[發明專利]一種減少含硼鋼寬厚板連鑄坯角部橫裂紋的方法

無效

• 申請號: 201210141665.5
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102653835A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 祭程;蔡兆鎮;朱苗勇;羅森;王衛領
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;B22D11/16
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體涉及一種減少含硼鋼寬厚板連鑄坯角部橫裂紋的方法。

背景技術

隨著我國交通運輸、石油化工、重型機械、海洋工程、核電軍工等行業的技術進步和迅猛發展，對大單重、大斷面鋼鐵產品的要求日益增加，從而大力推動了低合金、高強度的寬厚板連鑄工藝及裝備控制技術的發展。含硼鋼是典型的寬厚板連鑄坯生產鋼種，其具有成本低，強韌性高的特點，可廣泛用于壓力容器、運輸車輛、橋梁、電站等需要的大型鋼板。

在鋼中添加硼元素能提高鋼的淬透性和鋼的高溫強度，其中對鋼的淬透性的提高尤為顯著。有資料表明，在鋼中添加0.0010%-0.0030%的硼對淬透性的提高相對于加入0.6%的錳、0.7%的鉻、0.5%鉬和1.5%的鎳，因此只需要加入少量的硼即可節約大量的貴重合金原料。同時，由于硼是非金屬元素，在鋼中的溶解度很小，如果鋼種加入超過0.0050%的硼，對鋼的淬透性和硬度提高不大，且會降低鋼的韌性。因此，一般含硼鋼中的硼含量控制在0.0005%-0.0030%之間。

在鋼連鑄凝固過程中硼易與鋼中的C、N結合形成C、N化硼在晶界析出，從而降低鋼的熱塑性，導致鋼的裂紋敏感性增加。對于含硼鋼的寬厚板連鑄生產而言，一方面由于鑄坯寬度的增加，易出現冷卻不均勻的特點，另一方面由于斷面的增大在冷卻變形過程中鑄坯角部易出現熱應力和外應力的集中，從而導致角部橫裂紋缺陷的產生。生產實踐證明，含硼鋼寬厚板連鑄坯的角部橫裂紋是最常見的生產缺陷。角部橫裂紋在寬厚板連鑄坯上呈“跨角裂”形式，其發生于連鑄坯角部的晶間，屬于晶間裂紋，且裂紋常常被氧化鐵所覆蓋，因此難以檢查和清理，只能通過火焰清理的方式進行挽救。但當裂紋較深時，火焰清理也無法修復，鑄坯裂紋缺陷將遺傳至熱軋板上，形成條狀或線狀與軋制方向呈30°~90°夾角的貫穿性邊部缺陷，嚴重時甚至需要切除熱軋板邊部50mm以上才能徹底清除。

在含硼鋼專利技術方面：專利“201110293963.1含硼鋼的生產方法”介紹了一種含硼鋼的制備方法，其涉及的連鑄生產環節為200mm×200mm斷面的方坯連鑄生產，主要圍繞含硼鋼連鑄生產過程中可澆性進行闡述；專利“200710113916.8一種含硼鋼及其制備方法”介紹了一種含硼鋼及其制備方法，其涉及連鑄環節為方坯連鑄；專利“200810015497.9?一種真空冶煉含硼鋼提高和穩定硼回收率的方法”介紹了含硼鋼的冶煉方法，不涉及連鑄生產工藝；專利“03134895.5小方坯連鑄低碳含硼鋼的生產方法”介紹了小方坯連鑄生產含硼鋼的方法，小方坯連鑄生產與寬厚板連鑄生產具有較大的差異性；專利“98807718.3具有優異韌性的超高強度可焊接含硼鋼”介紹了一種含硼鋼的組織控制技術，主要圍繞軋制過程展開，不涉及連鑄工藝。

在寬厚板連鑄方面，大多數的已公開和已授權專利均圍繞寬厚板裝備設計與制造展開，在工藝方面均集中在連鑄保護渣（200510030705.9，201110175156.X）、浸入式水口（專利200420097329.6）、網狀裂紋修磨方法（201010275958.3）等方面，不涉及角部橫裂紋的控制技術。

目前已公開的論文大多圍繞含硼鋼的裂紋敏感性展開研究，如“微量硼對熱軋低焊接裂紋敏感性鋼力學性能的影響，鋼鐵研究學報，2011.6”，“薄板坯連鑄連軋硼微合金化低碳鋼邊裂原因的研究，昆明理工大學，2008”。

文獻“日鋼中厚板含硼鋼邊部裂紋機理及工藝改進，科技信息，2011.22”給出了常規板坯連鑄機生產含硼鋼的角部橫裂紋控制技術，其主要從增加N，改變結晶器冷卻工藝等角度進行了分析；文獻“45B?含硼鋼裂紋成因分析及改進，金屬材料與冶金工程，2010.10”分析了45B鋼BN析出對裂紋敏感性的影響，并提出了采用加Ti固N，降低N含量改善含硼鋼裂紋的工藝。與上述研究相比，本專利主要結合寬厚板連鑄坯生產特點展開，給出了具體而通用的結晶器冷卻工藝，連鑄坯在二冷工藝，Al和B元素的控制上限，以及矯直區二冷噴嘴覆蓋面積的優化原則等，具有代表性和適用性。

綜上所述，目前在含硼鋼寬厚板連鑄生產過程中角部橫裂紋控制技術方面，尚未有系統而具體的研究報道，也未有準確給出含硼鋼寬厚板連鑄生產過程中角部橫裂紋的具體而通用控制參數和工藝方法的公開報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種減少含硼鋼寬厚板連鑄坯角部橫裂紋的方法，使寬厚板邊角缺陷率穩步下降，從原來的12.6%降低至3.5%以內；

具體方案如下：?