專利名稱：H型鋼缺陷的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于型鋼軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種H型鋼缺陷的控制方法。即一種低成本H型鋼常見缺陷的控制方法。
背景技術(shù)：
H型鋼是一種斷面力學性能優(yōu)良的經(jīng)濟型斷面鋼材，具有重量輕、施工快捷、節(jié)能降耗等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于高層建筑、石油化工、海洋工程、橋梁間壩、地鐵工程、風力發(fā)電等基建領(lǐng)域。H型鋼使用高效、廉價，在國外鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，國內(nèi)H型鋼生產(chǎn)起步較晚，但發(fā)展迅猛。然而，在低成本H型鋼產(chǎn)品開發(fā)的過程中特別容易出現(xiàn)諸如腹板裂紋、翼緣爛鋼、表面凹坑、矯直裂紋等缺陷(見附圖)，且長期存在和不規(guī)律的發(fā)生，尤其是在大批量生產(chǎn)過程中更是嚴重影響了 H型鋼廠的生產(chǎn)節(jié)奏，從而使產(chǎn)品的合格率以及產(chǎn)量遲遲難以提尚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種H型鋼缺陷的控制方法，解決了缺陷形成于冶煉過程還是軋制過程不易判斷的問題。H型鋼的冶煉工藝步驟為65t轉(zhuǎn)爐一吹氬站一半保護澆注一異型坯連鑄一熱裝熱送一高壓水除鱗一開坯一X-H萬能可逆軋制一八輥矯直。通過表面缺陷分析一找出煉鋼和軋鋼過程存在問題一煉鋼工藝改進一軋鋼工藝改進一應(yīng)用效果反饋一改進一產(chǎn)品檢查，研究了一套從H型鋼表面缺陷分析入手，研究H型鋼缺陷形成階段的方法，清晰的判斷了缺陷是形成于冶煉過程還是軋制過程。控制缺陷的步驟如下1.控制連鑄異型坯R角縱裂引起的腹板裂紋缺陷H型鋼異型坯連鑄時易出現(xiàn)R角縱裂缺陷，連鑄異型坯的R角縱裂在X-H萬能可逆軋制過程中沿軋制方向上的縱向延伸形成腹板裂紋缺陷。①避開C含量的包晶范圍，C內(nèi)控目標為0. 16% 0.20% ；②選用性能為1300°C時熔速在115s 135s，粘度在7. 25泊 7. 45泊的結(jié)晶器保護渣，熔點在124012600C ；③調(diào)整結(jié)晶器冷卻水量，內(nèi)外弧控制在60m3/h 65m3/h ；減弱結(jié)晶器的冷卻強度， 進出水溫差為4°C 6°C ；④降低連鑄二冷強度，連鑄二冷比水量為0. 7L/kg 0. 8L/kg ；⑤強化連鑄內(nèi)弧側(cè)的氣體吹掃，吹掃氣體(氮氣)的總管壓力為0.6MPa 0.7MPa。2.控制連鑄過程中異型坯卷渣產(chǎn)生的翼緣爛鋼缺陷輕度的翼緣爛鋼缺陷來自于鑄坯的皮下氣泡，是在軋鋼加熱爐中較大的氧化燒損而產(chǎn)生；嚴重的翼緣爛鋼缺陷來源于連鑄異型坯的卷渣(結(jié)晶器保護渣條的卷入)。①在中間包液面高度上，嚴格限制中間包的最低液面高度，連澆過程的最低液面高度為700mm ；②目標過熱度為25°C :35°C ；③半保護澆鑄浸入式水口的插入深度為80mm IOOmm ；④恒拉速澆鑄。3.控制軋鋼加熱爐中氧化燒損產(chǎn)生的表面凹坑缺陷表面凹坑缺陷來自于鑄坯的皮下氣泡，是在軋鋼加熱爐中較大的氧化燒損而產(chǎn)生。①鋼液氧含量為40ppm 50ppm，轉(zhuǎn)爐出鋼C含量為0. 