[發明專利]一種中碳含鈮鋼減少表面裂紋的方法

有效

• 申請號: 201010228812.3
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101899613A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 何烈云;李翔;王端軍
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/14;C22C33/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明涉及一種中碳含鈮鋼的生產方法，具體地說是一種中碳含鈮鋼減少表面裂紋的方法。

背景技術

在20世紀五六十年代，便廣泛對鈮微合金化技術進行研究。通常是在普碳鋼基礎上，減少鋼中的含碳量，添加鈮增加鋼的強度和韌性。其中，石油運輸管線鋼、高強度板材、汽車用鋼、無間隙原子鋼和鐵素體不銹鋼都采用了鈮微合金化技術。

除此之外，鈮還可以應用于化工領域的熱交換器，高溫爐構件的加熱和屏蔽元件，加工領域的吸氣劑和照明領域的鈉蒸氣燈元件。

目前，在中碳含鈮微合金化鋼中厚板產品廣泛應用于造船、橋梁、建筑和容器制造等行業，近年來成為國內鋼鐵企業的主要品種，為企業帶來了大量的利潤，雖然我國中厚板生產技術正逐年得到完善，且取得了很大進步。但在質量方面還存在許多問題，制約了我國中厚板的發展，主要包括：

(1)內在質量比較差。國內中厚板強度和國外同種鋼板相比，通常低30-50MPa左右，且性能波動大。鋼材純凈度不高，磷、硫、氫等有害元素和夾雜物含量多，時常發生結晶不良現象，使得鋼板出現氣泡、白點、偏析，進而造成夾雜、內裂、分層等缺陷，降低鋼板成材率；

(2)外觀質量比較差。主要是板形不良和尺寸偏差。厚度偏差一般可達0.25mm-0.5mm，寬度偏差可達40mm-50mm，長度偏差最大達到50mm；

(3)和國外先進技術相比，我國的厚板連鑄比仍較低，僅為百分之十幾，日本可達到92％以上；

(4)鋼板種類不齊全，即使有該種類，質量也較差，和國外先進水平差距較大；

(5)和國外先進技術相比，我國的生產工藝仍處在落后階段，操作管理水平低，生產消耗高。

其中表面裂紋是中厚板軋制過程中最常見的缺陷，它造成厚度方向力學性能相比軋向性能差異加大，尤其塑性、韌性嚴重惡化，導致鋼板的沖擊韌性，抗疲勞能力變弱，易發生層狀撕裂。鑄坯出現裂紋，會造成嚴重危害，重者會導致漏鋼或廢品，輕者要進行精整。致使鋼板的切損增加、改判量上升。這樣不但影響鑄機生產率，而且影響產品質量，從而增加了生產成本，降低了經濟效益。

中厚板表面裂紋主要成因主要是鋼中的化學成分如碳、硫以及微量合金元素含量的影響。浸入式水口設計與插入深度將直接影響結晶器內鋼流分布，進而影響板坯坯殼生長均勻性。從而水口浸入深度對板坯表面缺陷有明顯影響，水口插入太深，雖然這減少液面保護渣卷入的可能性，但也減少了夾雜物上浮、去除的機會，結晶器內的高溫區也隨著水口浸入深度的增加而下移，這將使鋼液向自由液面提供的熱量減少，不利于保護渣的熔融，影響保護渣作用的發揮；同時結晶器內高溫區的下移，使初生凝固坯殼的再熔化加劇，影響了初生坯殼的均勻生長速度；水口插入太淺鋼流可以將液渣裹入凝固前沿，擾動劇烈時甚至會造成自由液面的裸露，增加鋼水與空氣的接觸機會，鋼水中因二次氧化而生成的夾雜物進入鋼液，使鋼中的夾雜物含量增加，最終將影響到連鑄坯的質量。所以插入深度既要兼顧減少縱裂紋又要減少裹渣，此外浸人式水口浸人深度對化渣有很大的影響，如中包溫度較低，浸人深度就不能太深。

還有在煉鋼、連鑄工序時操作不當，而在鑄錠表面出現的橫裂紋、縱裂紋、結疤或皮下氣泡等缺陷，在進一步軋制中會演變成裂紋。還可能是在坯料加熱制度不合理，鋼坯過熱或過燒，表面出現脫碳等現象時，會使坯料塑性變差，在軋制時易出現裂紋。當然連鑄坯在低溫脆性區矯直或剪切時也易產生裂紋。

針對中厚板中碳含鈮鋼表面裂紋的成因，通常采取的措施是單一地控制鋼水中的氮、硫以及微量合金元素的含量，還有調節二冷段的配水量控制矯直溫度。然而到目前為止，還沒有發現系統地控制氮含量、微合金元素的含量以及二冷段配水量來減少表面裂紋，提高合格率的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種中碳含鈮鋼減少表面裂紋的方法，該方法通過控制鋼水中氮、微合金的含量以及控制矯直溫度來減少中碳含鈮鋼表面裂紋的產生，提高產品合格率。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種中碳含鈮鋼減少表面裂紋的方法，其特征在于該方法對微合金進行優化，嚴格控制N含量，減少碳氮化鈦的大量富集超標，對二冷段配水量進行調整來控制矯直溫度，降低夾雜的脆性轉化；具體包括以下步驟：

1)控制鋼中微合金成分：向鋼包冶金爐加入合金為Ti-Al，Ti-Nb-Al，Ti-Nb-V-Al組合，Nb的加入量降低在0.015％以下，Ti的加入量保證在0.015％以上；