[發(fā)明專利]一種降低微合金化異形坯橫裂紋發(fā)生率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110993926.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN113732258B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙培林;韓文習(xí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/12
• 分類號(hào): B22D11/12;B22D11/16;C21D8/00;C21D1/42;C21D11/00;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/24;C22C38/28;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/08
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 李彪;武玥

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及一種降低微合金化異形坯橫裂紋發(fā)生率的方法，包括以下步驟：在鑄坯過矯直段之前布置電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置中的磁感線穿過鑄坯內(nèi)弧翼緣部位，通過交變磁場(chǎng)對(duì)鑄坯內(nèi)弧翼緣部位進(jìn)行加熱；所述電磁感應(yīng)加熱裝置對(duì)鑄坯內(nèi)弧翼緣的加熱速度為2～20℃/s，加熱后，使鑄坯內(nèi)弧翼緣處的溫度升高至920℃以上。本發(fā)明通過分析微合金化異形坯橫裂紋的產(chǎn)生原因，制定了抑制矯直前微合金碳氮化物在薄膜狀鐵素體中析出的技術(shù)方案，從而能提高矯直前鑄坯的塑性，減少矯直橫裂紋的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及一種降低微合金化異形坯橫裂紋發(fā)生率的方法。

背景技術(shù)

異形坯的生產(chǎn)是一種近終型連鑄技術(shù)，在H型鋼生產(chǎn)領(lǐng)域中將鋼水直接澆鑄成類似H型(異形坯的形狀如下圖1所示)，以降低軋鋼設(shè)備的負(fù)荷，降低生產(chǎn)成本，但由于異形坯類似H型，腿高達(dá)到400mm左右，相當(dāng)于鑄坯的厚度非常大(以異形坯腿高來表示鑄坯厚度)，因此，在異形坯連鑄的矯直環(huán)節(jié)時(shí)腿部的變形量大，腿部部位(翼緣)處易出橫向裂紋。鋼種成份中的Al+Nb+V含量大于0.06％，[N]含量大于70ppm時(shí)，異形坯的橫向裂紋尤其嚴(yán)重，裂紋發(fā)生率達(dá)到50％以上，微合金化異形坯的橫裂紋發(fā)生率非常高，產(chǎn)品廢品率高。

通過生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，微合金化異形坯的橫裂紋產(chǎn)生原因是由于微合金化元素的氮化物(AlN、VN、NbN)在鋼的第二脆性溫度區(qū)間析出，導(dǎo)致鋼材的塑性進(jìn)一步降低。在鋼的第二脆性溫度區(qū)間內(nèi)，奧氏體向鐵素體開始轉(zhuǎn)變，奧氏體周圍形成一層鐵素體膜，由于微合金化氮化物在鐵素體中的溶解度低于奧氏體中的溶解度，因此在鐵素體膜中會(huì)析出氮化物顆粒，多個(gè)氮化物顆粒成團(tuán)簇狀分布會(huì)弱化晶界，導(dǎo)致鋼材脆性增加。在鑄坯矯直時(shí)，鑄坯內(nèi)弧翼緣位置處受拉應(yīng)力，最終引起內(nèi)弧翼緣位置處的橫向裂紋。

目前，通過控制鑄坯二冷強(qiáng)度的方法使鑄坯過矯直段時(shí)避開第二脆性溫度區(qū)間，但由于異形坯的截面形狀不規(guī)則，如圖1所示，翼緣R角處至翼緣梢部的厚度逐漸減小，因此，翼緣處溫度不均勻，存在溫度梯度，翼梢處的溫度會(huì)低于R角處約100～120℃，很難將翼緣各個(gè)部位的溫度全部避開第二脆性溫度區(qū)間，且過低的二冷強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致鑄坯鼓肚等缺陷，過強(qiáng)的二冷強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力大，會(huì)引起鑄坯縱裂，因此，很難通過控制鑄坯二冷強(qiáng)度的方法使翼緣處的溫度整體避開第二脆性溫度區(qū)間。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提供一種降低微合金化異形坯橫裂紋發(fā)生率的方法，其方法為：利用電磁感應(yīng)加熱裝置對(duì)過矯直段前的鑄坯內(nèi)弧翼緣處進(jìn)行補(bǔ)償加熱，使整體內(nèi)弧翼緣處的表面溫度高于920℃，從而使鑄坯過矯直段時(shí)避開第二脆性溫度區(qū)間。

具體的為：在鑄坯過矯直段之前布置電磁感應(yīng)加熱裝置，電磁感應(yīng)加熱裝置產(chǎn)生的磁感線穿過鑄坯內(nèi)弧翼緣部位，通過交變磁場(chǎng)對(duì)鑄坯內(nèi)弧翼緣部位進(jìn)行加熱。

作為優(yōu)選，所述電磁感應(yīng)加熱裝置為U型電磁感應(yīng)加熱裝置。

所述電磁感應(yīng)加熱裝置的組數(shù)為2～6組，平均分布在異形坯內(nèi)弧的兩個(gè)翼緣位置處，兩個(gè)翼緣位置處電磁感應(yīng)加熱裝置的組數(shù)相等，需要注意的是，需要內(nèi)弧的兩個(gè)翼緣各布置一個(gè)組簇群，共兩個(gè)組簇群。電磁感應(yīng)加熱裝置，緊鄰矯直段成對(duì)相對(duì)布置，即，位于緊鄰矯直段且位于矯直段之前，每個(gè)翼緣位置處的電磁感應(yīng)加熱裝置的組數(shù)為1～3組。

所述電磁感應(yīng)線圈對(duì)鑄坯內(nèi)弧翼稍至R角處采用不同的功率加熱，使得翼稍至R角處的升溫幅度呈近似線性變化，鑄坯翼緣翼稍的電磁感應(yīng)加熱升溫值高于R角處升溫值約100～120℃，以消除電磁感應(yīng)加熱之前鑄坯翼緣翼梢至R角的溫度不均勻。

作為優(yōu)選，通過調(diào)整電磁感應(yīng)線圈的疏密程度來調(diào)整翼稍至R角處的升溫幅度，翼梢位置處對(duì)應(yīng)電磁感應(yīng)線圈的線圈間距為1～2mm，R角位置處對(duì)應(yīng)電磁感應(yīng)線圈的線圈間距為5～10mm。