[发明专利]一种控制板坯高含硫普碳钢三角区裂纹的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体地涉及一种控制板坯高含硫普碳钢三角区裂纹的方法。

背景技术

三角区裂纹是连铸板坯常见的内部裂纹之一，产生于铸坯窄面与宽面交接的三角区域内，位置一般如图1所示，其中，1为裂纹。三角区裂纹产生的机理是：在铸坯凝固过程中，由于钢中P、S等元素的偏析而形成低熔点的液相薄膜，使凝固前沿抵抗各种应力的能力大大减弱；另一方面，铸坯运行过程中，凝固前沿不可避免地受到各种应力的作用，当作用于凝固前沿的应力超过某一临界值时，凝固前沿就会沿柱状晶开裂。产生三角区裂纹的外力主要表现在：1）铸坯侧面或铸坯弧面靠近角部的区域由于强烈冷却或冷却不良或冷却不均匀，而产生的鼓肚力和热应力；2）侧导辊位置不当或积渣产生的机械应力；3）铸坯弧面支撑和夹持不良导致的机械应力。当这些应力或其总应力在铸坯三角区超过了钢的高温强度时，就使三角区的柱状晶开裂而形成三角区裂纹。

从以上分析来看，三角区裂纹的产生主要决定于钢的高温力学性能、凝固冶金行为和铸坯所受的各种应力。

由于钢中S在凝固时一方面由于与钢中Fe结合，易形成低熔点的FeS分布在晶界，引起晶间脆性，从而成为裂纹扩展的路径。另一方面，一部分S与钢中Mn结合生成MnS，如果钢中Mn/S高，就有足够的Mn与S结合，生成的MnS以棒状形式分散在奥氏体基体中，增强了钢的高温强度和塑性，提高了高温铸坯抵抗外力的能力，则不易形成裂纹。现有资料表明钢中Mn/S应不低于25。从实际生产来看，该钢实际硫含量一般在0.005%-0.030%之间，而Mn含量要求仅为0.2%-0.4%，钢中Mn/S很容易低于25。一般情况下，当钢中S含量≤0.020%时，板坯产生三角区裂纹的概率较小，但当钢中硫含量≥0.020%，板坯就很容易出现三角区裂纹。

根据三角区裂纹产生的原理，一般控制三角区裂纹的方法主要有优化二次冷却制度，提高铸机流道质量等方法，但当钢中S含量高于0.020%时，在实际生产过程中仍不能有效避免三角裂纹的产生。

发明内容

因此，为了解决上述问题中的一个或多个，本发明提供一种控制板坯高含硫普碳钢三角区裂纹的方法，在连铸生产过程中，根据普碳钢中的硫含量来控制拉速，当硫含量小于0.020%时，将拉速设定为低于1.2m/min；当硫含量为0.020%～0.025%时，控制拉速为1.0m/min～0.8m/min；当硫含量大于0.025%时，控制拉速0.9m/min～0.8m/min。

其中，当硫含量小于0.020%时，如果板坯出现三角区裂纹，则控制拉速为1.0m/min。

其中，当硫含量为0.020%～0.025%时，控制拉速为0.9m/min。

其中，当硫含量大于0.025%时，控制拉速为0.8m/min。

本发明的控制板坯高含硫普碳钢三角区裂纹的方法具有高效、简便、易于控制等优点。具体来说，在现有的生产工艺下，仅根据普碳钢中硫含量的大小，将拉速降至一定值，就可以有效地控制三角区裂纹产生的几率，特别适用于大规模生产操作。采用该方法后，板坯三角区裂纹产生几率降至0.1%以下。

附图说明

图1是三角区裂纹产生位置的示意图。

具体实施方式

下面将更详细地对本发明进行描述。

本发明的发明人通过研究发现，在正常工艺条件下，通过适当降低拉坯速度，使结晶器内凝固坯的坯壳厚度增加，提高铸坯抵抗变形的能力，就可以达到控制三角区裂纹的目的。其中，本发明中的拉速是指浇铸坯从结晶器中被引锭杆拉出来的速度。另外，本发明中的含量均为重量比。

目前，钢中硫含量最高值达到0.030%，在连铸生产过程中，普碳钢的标准拉速为1.2m/min。当普碳钢的硫含量≤0.020%，就可以以标准拉速控制，但是，如仍然出现三角区裂纹，就将拉速降至1.2m/min以下。即：当硫含量为﹤0.020%时，拉速为1.0m/min；硫含量为0.020%～0.025%时，拉速为1.0m/min；硫含量﹥0.025%时，拉速为0.8m/min～0.9m/min。

进一步地，在硫含量高时，降低拉速就可以控制三角区裂纹。但是发明人在大量生产过程中还意外的发现，当普碳钢的硫含量为0.025%～0.030%时，拉速控制在0.85m/min～0.87m/min时，就可以将板坯三角区裂纹产生几率有效地降至0.01%以下。当拉速超过该范围，板坯三角区裂纹产生几率反而会增大。