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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用EAF-CSP流程 Nb微合金化管线钢的连铸工艺讨论苏东 庄汉洲 高吉利 王进步 李亚平 洪兵雄 沈训良广钢集团技术中心 CSP应用技术讨论所 , 广州珠江钢铁有限责任公司）摘 要 基于珠钢采纳 Nb 微合金化技术胜利地开发了管线钢 X52 和 X56 的事实,本文结合 CSP薄板坯连铸工艺特点,探究出了一套适合含 Nb 钢薄板坯连铸的浇注温度制度、结晶器爱护渣、连铸拉速和结晶器热流密度匹配及二次冷却曲线等工艺掌握技术；关键词 Nb 微合金化 , 管线钢 , 连铸工艺. RESEARCHOFCONTINUOUSCAST
2、INGPROCESSFORNBMICROALLOYEDSTEELOF PIPE LINE STEEL SU Dong ZHUANG Hanzhou GAO Jixiang WANG Jinbu LI Yaping HONG Binxiong SHEN XunliangCSP Applying Technology Research Institute of GISE,Zhujiang Iron&Steel Co,Ltd）ABSTRACT Based on the fact that ZIS succeed in manufacturing X52 and X56 pipe line steel
3、 by means of Nb Micro-alloying technology, this paper combined with the technical characteristic of TSCR and investigated a series of technology to control thin slab continuous casting for Nb-bearing steel,such as the schedules of the temperature、 mold casting powder、 matching slab withdrawing and H
4、eat Flux Density and the selection of second cooling curve etc. KERWORDS Nbmicroalloyed ,pipe line steel ,continuouscastingprocess0 前言随着钢铁市场竞争的日益猛烈 , 各厂家纷纷向着低成本、高效化方向进展；钢中加入微合金元素后 ,钢的性能得到大幅度提高 , 而合金化成本增加不大 , 因而 Nb、V、Ti 微合金化技术在钢铁生产中应用不断扩大 , 特殊在低合金高强度钢方面；珠钢采纳微合金化技术在EAF-CSP流程上作为开发高强度钢的思路；利用 EAF-CSP短流程生
5、产 X52 和 X56 管线钢是国内冶金业的一个新课题,缘由在于薄板坯连铸连轧工艺 与传统的厚板坯连轧工艺在冶金学上有根本的区分；对于 CSP 薄板坯连铸工艺而言,采纳 Nb 微合金化 技术开发裂纹敏锐系数高的 X52 和 X56 管线钢,讨论连铸工序浇注温度制度、结晶器爱护渣、连铸拉速 和结晶器热流密度匹配及二次冷却曲线的选取等工艺掌握技术问题具有重要的意义；1 珠钢 CSP连铸机主要工艺参数表 1 CSP 连铸机主要工艺参数名师归纳总结 CSP连铸机流数2 流, SMS 公司制造 . 第 1 页,共 6 页类型立弯式结晶器长度1100mm 铸坯厚度50 / 60mm 铸坯宽度1000138
6、0mm 拉坯速度3.5 6.0m/min 冶金长度6340mm 引锭杆刚性引锭杆拉矫机三辊拉矫装置出坯温度950 1050液芯压下 LCR 仅 2 号连铸机- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电磁制动 EMBr 个人资料整理仅限学习使用仅 2 号连铸机2 Nb 微合金化 X52 和 X56 管线钢成分掌握依据国际通用埋弧焊管用钢板的交货技术标准,同时参照美国石油学会管线钢管规范标准 即 API）,设计了 X52 和 X56 管线钢内控化学成分；元素C Si 表 2 试制 X52和 X56 管线钢内控化学成分2 上可运算出X52 钢水液相线温度为1521,
7、X56 为 1523；由此可以确定管线钢精炼出钢温度T 出台温度）：T出= Tl + T浇+ T 过程 式中： Tl 钢水液相线温度T 浇 钢水过热度T过程 从出钢到开头浇注时的过程温降由上式, T 浇, T 过程 按 30和 2040左右掌握,就 T 出可运算得 1571 1591和 15731593；下表 3 列出了在试验生产时 2#连铸机浇铸的 Nb 微合金 X52 和 X56 管线钢钢水温度和结晶器热流参数；钢种炉号表 3 试制的 Nb微合金 X52 和 X56 管线钢浇注温度工艺参数平均拉速热流密度TD温度 ）过热度 1.6 泊SiO230.95 % C全5.26 % 半球温度101