18 % 0. 20 %，脫氧劑 SiAlBa用量為lkg/t 1. 5kg/t鋼，全氧含量為65ppm 75ppm ；②異形坯均熱溫度為1220°C 1250°C，異形坯在爐加熱時間為2h，減少氧化燒損。4.控制八輥矯直過程中產(chǎn)生的R角裂紋缺陷R角裂紋缺陷是由八輥矯直過程中的R角位置嚴重的帶狀組織和殘余應(yīng)力集中引起。①萬能軋機水平輥R角為R14mm，減少殘余應(yīng)力的聚集；②提出萬能軋機軋輥處設(shè)立的擋板，防止萬能軋機冷卻水濺入H型鋼腹板，造成腹板更大的溫降；③開啟萬能粗軋和萬能精軋間的翼緣外側(cè)優(yōu)先冷卻噴嘴裝置，水壓為0. 4MPa 0. 5MPa ；④采取型鋼局部(R角)優(yōu)先冷卻控冷工藝，使型鋼冷卻均勻，以減少殘余應(yīng)力，且避免帶狀組織的產(chǎn)生。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用本發(fā)明，在分析和研究的基礎(chǔ)上找出了 H型鋼主要表面缺陷的形成原因，通過調(diào)整鋼種的C含量避開包晶區(qū)間、強化脫氧工藝控制鋼液氧活度、應(yīng)用專用保護渣、調(diào)整連鑄過程的冷卻強度、優(yōu)化加熱制度、調(diào)整孔型的R角尺寸、控制軋制過程的冷卻等措施大幅度的降低了 H型鋼缺陷的發(fā)生率，提高了產(chǎn)品的成材率。


圖1為腹板裂紋示意圖。圖2為翼緣爛鋼(輕微)示意圖。圖3為翼緣爛鋼(嚴重)示意圖。圖4為表面凹坑示意圖。圖5為矯直裂紋示意圖。圖6為各缺陷在成品上的位置示意圖。
具體實施例方式1.控制連鑄異型坯R角縱裂引起的腹板裂紋缺陷
H型鋼異型坯連鑄時易出現(xiàn)R角縱裂缺陷，連鑄異型坯的R角縱裂在X-H萬能可逆軋制過程中沿軋制方向上的縱向延伸形成腹板裂紋缺陷。①避開C含量的包晶范圍，C含量為0. 18% ；②1300°C時熔速在120s，粘度在7. 3泊的結(jié)晶器保護渣，熔點為1250°C ；③整結(jié)晶器冷卻水量，內(nèi)外弧為63m3/h ；減弱結(jié)晶器的冷卻強度，進出水溫差為5 0C ；④降低連鑄二冷強度，連鑄二冷比水量為0. 75L/kg ；⑤強化連鑄內(nèi)弧側(cè)的氣體吹掃，吹掃氣體(氮氣)的總管壓力為0. 65MPa。2.控制連鑄過程中異型坯卷渣產(chǎn)生的翼緣爛鋼缺陷輕度的翼緣爛鋼缺陷來自于鑄坯的皮下氣泡，是在軋鋼加熱爐中較大的氧化燒損而產(chǎn)生；嚴重的翼緣爛鋼缺陷來源于連鑄異型坯的卷渣(結(jié)晶器保護渣條的卷入)。①在中間包液面高度上，連澆過程的最低液面高度為720mm ；②目標過熱度為30°C ；③規(guī)定半保護澆鑄浸入式水口的插入深度為90mm ；
④0. 85m/min恒拉速澆鑄。3.控制軋鋼加熱爐中氧化燒損產(chǎn)生的表面凹坑缺陷表面凹坑缺陷來自于鑄坯的皮下氣泡，是在軋鋼加熱爐中較大的氧化燒損而產(chǎn)生。①鋼液氧含量為45ppm，轉(zhuǎn)爐出鋼C含量為0. 19 %，將脫氧劑SiAlBa用量為1. 2kg/1鋼，全氧含量為70ppm ；②異形坯均熱溫度為1230°C，異形坯在爐加熱時間為池，減少氧化燒損。4.控制在八輥矯直過程中產(chǎn)生的R角裂紋缺陷R角裂紋缺陷是由八輥矯直過程中的R角位置嚴重的帶狀組織和殘余應(yīng)力集中引起。①萬能軋機水平輥R角為R14mm，減少殘余應(yīng)力的聚集；②提出萬能軋機軋輥處設(shè)立的擋板，防止萬能軋機冷卻水濺入H型鋼腹板，造成腹板更大的溫降；③開啟萬能粗軋和萬能精軋間的翼緣外側(cè)優(yōu)先冷卻噴嘴裝置，水壓為0. 