[发明专利]一种含镍连铸板坯边角部裂纹处理方法

说明书

本发明公开了一种含镍连铸板坯边角部裂纹处理方法，该方法包括以下步骤：1)配料：铝热剂的组分包括粒径为100μm的Al、Fe₂O₃、MnO₂、Fe、Si及其它微量成分粉，将上述组分混匀；2)投料：计算覆盖10mm厚一层铝热剂所需的铝热剂量，实际投料量为计算量的1.2～1.5倍；3)点火反应：投料完成后，在铝热剂端部置入镁条作为引燃物，将点燃的燃气喷枪火焰逐步缓慢接近含镍连铸板坯表面铝热剂端部，端部镁条迅速燃烧，引起铝热剂自持反应。本发明能优化板坯边角部裂纹处理效果，提高处理效率和稳定性，减少板坯表面边部裂纹引起的成品钢板表面缺陷发生率。

技术领域

本发明涉及连铸铸钢技术领域，具体涉及一种含镍连铸板坯边角部裂纹处理方法。

背景技术

边角部裂纹是连铸板坯常见表面缺陷，主要发生于连铸坯上表面边角部区域或接近边角部区域。由于板坯边角部裂纹与结晶器状态、保护渣质量、拉坯速度、二次冷却强度与模式等因素均有关系，即保护渣性能波动和消耗量异常、拉速调整、二冷模式不合适或者喷嘴出现堵塞等均有可能引起连铸板坯的边角部裂纹出现。对于含有镍合金元素≥1％的中高合金(合金总含量范围5％～10％)连铸板坯，由于较高合金元素在冷却过程中的潜热、收缩系数等物理参数不同，加之铸坯边角部在一次、二次冷却过程中均属于二维冷却，不同冷却特性的交错和相对更为剧烈的冷却过程更易引起裂纹缺陷，因此，板坯边角部裂纹控制和处理是含镍中高合金钢连铸坯质量控制的关键之一。

根据武钢某炼钢厂生产实绩，含镍中高合金钢连铸板坯的缺陷发生率与普通碳素结构钢和低合金钢相比高1倍以上，为防止加热和轧制过程中铸坯边角部裂纹的进一步恶化，需要在进入加热炉之前进行清理或处理。

目前，各钢厂普遍采用火焰清理的方式对板坯表面裂纹进行处理，火焰清理的基本原理是通过高压燃气的燃烧放热，使裂纹两边的钢铁基料熔合为一体，从而减轻裂纹对成品质量的不利影响。但是，现有的火焰清理技术存在多方面的问题：1)连铸坯边角部裂纹一般呈不规则状态，且深度常在2～20mm的较大范围内波动，火焰燃烧产生的热量不足以保证熔融金属液向深处渗透，由于无法有效检测缺陷层厚度，如果要完全消除裂纹，需要去除表面尽可能厚的表层铸坯，这将造成极大的坯料浪费；2)在对边角部裂纹进行深度清理的过程中，将产生较多的熔融氧化物覆盖于边角部区域，部分氧化的金属液甚至会渗入微细裂纹深处，因含有镍氧化物的金属液冷却后与钢基结合更为紧实，因此，铸坯加热过程中，这些氧化物进一步恶化为严重的含镍氧化铁皮附着物，铸坯出炉后，一般的高压除鳞设备很难将此类厚度大且致密的氧化铁皮去除干净，造成在后续轧制过程中形成氧化铁皮类表面缺陷，甚至损伤轧辊表面，造成复合表面缺陷，严重影响成品质量和成材率。3)不同区域温差过大会显著增加中高合金钢铸坯的裂纹倾向，因此，一般选择铸坯带温清理，以缩小清理区域与周边钢基的温度梯度，而高温、喷溅以及火花强光都极大地增加了操作人员的劳动强度，增加了人身伤害风险。

铝热自蔓延高温合成技术(SHS)是利用铝热反应产生的热量进行材料合成与制备的技术，其突出特点是：工艺简单、反应时间短、合成产物纯度高、节约能源等。目前，铝热自蔓延技术已经广泛应用于钢轨焊接、铁合金制备、冶炼难熔金属、陶瓷复合材料制备等领域，但，SHS技术还存在反应剧烈、速度难以控制的缺点。