本發(fā)明屬于冶金技術領域，尤其涉及一種含硼鋼板坯角部裂紋的控制方法。

背景技術：

中低碳鋼中添加微量的硼元素(5×10^-6～50×10^-6)可以顯著提高鋼的淬透性，熱處理后獲得高強度、高韌性、高硬度等優(yōu)良力學性能，節(jié)約大量貴重稀有金屬元素。但由于鋼中加了微量元素硼，增加了鋼的裂紋敏感性，易導致連鑄坯出現(xiàn)角部橫裂紋，進而引起熱軋卷板邊部產生翹皮缺陷，造成板卷降級或直接判廢。

連鑄板坯角部裂紋大多起始于結晶器，其主要發(fā)生振痕谷底的正偏析區(qū)域以及粗大的凝固組織區(qū)域，然后在二冷區(qū)和矯直點處擴展，最終形成表面裂紋。含硼鋼中元素硼極易與鋼中的氮元素相結合，在一定條件下，沿著奧氏體晶界析出，而振痕波谷處的晶粒粗大，將加劇氮化硼的析出，這些析出物作為鋼基體材料中的第二相粒子，當鑄坯受到應力作用時，極易產生應力集中，形成孔洞，隨后孔洞生長、匯合形成裂紋。因此，在澆鑄過程中當鑄坯受到熱應力或外力作用時，易沿振痕谷底產生橫裂紋，由于連鑄過程冷卻不當導致在矯直過程中鑄坯角部溫度進入第Ⅲ脆性溫度區(qū)時，則在晶界弱化與振痕的缺口效應的雙重作用下，角部裂紋將進一步擴展和加劇。因此，控制含硼鋼板坯角部裂紋需要從裂紋的形成機理入手，通過合適的澆鑄工藝控制減少氮化硼的沿晶析出進而控制含硼鋼板坯的角部裂紋。目前生產含硼鋼板坯廣泛采取控制鋼液N含量和加鈦處理的方法減少鑄坯角部橫裂紋，但N含量需要從煉鋼-精煉-連鑄全流程加強控制，受合金元素及工藝流程的影響，很難穩(wěn)定控制，含硼鋼加鈦能一定程度上減少鑄坯角部裂紋的發(fā)生，但是增加了冶煉成本。以上手段由于對含硼鋼板坯在澆鑄過程氮化硼的析出行為控制不太理想，對含硼鋼板坯角部裂紋缺陷的控制效果較差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種含硼鋼板坯角部裂紋的控制方法，旨在通過合理分配結晶器與二冷水量，減弱氮化硼的析出造成的影響，進而控制含硼鋼板坯角部裂紋。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種含硼鋼板坯角部裂紋的控制方法，含硼鋼的化學成分按照質量百分比計包括：0.1％≤C≤0.2％、Si≤0.3％、0.35％≤Mn≤0.55％、P≤0.03％、S≤0.02％、0.01％≤Al≤0.06％、0.0005％≤B≤0.005％、N≤0.006％，余量為鐵及不可避免的雜質；含硼鋼板坯的生產工序包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、板坯連鑄；

(1)所述的板坯連鑄的結晶器冷卻水量與鑄坯斷面尺寸及拉速滿足如下關系：其中，Q₁為結晶器冷卻水量，L/min；w為鑄坯斷面的寬度，mm；h為鑄坯斷面的厚度，mm；V_c為拉速，m/min；

(2)所述的板坯連鑄的二次冷卻水量與鑄坯斷面尺寸及拉速滿足如下關系：其中，Q₂為二次冷卻水量，L/min；w為鑄坯斷面的寬度，mm；h為鑄坯斷面的厚度，mm；V_c為拉速，m/min。

進一步，所述的含硼鋼板坯角部裂紋的控制方法中結晶器水量Q₁在寬面水量Q_1-w與窄面水量Q_1-h的滿足如下關系：1≤(Q_1-w/w)/(Q_1-h/h)≤1.5。

