厚度≥100mm的钢板，采用IC或者ACC对铸坯进行冷却，冷却速度控制在10℃/s以下，保证精轧温度满足工艺要求；晾钢厚度＜100mm的钢板，则不需要用IC或者ACC对铸坯进行冷却。

精轧阶段控制高压水及辊身水的使用，除精轧首尾道次外，其余道次禁止使用高压水，避免钢板降温过快。特别是控制好钢板边部的温度，严防钢板边部轧制温度过低。

精轧阶段开轧温度不得低于830℃，终轧温度不低于780℃，整个精轧阶段钢板表面温度不得低于780℃，精轧道次轧制压下率控制在25%以内。

实施例1

计划用300mm断面连铸坯批量轧制45mm厚钢板，铸坯单边角裂纹宽度在25mm以下，轧制钢板展宽比为1.2，根据所述专利的公式，裂纹带宽度为（25+25）×1.2+30=90mm,轧制提料切边量必须大于90mm才能切掉，因此可设计轧制钢板100mm切边量,实现铸坯免清理轧制。

铸坯的出炉温度控制在1200-1240℃，铸坯出炉立刻进行高压除磷，除磷后严禁长时间停留，到轧机时铸坯表面温度大于1080℃，粗轧阶段铸坯表面温度保持在1020℃以上。

铸坯粗轧前将铸坯测量实际宽度同步到自动化轧制系统上，用于压下规程的转钢厚度的计算，粗轧阶段单道次压下率控制在5-20%，用于精确控制展宽宽度，粗轧阶段的立辊总挤边量控制在30mm以下，避免过度挤边。

粗轧结束时晾钢厚度90mm，晾钢及待温轧制块数控制在4块以内，每块晾钢时间5-8分钟，不再进行ACC冷却。

精轧阶段控制高压水及辊身水的使用，除精轧首尾道次外，其余道次禁止使用高压水，避免钢板降温过快。特别是控制好钢板边部的温度，严防钢板边部轧制温度过低。

精轧阶段开轧温度在840-860℃，终轧温度800℃以上，整个精轧阶段钢板表面温度不低于780℃，精轧道次轧制压下率控制在10-25%。

钢板经矫直后，单边棱部裂纹宽度为40-45mm左右，符合切边量100mm设计，钢板成材率提高0.8%，同时省去连铸坯清角成本。

实施例2

计划用350mm断面连铸坯批量轧制70mm厚钢板，铸坯单边裂纹宽度是20mm以下，轧制钢板展宽比为1.4，根据所述专利的公式，裂纹带宽度为（20+20）×1.4+30=86mm,轧制提料切边量必须大于86mm才能切掉裂纹，因此可设计轧制钢板90mm切边量,实现铸坯免清理轧制。

铸坯的出炉温度控制在1200-1240℃，铸坯出炉立刻进行高压除磷，除磷后严禁长时间停留，到轧机时铸坯表面温度大于1080℃，粗轧阶段铸坯表面温度1020℃以上。

铸坯粗轧前将铸坯测量实际宽度同步到自动化轧制系统上，用于压下规程的转钢厚度的计算，粗轧阶段单道次压下率控制在5-20%，用于精确控制展宽宽度，粗轧阶段的；立辊总挤边量控制在30mm以下，避免过度挤边。

粗轧结束时晾钢厚度130mm，晾钢及待温轧制块数控制在4块以内，每块晾钢时间5-8分钟，采用IC或者ACC对铸坯进行冷却，冷却速度控制在5-10℃/s，终冷温度800-850℃，充分返红后满足精轧阶段轧制温度工艺要求。

精轧阶段控制高压水及辊身水的使用，除精轧首尾道次外，其余道次禁止使用高压水，避免钢板冷却不均匀及温度过低。特别是控制好钢板边部的温度，严防钢板边部轧制温度过低。

精轧阶段开轧温度830-840℃，终轧温度大于790℃，整个精轧阶段钢板表面温度不低于780℃，精轧道次轧制压下率控制在10-20%。

钢板经矫直后，单边棱部裂纹宽度为40mm，符合单边切边量45mm设计，切边量由原来120mm减少为90mm,钢板轧制成材率提高1.2%左右。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，所述中厚板的轧制方法包括铁水冶炼、浇铸获得连铸坯，铸坯经加热、轧制、精整获得成品钢板，其特征在于，铸坯加热前对铸坯进行质检，质检内容包括裂纹类型、铸坯实际宽度B₀及铸坯两侧角部裂纹宽度B₁、B₂进行测量；若仅存在连铸坯角部裂纹，可根据铸坯裂纹带宽度及轧制宽展比决定铸坯是否需要进行清理，具体判定公式如下：

ΔB＞（B₁+B₂）*B/B₀+C

ΔB为提料轧制钢板双边总切边量，B₀为铸坯宽度，B₁、B₂分别为铸坯左右角部裂纹宽度，B为钢板轧制宽度，C为常数；

连铸坯角部裂纹满足上述判定公式要求的，可免清理直接装炉、轧制。

2.如权利要求1所述的一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，其特征在于，常数C在10mm-40mm之间。

3.如权利要求2所述的一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，其特征在于，常数C为30mm。

4. 如权利要求1所述的一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，其特征在于，铸坯的出炉温度控制在 1180～1250℃之间，铸坯出炉立刻进行高压除磷，到轧机时铸坯表面温度控制在1050℃以上，粗轧阶段铸坯表面温度控制在1020℃以上，粗轧道次压下率控制在20%以内，粗轧压缩比大于2.3，粗轧阶段的立辊总挤边量控制在30mm以内。

5.如权利要求1所述的一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，其特征在于，粗轧结束晾钢厚度按照成品厚度1.5-2.1倍控制，晾钢最大厚度不超过130mm，晾钢及待温轧制块数控制在4块以内，晾钢时间不超过8分钟。

6.如权利要求3所述的一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，其特征在于，对于晾钢厚度≥100mm的中间坯，采用IC或ACC对铸坯进行冷却，冷却速度控制在10℃/s以下；晾钢厚度小于100mm的中间坯，可不用IC或ACC对铸坯进行冷却。

7.如权利要求1所述的一种连铸坯角部裂纹免清理低切边量轧制40-100mm中厚板的方法，其特征在于，精轧阶段开轧温度不得低于830℃，终轧温度不低于780℃，整个精轧阶段轧制表面温度不得低于780℃，除首尾高压除磷道次用高压水冷却外，其余道次禁止使用高压水，精轧道次压下率控制在25%以内。