本申請涉及鋼材制備，尤其涉及一種控制高殘余元素含量的鑄坯質(zhì)量的方法。
背景技術(shù)：
1、鋼中常見的殘余元素按其氧化勢可分為三類。第一類元素包括cu、ni、mo、co、as、w、sn、sb，因氧化勢小于鐵，在煉鋼過程不參與氧化反應(yīng)，最終幾乎全部積存在鋼鐵產(chǎn)品中，被完全保留；第二類元素包括s、p、mn、cr、c、h、n，它們的氧化勢與鐵接近，在煉鋼過程中，僅有一部分被氧化去除，其去除程度與元素本身特性有關(guān)，因此會(huì)被部分保留；第三類元素包括pb、zn、v、ti、al、ti、si、mg、ca、nb、zr，它們的氧化勢大于鐵，煉鋼過程中絕大部分會(huì)被氧化去除，只有極少部分保留在鋼中。因此，控制鋼中的殘余元素，實(shí)際上是控制第一類和第二類所含的元素。
2、基于大廢鋼比的長流程冶煉技術(shù)以及全廢鋼或高廢鋼比的電爐冶煉流程是我國鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)最重要的減碳工藝路線，而廢鋼具有來源廣泛、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，大量使用后，其中不易去除的cu、ni、sn等第一類殘余元素將不斷累積，造成含量超標(biāo)，勢必會(huì)影響到后續(xù)生產(chǎn)工藝及鋼材質(zhì)量。這些殘余元素的存在會(huì)顯著影響鋼種的相變溫度和晶界的析出物。研究表明，由于cu的熔點(diǎn)低(1083℃)，在高溫狀態(tài)下，鑄坯中的fe優(yōu)先氧化成feo，cu就會(huì)在feo皮下富集，容易形成低熔點(diǎn)相；或cu熔化后，其含量超過在鋼液中的溶解度，沿晶界析出，成為晶界處的薄弱環(huán)節(jié)。另外，sn、sb、as等殘余元素均容易在奧氏體晶界處偏聚形成低熔點(diǎn)的共晶相，降低晶界表面能，促使晶界孔洞的形成與成長；在高溫氧化過程中，這些元素富集在一起在鑄坯的氧化鐵皮下形成更低熔點(diǎn)的相，都會(huì)成為鑄坯表面裂紋的起源。在連鑄過程中，如果鑄坯在矯直段的溫度位于鋼種的第三脆性區(qū)溫度時(shí)，由于表面受拉力作用產(chǎn)生表面裂紋的風(fēng)險(xiǎn)很高，而cu、sn、sb、as等殘余元素的存在會(huì)大大降低鋼種第三脆性區(qū)溫度范圍和最低值，因此，在當(dāng)前鋼鐵企業(yè)減碳工藝路線推行的同時(shí)，開發(fā)一種控制高殘余元素含量的連鑄坯質(zhì)量的連鑄工藝尤為緊迫和重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┝艘环N控制高殘余元素含量的鑄坯質(zhì)量的方法，以解決鋼中殘余元素含量高時(shí)引起鑄坯表面裂紋的技術(shù)問題。
2、本申請實(shí)施例提供了一種控制高殘余元素含量的鑄坯質(zhì)量的方法，所述方法包括：
3、采用大廢鋼比的原料結(jié)構(gòu)進(jìn)行冶煉，得到具有高殘余元素含量的初煉鋼液；
4、將所述初煉鋼液進(jìn)行精煉，得到精煉鋼液；
5、根據(jù)所述精煉鋼液的裂紋敏感當(dāng)量weq與臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq之間的關(guān)系，調(diào)節(jié)所述連鑄的二冷綜合比水量和鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度；以及
6、在所述二冷綜合比水量和所述鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度的條件下，將所述精煉鋼液進(jìn)行連鑄，得到鑄坯。
7、可選的，當(dāng)所述裂紋敏感當(dāng)量weq＞所述臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq時(shí)，所述二冷綜合比水量為0.15l/kg～0.5l/kg，所述鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度＞1000℃。
8、可選的，當(dāng)所述裂紋敏感當(dāng)量weq≤所述臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq時(shí)，所述二冷綜合比水量為0.6l/kg～1.2l/kg，所述鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度為850℃～950℃。
9、可選的，所述裂紋敏感當(dāng)量weq滿足如下關(guān)系式：
10、weq＝[cu]+7[sn]+4[sb]+2[as]+[pb]+[n]+[s]-[ni]-0.2([cr]+[mo])