更進一步，所述的含硼鋼板坯角部裂紋的控制方法中板坯連鑄的二次冷卻采取全幅覆蓋噴淋方式，二冷區(qū)各段的冷卻水量分配為：足輥區(qū)占總水量的10％～15％、零段區(qū)占總水量的35％～45％、弧形段區(qū)占總水量的25％～35％、矯直區(qū)占總水量的5％～10％。

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

1.本發(fā)明通過鑄坯斷面尺寸及拉速確定板坯連鑄的結晶器冷卻水量，有效減輕了在結晶器內初始裂紋的發(fā)生；

2.本發(fā)明通過鑄坯斷面尺寸及拉速確定板坯連鑄的二次冷卻水量，減輕了因冷卻不當造成的BN沿晶界大量析出引起的應力集中，避免了二冷區(qū)受應力過大導致裂紋；

3.本發(fā)明通過控制結晶器水量在寬面窄面的分布，使初始坯殼生長厚度均勻性提高，減少初始坯殼生長不均引起的應力應變導致裂紋；

4.本發(fā)明通過合理控制二冷區(qū)的水量分配，提高了矯直溫度，避免板坯在矯直過程落入第Ⅲ脆性區(qū)產生矯直裂紋；

5.本發(fā)明通過合理制定結晶器與二冷區(qū)的冷卻制度，有效減輕了板坯角部裂紋缺陷，提高了鑄坯質量，降低了角部火焰清理損失，提高了金屬收得率。同時由于下線清理量的減少，提高了直接熱送率，減少了熱損失。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

含硼鋼的化學成分按照質量百分比計包括：C 0.18％、Si 0.19％、Mn 0.54％、P 0.019％、S 0.012％、Al 0.03％、B 0.0018％、N 0.0045％，余量為鐵及不可避免的雜質。含硼鋼板坯的生產工序包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、板坯連鑄；共生產一個中間包18爐鋼，板坯斷面尺寸為：1228×220mm²，拉速為1.3m/min，結晶器單側寬面水量為2984L/min，結晶器單側窄面水量為：528L/min，其中結晶器水量Q₁在寬面水量Q_1-w與窄面水量Q_1-h的滿足：(Q_1-w/w)/(Q_1-h/h)＝1.01。二次冷卻采取全幅覆蓋噴淋方式，二冷總水量為1756L/min，其中二冷區(qū)各段的冷卻水量占總水量的比例分別是：足輥區(qū)占15％、零段區(qū)占44％、弧形段區(qū)占31％、矯直區(qū)占8％。本中間包生產的連鑄坯檢驗表面質量良好，共生產3240噸熱卷，邊部翹皮發(fā)生率為0.05％。

實施例2

含硼鋼的化學成分按照質量百分比計包括：C 0.17％、Si 0.20％、Mn 0.43％、P 0.012％、S 0.016％、Al 0.045％、B 0.0013％、N 0.0045％，余量為鐵及不可避免的雜質。含硼鋼板坯的生產工序包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、板坯連鑄；共生產一個中間包15爐鋼，板坯斷面尺寸為：1510×220mm²，拉速為1.15m/min，結晶器單側寬面水量為5043L/min，結晶器單側窄面水量為：497L/min，其中結晶器水量Q₁在寬面水量Q_1-w與窄面水量Q_1-h的滿足：(Q_1-w/w)/(Q_1-h/h)＝1.48。二次冷卻采取全幅覆蓋噴淋方式，二冷總水量為2865L/min，其中二冷區(qū)各段的冷卻水量占總水量的比例分別是：足輥區(qū)占11％、零段區(qū)占40％、弧形段區(qū)占35％、矯直區(qū)占10％。本中間包生產的連鑄坯檢驗表面質量良好，共生產2700噸熱卷，邊部翹皮發(fā)生率為0.10％。