8、2 0.67 % 流淌温度CaO 31.07 % Fe2O3MgO 3.99 % H2O 0.3 % 熔速27 Al 2O33.5 % Na2O 8.4 % 容重3 0.67 g cm从工业生产试验浇注曲线析出量与温度的关第 3 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 系；图2 给出了一个运算实例个人资料整理仅限学习使用NbC,N的4 ,由图可见, NbC,N从 1080开头析出,随着温度的降低,析出量增加 ；图 2 NbC,N 析出量与温度的关系由上图 2 可知,为防止含Nb钢铸坯在矫直时产生横裂纹,在矫直前铸坯表面温度应高于1080,这要求
9、应有适当高的钢水过热度和拉坯速度；但留意浇注温度不能太高,过高简单使中心偏析加重,结晶器弯月面初生坯壳不匀称性增强,也增加裂纹产生甚至拉漏的机会；依据薄板坯连铸的生产实践和 Nb 微合金化技术特点,当中包钢水过热度在 2030范畴和比值 Ratio 0.57 0.76 时, Nb 微合金化 X52、X56 管线钢拉速掌握在 4.0 4.6 m min 是合理可行的；3.4 二次冷却曲线的选取依据含 Nb 钢种特点和拉速大小,采纳合理的冷却强度掌握凝固过程以满意工艺要求；Nb 微合金化钢二次冷却工艺的掌握要求如下 : 冷却效率高,以加速热量的传递；喷水量合适,使铸坯表面温度分布匀称； 铸坯在矫直
10、前尽可能完全凝固；950以上5 ； 矫直时铸坯表面温度应掌握在 有良好的铸坯表面和内部质量；名师归纳总结 二冷工艺一共有由弱至强1# 5#共 5 条冷却曲线,为了保证铸坯的凝固质量和矫直时铸坯表面温度第 4 页,共 6 页达到足够高的温度,Nb微合金钢在2#连铸机浇铸时采纳2#冷却曲线,曲线各区冷却水量如表5 所示：表 5 2#连铸机 2#冷却曲线各区冷却水量Static Cooling Curve SC2m 3/h Thickness 60 mm Casting Speed m/min 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 1.0 Spray Ring 12.0 12.0
11、13.2 14.4 15.6 16.8 18.0 2.0 Seg 1 Rows 2-4 12.0 12.0 13.2 14.4 15.6 16.8 18.0 3.0 Seg 1 Rows 5-12 26.4 26.4 26.4 26.4 29.9 38.4 47.2 3.1 12.0 12.0 13.2 14.4 15.6 16.8 18.0 3.2 12.0 12.0 13.2 14.4 15.6 16.8 18.0 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用2#连铸机连4.0 Seg 2 Rows 12-21 22.8 22.8 2
12、2.8 34.7 46.7 58.6 70.7 4.1 12.0 12.0 13.2 14.4 15.6 16.8 18.0 4.2 4.6 4.6 4.6 6.5 9.0 11.6 14.2 5.0 Seg 3 Rows 22-31 22.8 22.8 22.8 34.7 46.7 58.6 70.7 5.1 4.6 4.6 4.6 6.5 9.0 11.6 14.2 5.2 4.6 4.6 4.6 6.5 9.0 11.6 14.2 2#冷却曲线属偏弱冷曲线,多炉次的试验结果说明,对于有较强热裂倾向的Nb 微合金钢,在铸二次冷却工艺选取2#冷却曲线是合适的；4 连铸工艺成效分析珠钢先后进行
13、了多炉次、多种规格的工业性生产试验,试验钢铸坯表面质量良好,未显现过横、纵裂纹缺陷,基本上实现了铸坯无缺陷要求；利用60mm厚度铸坯试制胜利了组织匀称细化的7.1 11mm厚度 1020mm宽度的 X52 和 9.6mm厚度 1020mm宽度 X56 管线钢；在工业性试制中,对铸坯出坯样进行在线剪切并水冷,对铸坯低倍组织、枝晶特点和原始奥氏体粒度等进行了检验分析；经过低倍分析说明,出坯后薄板坯铸坯的心部、1/4 处和边部的组织没有明显的差异,说明沿整个铸坯截面的原始组织比较匀称,三个部位均表现出表层急冷细晶层和心部等轴晶区少,铸造枝晶相对发达,甚至贯穿整个铸坯厚度截面的薄板坯铸造组织结构特点,
14、但铸坯仍存在中心偏析；,文献6 说明,这种中心偏析在薄板坯连铸上是难以排除的,正是由于结晶器末端的芯部始终不能完全凝固而在铸坯凝固末端尚未凝固钢液的流淌就是中心偏析产生的根源；仍可以通过液芯轻压下、二冷工艺控制等措施进一步改善；经过微观组织分析见图 3）,样品的室温组织以等轴铁素体淬火组织为主；由此可见,薄板坯连铸凝固速度快,二次枝晶间距细小,薄板坯铸态组织匀称,其偏析与疏松等内部质量缺陷的发生程度远小于传统板坯连铸机；珠钢的 X52 和 X56 管线钢热轧板卷表面质量、力学和工艺性能检验合格；试验钢热轧板卷冲击韧性、金相组织和非金属夹杂物经北京钢铁讨论总院分析和评定,各项性能符合 X52 和 X56 管线钢技术条件要求；图 3. 样品微观组织分析23 页5 刘永龙等 . 舞钢： Nb 微合金化钢的连铸工艺讨论. 宽厚板 ,2002, 第 4 期,第 8 卷6 王雅贞、张岩和刘术国编著. 连续铸钢工艺及设备. 北京：冶金工业出版社,2003.225 - - - - - - -