[发明专利]一种减少低合金钢表面裂纹的方法

说明书

本申请涉及钢铁生产技术领域，具体而言，涉及一种减少低合金钢表面裂纹的方法，其通过精确控制低合金钢中Ti、Mn、Al、N的含量，尤其是在精炼全过程中不添加铝或铝合金，控制低合金钢中的Als含量为0.01％以下，同时在转炉冶炼、LF精炼和连铸过程中均进行控氮处理，控制N含量为50ppm以下，减少AlN及消除NbC、NbCN析出导致晶界脆性，可以大大降低低合金钢表面的开裂风险；另外，通过对连铸过程中二冷水的配置以及铸坯加热工艺的优化，进一步降低低合金钢由于热应力导致的表面裂纹。

技术领域

本申请涉及钢铁生产技术领域，具体而言，涉及一种减少低合金钢表面裂纹的方法

背景技术

低合金钢广泛应用于车辆、桥梁、建筑、特种设备等各种行业。随着制造业的不断发展，对钢板的强度、韧性、耐冲击性等性能提出更高要求，高质量、低成本是钢铁行业中竞争的主要方向。

大部分低合金钢中含有0.02％-0.04％的Nb元素，以NbC晶体在铸坯中弥散强化，提高低合金钢性能。低合金钢在冶炼过程中，Al、Nb元素易与N元素结合形成AlN、NbC、NbCN晶体，在铸坯浇注过程中析出导致晶界脆性，产生龟裂、角裂等铸坯表面裂纹，属于裂纹敏感性钢种。铸坯表面裂纹在轧制过程易导致强度、韧性恶化，轧制开裂甚至断坯等情况影响生产，因此低合金钢板坯轧制前要求进行表面精整检查，即对2-3mm表皮下横裂，龟裂等裂纹缺陷确认，并采用剥皮5-7mm处理严重缺陷，精整成本增加，生产效率偏低。采用Ti取代Nb的合金化冶炼工艺和采用缓冷坑缓冷或扣罩缓冷的方法可以改善一般裂纹敏感性钢种质量问题。但是有些问题依然难以得到解决，如铝合金脱氧在钢水凝固过程易产生AlN，析出导致晶界脆性，该问题仍是影响板坯表面裂纹的重要因素；其次，现有技术主要通过采用加强设备功能精度的方式来减少冶炼过程钢水吸氮、增氮，方法较为单一，对设备的稳定性，人工点检、维护成本要求较高；最后，采用下线堆叠缓冷或缓冷坑缓冷的方式降低板坯表面裂纹，生产效率低，对于高敏感性低合金钢，并不能从完全消除表面裂纹。

因此，采用合理的生产方法制造出各项性能优异的经济型高强钢板的同时，彻底消除高裂纹敏感性对轧制生产过程的不利影响成为当前亟待研究的重点方向。

发明内容

本申请的目的在于提供一种减少低合金钢表面裂纹的方法，通过多节点多手段控制，可以经济地解决低合金钢表面容易出现裂纹的问题。

本申请提供一种减少低合金钢表面裂纹的方法，包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸、轧制；LF精炼合金化时，控制钢中的Ti含量为0.010％-0.030％，Mn含量为1.40％-1.55％，并且在精炼全过程中不添加铝或铝合金，控制低合金钢中的Als含量为0.010％以下，在转炉冶炼、LF精炼和连铸过程中均进行控氮处理，控制N含量为50ppm以下。

进一步地，控制低合金钢中的Ti含量为0.010％-0.020％，N含量为45ppm以下。

在一种可选的实施方案中，转炉冶炼过程的控氮处理包括：出钢过程加碳粉进行弱脱氧，出钢终点加入120-150kg铝铁，同时转炉冶炼终点高拉碳，控制冶炼终点C含量≥0.07％。

在一种可选的实施方案中，转炉冶炼过程的控氮处理包括：扩大转炉出钢口，出钢口的横截面面积扩大10％-25％。

在一种可选的实施方案中，转炉冶炼过程的控氮处理包括：添加低氮含量的增碳剂，并且钢包全程底吹氩。

在一种可选的实施方案中，LF精炼过程的控氮处理包括：采用短弧造稀渣，控制氩气流量≤60L/min，钢液的成分调整在停电状态下进行，控制电离钢液面凹坑半径≤57mm。

在一种可选的实施方案中，连铸过程的控氮处理包括：在长水口与钢包下水口接触处进行50-60L/min的Ar封保护；开浇前6-10min中包内进行Ar气吹扫，形成无氮氛围；设置中包渣层厚度60～100mm，结晶器渣层厚度控制在40～80mm。