[發明專利]一種Q345B厚板鑄坯組織控制方法

有效

• 申請號: 201710064853.5
• 申請日: 2017-02-05
• 公開（公告）號: CN108393456B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 康偉;栗紅;方恩俊;李超;李德軍;黃玉平;呂志升;李曉偉;趙亮;康磊
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B22D11/22
• 分類號: B22D11/22;B22D11/18
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

一種Q345B厚板鑄坯組織控制方法，根據鑄坯拉速及連鑄坯下線后表層組織不同，對應確定連鑄機各段冷卻水配水量Q。拉速在1.25～1.6m/min，一段Q為200～400l/min；二段～四段Q為400～600l/min；五段_矯直～八段_矯直Q為100～300l/min。表層組織為貝氏體+馬氏體，九段_水平Q為600～800l/min，十段_水平和十一段_水平Q為800～1200l/min。表層組織為鐵素體+珠光體+貝氏體，九段_水平Q為400～600l/min，十段_水平和十一段_水平Q為600～800l/min。表層組織為鐵素體+珠光體，其九段_水平～十一段_水平Q均為200～400l/min。本發明簡單易行，能夠減少微合金鋼橫裂紋及熱送裂紋的產生，提高鑄坯質量和鋼材性能。

技術領域

本發明屬于連鑄技術領域，尤其涉及一種Q345B厚板鑄坯組織控制方法。

背景技術

微合金鋼連鑄坯處于彎曲或矯直操作期時容易產生裂紋，另外當微合金鋼連鑄坯熱送時，如果熱送工藝選擇不合理，也容易出現軋板裂紋或軋板冷彎裂紋，如何解決和認識微合金鋼連鑄坯所產生的裂紋問題成為研究熱點。

微合金鋼鑄坯表面橫裂紋從其產生機理來看，與其處于彎曲或矯直操作期間內的表層組織相關。無論是對鋼種成分的優化還是通過二冷工藝和結晶器角部的優化，都將對鑄坯表層組織產生影響。一般而言，由于考慮到產品最終性能對成分的要求，鋼種成分的調節幅度有限。因此，若能通過連鑄工藝的優化來實現鑄坯表層組織的控制，得到合理的組織結構，使脆性波谷區減少甚至消除，將從根本上解決微合金鋼鑄坯表面橫裂紋問題。

2003年，日本住友金屬KATO等人提出了防止鑄坯表面橫裂紋的表層組織控制技術，即SSC控制工藝。該技術通過控制鑄坯表層溫度，使鋼中微合金元素在原始奧氏體基體內均勻析出，從而抑制了原始奧氏體晶界處膜狀先共析鐵素體的形成，改善了鑄坯表層塑性以達到減少橫裂紋發生的目的。從SSC工藝控制裂紋產生的機理來說，其主要是在鑄坯出結晶器到進入矯直點前，將鑄坯表層溫度快速冷卻至奧氏體向鐵素體的轉變區，使鑄坯表層微合金元素來不及向奧氏體晶界遷移就被固溶在基體內或是在晶界和晶內彌散析出；同時，讓先共析鐵素體以晶內析出物為形核核心，抑制了膜狀先共析鐵素體在原始奧氏體晶界的析出行為。相對于傳統弱冷工藝，SSC工藝由于抑制了在原始奧氏體晶界處膜狀先共析鐵素體的形成，從而使裂紋擴展時成為穿晶塑性斷裂，顯著提高了鑄坯高溫延展性。

從鑄坯表層組織對橫裂紋敏感性的影響來看，原始奧氏體晶界處的膜狀鐵素體和析出物的聚集析出行為是導致鋼的熱塑性下降的主要因素。SSC工藝正是通過二冷工藝的控制來實現鑄坯表層組織優化，從而達到改善裂紋敏感性的目的。但該工藝控制難度較大，KATO等人也在報道中提出，如果鑄坯冷卻溫度控制不當，則很可能加劇橫裂紋的敏感性。

對于Nb、V、Ti微合金鋼熱裝裂紋形成比較一致的看法是：當鑄坯由奧氏體向鐵素體轉變時，γ晶界析出先共析鐵素體(α相)網膜，該溫度區域的α相強度只是γ相的1/4，析出相也會優先選擇在晶界析出，在應力作用下，變形將主要集中在沿γ晶界分布的α相中，當應力超過晶界α相所能承受的強度時，在α相中便會生成空洞，空洞聚合長大最后發展成裂紋，這種缺陷會在鑄坯中遺傳，并在后續軋制或冷彎過程顯現出來。另外當鑄坯熱裝溫度位于兩相區時，除上述影響因素外，鑄坯的混晶組織也會影響到軋板表面質量。因此，解決該問題的關鍵是改善鑄坯入加熱爐前的組織狀態。探索出改善組織狀態的方法，使鑄坯的組織類型良好(有較好的強塑性)、晶粒細小而均勻、析出物分布均勻，便可使用直裝工藝，軋材表面將不易產生裂紋。對于微合金鋼板坯熱裝裂紋，國內外普遍的做法是避開A-F兩相區熱裝，多數鋼廠采取下線堆垛后低溫熱裝或冷裝辦法，國外也有些鋼廠實施高溫奧氏體熱裝。但是至今尚無鋼廠在大生產中正式實施微合金鋼中厚板坯直裝工藝，僅有少數學者和單位從理論和實驗上進行了初步研究。