11、式中，[cu]表示所述精煉鋼液中cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[sn]表示所述精煉鋼液中sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[sb]表示所述精煉鋼液中sb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[as]表示所述精煉鋼液中as的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[pb]表示所述精煉鋼液中pb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[n]表示所述精煉鋼液中n的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[s]表示所述精煉鋼液中s的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[ni]表示所述精煉鋼液中ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[cr]表示所述精煉鋼液中cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，[mo]表示所述精煉鋼液中mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
12、可選的，所述臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq滿足如下關(guān)系：
13、當(dāng)[c]＜0.03％時(shí)，w0eq為0.28；
14、當(dāng)0.03％≤[c]≤0.2％時(shí)，w0eq為0.11；
15、當(dāng)[c]＞0.2％時(shí)，w0eq為0.16；
16、其中，[c]表示所述鑄坯中c的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
17、可選的，所述大廢鋼比的原料結(jié)構(gòu)為全廢鋼或者廢鋼比≥50％的爐料結(jié)構(gòu)，且廢鋼種類不受限制。
18、可選的，所述精煉采用lf單聯(lián)、rh單聯(lián)、vd單聯(lián)、lf+rh雙聯(lián)或lf+vd雙聯(lián)。
19、可選的，所述冶煉采用電爐冶煉或感應(yīng)爐+轉(zhuǎn)爐冶煉。
20、可選的，所述殘余元素包括：cu、sn、sb、as、pb、ni、mo及cr中的一種或多種。
21、可選的，所述鑄坯表面裂紋發(fā)生率≤0.2％。
22、本申請實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
23、本申請實(shí)施例提供了一種控制高殘余元素含量的鑄坯質(zhì)量的方法，通過裂紋敏感當(dāng)量weq與臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq的大小關(guān)系，由此可以調(diào)節(jié)連鑄的二冷綜合比水量和鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度，以使鑄坯在矯直過程的表面溫度高于脆性溫度范圍，減少鑄坯在矯直過程中的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，從而避免在彎曲受力時(shí)開裂，進(jìn)而有效地控制鑄坯的裂紋敏感性。
1.一種控制高殘余元素含量的鑄坯質(zhì)量的方法，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述裂紋敏感當(dāng)量weq＞所述臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq時(shí)，所述二冷綜合比水量為0.15l/kg～0.5l/kg，所述鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度＞1000℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述裂紋敏感當(dāng)量weq≤所述臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq時(shí)，所述二冷綜合比水量為0.6l/kg～1.2l/kg，所述鑄坯進(jìn)矯直段的表面溫度為850℃～950℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述裂紋敏感當(dāng)量weq滿足如下關(guān)系式：
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述臨界裂紋敏感當(dāng)量w0eq滿足如下關(guān)系：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述大廢鋼比的原料結(jié)構(gòu)為全廢鋼或者廢鋼比≥50％的爐料結(jié)構(gòu)，且廢鋼種類不受限制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述精煉采用lf單聯(lián)、rh單聯(lián)、vd單聯(lián)、lf+rh雙聯(lián)或lf+vd雙聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述冶煉采用電爐冶煉或感應(yīng)爐+轉(zhuǎn)爐冶煉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述殘余元素包括：cu、sn、sb、as、pb、ni、mo及cr中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鑄坯表面裂紋發(fā)生率≤0.2％。