實施例3

含硼鋼的化學成分按照質量百分比計包括：C 0.18％、Si 0.25％、Mn 0.40％、P 0.017％、S 0.009％、Al0.05％、B 0.0015％、N 0.0051％，余量為鐵及不可避免的雜質。含硼鋼板坯的生產工序包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、板坯連鑄；共生產一個中間包25爐鋼，板坯斷面尺寸為：1383×220mm²，拉速為1.25m/min，結晶器單側寬面水量為3763L/min，結晶器單側窄面水量為：575L/min，其中結晶器水量Q₁在寬面水量Q_1-w與窄面水量Q_1-h的滿足：(Q_1-w/w)/(Q_1-h/h)＝1.04。二次冷卻采取全幅覆蓋噴淋方式，二冷總水量為2662L/min，其中二冷區(qū)各段的冷卻水量占總水量的比例分別是：足輥區(qū)占14％、零段區(qū)占41％、弧形段區(qū)占29％、矯直區(qū)占10％。本中間包生產的連鑄坯檢驗表面質量良好，共生產4500噸熱卷，邊部翹皮發(fā)生率為0.07％。

實施例4

含硼鋼的化學成分按照質量百分比計包括：C 0.18％、Si 0.19％、Mn 0.54％、P 0.019％、S 0.012％、Al 0.03％、B 0.0016％、N 0.0045％，余量為鐵及不可避免的雜質。含硼鋼板坯的生產工序包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、板坯連鑄；共生產一個中間包20爐鋼，板坯斷面尺寸為：1453×220mm²，拉速為1.15m/min，結晶器單側寬面水量為3679L/min，結晶器單側窄面水量為：528L/min，其中結晶器水量Q₁在寬面水量Q_1-w與窄面水量Q_1-h的滿足：(Q_1-w/w)/(Q_1-h/h)＝1.05。二次冷卻采取全幅覆蓋噴淋方式，二冷總水量為2573L/min，其中二冷區(qū)各段的冷卻水量占總水量的比例分別是：足輥區(qū)占12％、零段區(qū)占40％、弧形段區(qū)占34％、矯直區(qū)占8％。本中間包生產的連鑄坯檢驗表面質量良好，共生產3600噸熱卷，邊部翹皮發(fā)生率為0.13％。

對比實施例1

含硼鋼的化學成分按照質量百分比計包括：C 0.17％、Si 0.19％、Mn 0.52％、P 0.023％、S 0.014％、Al 0.05％、B 0.0018％、N 0.0040％，余量為鐵及不可避免的雜質。含硼鋼板坯的生產工序包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、板坯連鑄；共生產一個中間包23爐鋼，板坯斷面尺寸為：1228×220mm²，拉速為1.3m/min，結晶器單側寬面水量為6537L/min，結晶器單側窄面水量為：630L/min，其中結晶器水量Q₁在寬面水量Q_1-w與窄面水量Q_1-h的滿足：(Q_1-w/w)/(Q_1-h/h)＝1.86。二次冷卻采取全幅覆蓋噴淋方式，二冷總水量為2796L/min，其中二冷區(qū)各段的冷卻水量占總水量的比例分別是：足輥區(qū)占14％、零段區(qū)占44％、弧形段區(qū)占28％、矯直區(qū)占9％。本中間包生產的連鑄坯檢驗表面質量良好，共生產4140噸熱卷，邊部翹皮發(fā)生率為2.9％。

從實施例可以看出，采用本方法生產的含硼鋼連鑄板坯角部質量得到明顯改善，檢查的連鑄坯中沒有發(fā)現(xiàn)角部橫裂紋缺陷，后期板卷軋制時由于鑄坯角部橫裂紋導致的邊部翹皮缺陷發(fā)生率控制在0.2％以內，而未采用本方法生產含硼鋼連鑄板坯熱軋板卷邊部翹皮缺陷的發(fā)生率達到2.9％。

最后所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。