45MPa ；④采取型鋼局部(R角)優(yōu)先冷卻控冷工藝，使型鋼冷卻均勻，以減少殘余應(yīng)力，另一方面避免帶狀組織的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1. 一種H型鋼缺陷的控制方法，其特征在于，工藝步驟為1)控制連鑄異型坯R角縱裂引起的腹板裂紋缺陷H型鋼異型坯連鑄時易出現(xiàn)R角縱裂缺陷，連鑄異型坯的R角縱裂在X-H萬能可逆軋制過程中沿軋制方向上的縱向延伸形成腹板裂紋缺陷；a、C含量內(nèi)控目標為0.16% 0. 20% ；b、1300°C時熔速在11 135s，粘度在7.25泊 7. 45泊的結(jié)晶器保護渣，熔點在 1240°C 1260°C ；c、調(diào)整結(jié)晶器冷卻水量，內(nèi)外弧為60m3/h 65m3/h；減弱結(jié)晶器的冷卻強度，進出水溫差為4°C 6°C ；d、降低連鑄二冷強度，連鑄二冷比水量為0.7L/kg 0. 8L/kg ；e、強化連鑄內(nèi)弧側(cè)的氣體吹掃，吹掃氣體的總管壓力為0.6MPa 0. 7MPa ；2)控制連鑄過程中異型坯卷渣產(chǎn)生的翼緣爛鋼缺陷a、連澆過程中間包的最低液面高度為700mm；b、目標過熱度為25°C :35°C；c、半保護澆鑄浸入式水口的插入深度為80mm IOOmm；d、恒拉速澆鑄；3)控制軋鋼加熱爐中氧化燒損產(chǎn)生的表面凹坑缺陷表面凹坑缺陷來自于鑄坯的皮下氣泡，是在軋鋼加熱爐中較大的氧化燒損而產(chǎn)生；a、鋼液氧含量為40ppm 50ppm，轉(zhuǎn)爐出鋼C含量為0.18% 0. 20%，脫氧劑SiAlBa 為lkg/1 1. 5kg/1鋼，全氧含量為65ppm 75ppm ；b、異形坯均熱溫度為1220°C 1250°C，異形坯在爐加熱時間為池，減少氧化燒損；4)控制八輥矯直過程中產(chǎn)生的R角裂紋缺陷R角裂紋缺陷是由八輥矯直過程中的R角位置嚴重的帶狀組織和殘余應(yīng)力集中引起；a、萬能軋機水平輥R角為R14mm，減少殘余應(yīng)力的聚集；b、提出萬能軋機軋輥處設(shè)立的擋板，防止萬能軋機冷卻水濺入H型鋼腹板，造成腹板更大的溫降；c、開啟萬能粗軋和萬能精軋間的翼緣外側(cè)優(yōu)先冷卻噴嘴裝置，水壓為0. 0. 5MPa ；d、采取型鋼局部優(yōu)先冷卻控冷工藝，使型鋼冷卻均勻，以減少殘余應(yīng)力，且避免帶狀組織的產(chǎn)生。
全文摘要
一種H型鋼缺陷的控制方法，屬于型鋼軋制技術(shù)領(lǐng)域。H型鋼異型坯連鑄時易出現(xiàn)腹板裂紋缺陷、表面凹坑缺陷、翼緣爛鋼缺陷和R角裂紋缺陷。通過表面缺陷分析→找出煉鋼和軋鋼過程存在問題→煉鋼工藝改進→軋鋼工藝改進→應(yīng)用效果反饋→改進→產(chǎn)品檢查，研究了一套從H型鋼表面缺陷分析入手，研究H型鋼缺陷形成階段的方法，清晰的判斷了缺陷是形成于冶煉過程還是軋制過程。優(yōu)點在于，解決了缺陷形成于冶煉過程還是軋制過程不易判斷的問題，大幅度的降低了H型鋼缺陷的發(fā)生率，提高了產(chǎn)品的成材率。
文檔編號B22D11/16GK102554167SQ20121003320
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者丁寧, 丁建國, 周建波, 周德光, 孫齊松, 李占斌, 李虎山, 熊萬平, 燕旭東, 王立峰, 程向前, 程四華, 邸全康 申請人:首鋼總公司