一种90°折弯不开裂的热轧普碳钢的生产方法及步骤

　　

　　本发明属于普碳钢技术领域，尤其涉及一种90°折弯不开裂的热轧普碳钢的生产方法。

　　背景技术：

　　目前市场上，热轧普碳钢q235b一般用来制作机械结构件使用，需要将q235b的热轧钢先进行切条、折弯后再焊接；也有先冲压，再折弯，后进行焊接的，故要求这种折弯钢要有一定的强度，既要能起到机械结构件的支撑作用，又要具有抗折弯时的均匀塑性应变的能力，否则在直角弯处就会产生裂纹、开裂等质量问题，开裂的产生影响了用户连续生产及产量，也影响到用户的交期，常常会发生生产厂家与用户甚至贸易商三方间的质量异议。

　　现有的炼钢工序的生产方法一般是用硅铁、硅锰再加钢砂铝在转炉出钢时进行脱氧及合金调整，钢水中的氧虽然得到一定的降低，但实际成品中的氧含量还是过高，成品氧含量一般在100-150ppm，氧含量越高，越易氧化形成硅酸盐类夹杂，即c类夹杂，其级别按国标：钢中非金属夹杂物含量的测定gb/t10561-2005评定一般在2.5级～＞3级之间。硅酸盐夹杂在1150～1250℃的高温区进行变形时具有较好的塑性，但它在常温下的成品热轧钢带中是沿轧向呈条带状分布在金属基体中，呈脆性且与金属基体结合较弱，与基本间存在显微缝隙，其对钢基体有明显的割裂作用，90°折弯变形时，由于硅酸盐夹杂塑性和韧性与金属基体相差大，变形指数比钢基体低，不能随钢一起变形，引起应力集中，从而使夹杂物本身破碎或夹杂物与钢板基体界面处产生显微裂纹，使连续的钢质基体受到破坏，从而造成钢板折弯开裂。钢中硅酸盐夹杂愈粗，长度愈长，裂纹愈容易产生。所以以现有的生产工艺来生产的钢，极易90°折弯开裂。

　　现有的轧钢工艺生产的q235b钢，多采用后段层流冷却工艺，钢的上、下表面常会出现快冷组织，如粒贝或回火索氏体组织(后续卷取自回火)，使得钢在厚度方向性能不均匀，有这种异常组织的钢其脆性较大，塑性相对较差。在弯曲的那一面如存在此种组织，也易致开裂。

　　技术实现要素：

　　本发明提供一种90°折弯不开裂的热轧普碳钢的生产方法，旨在解决钢的上、下表面常会出现快冷组织，如粒贝或回火索氏体组织(后续卷取自回火)，使得钢在厚度方向性能不均匀，有这种异常组织的钢其脆性较大，塑性相对较差。在弯曲的那一面如存在此种组织，也易致开裂问题。

　　本发明是这样实现的，一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，包括如下步骤：

　　步骤s10：高炉铁水的制造，首先利用高炉对铁水进行炼制；

　　步骤s20：转炉冶炼，对钢材进行后续的转炉炼钢；

　　步骤s30：钢包合金化、加入适当的铝线以及底吹ar,出钢1/3时，合金随钢流加入，出钢2/3前加完,出钢5/6～6/7时加挡渣锥，钢包渣层≤50mm，稳定合金的收得率，避免钢水回磷，合金加入量根据实际出钢温度及点吹时间及次数可进行调整；

　　步骤s40：利用板坯连铸机的加工。

　　优选的，所述步骤s230中，氩站通过加入铝线进行强脱氧，确保成品中氧含量≤35ppm，全铝含量0.012％～0.028％，酸溶铝量0.010％～0.025％。

　　优选的，在进行供养造渣时，工作氧压控制在0.7mpa～0.85mpa，炉渣碱度r控制在2.8～3.2。

　　优选的，钢水进入氩站后，合金微调，并加入约320米铝线。

　　优选的，结晶器采用铝碳质浸入式水口,烘烤时间2.5-3.0小时，使用4h更换。

　　一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，还包括如下步骤：

　　步骤t10：加热温度，根据板坯入炉前温度的高低分冷装板坯与热装板坯，400℃以上的为热装板坯；

　　步骤t20：粗轧除磷，主除鳞全开，压力≥18mpa；

　　步骤t30：轧制和卷取温度，终轧温度、卷取温度及冷却方式是取得满意金相组织与性能的关键环节；

　　步骤t40：层流冷却，要获得理想的f+p的厚向均匀组织，需采用前段冷却方式，避免用后段冷却或稀疏冷却的方式，防止出现粒状贝氏体或回火索氏体组织。

　　优选的，所述步骤t10中，冷装板坯的总加热时间为120分钟以上，热装板坯的总加热时间为90分钟以上。

　　优选的，所述冷装板坯和热装板坯的均热段温度均为为1150-1250度之间。

　　优选的，所述步骤t20中，成品的厚度不同对应的粗轧机出口厚度不同。

　　优选的，还包括步骤t50：检验，对于折弯90°的机械结构件给出了特殊的技术要求，要求对显微金相的夹杂及组织进行定量检测，提出量化的技术要求。

　　与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种90°折弯不开裂的热轧普碳钢的生产方法，从炼钢工序解决硅酸盐夹杂级别较高的问题，通过在氩站加入铝线进行强脱氧的方法，来实现减少钢中氧含量，从而减少钢中硅酸盐夹杂含量多、级别较高的目的；通过控制各段温度及终轧后采用前段冷却的方式，解决从轧钢工序来解决钢带厚度方向组织不均匀、在厚度方向存在快冷组织的异常现象问题。

　　应当理解的是，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

　　附图说明

　　图1为本发明的流程示意图；

　　图2为本发明的另一流程示意图。

　　具体实施方式

　　为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

　　在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

　　实施例一：

　　请参阅图1，本发明提供一种方案：一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，包括如下步骤：

　　步骤s10：高炉铁水的制造，首先利用高炉对铁水进行炼制；

　　步骤s20：转炉冶炼，对钢材进行后续的转炉炼钢；

　　步骤s30：钢包合金化、加入适当的铝线以及底吹ar,出钢1/3时，合金随钢流加入，出钢2/3前加完,出钢5/6～6/7时加挡渣锥，钢包渣层≤50mm，稳定合金的收得率，避免钢水回磷，合金加入量根据实际出钢温度及点吹时间及次数可进行调整；

　　步骤s40：利用板坯连铸机的加工。

　　供氧造渣，工作氧压控制在0.7mpa～0.85mpa，炉渣碱度r控制在2.8～3.2。吹炼时积极创造去磷、硫条件，以达到尽快去除磷、硫的目的，为终点拉碳做好准备。

　　终点碳及出钢温度的控制，终点c控制在0.08％左右，p≤0.025,力求一次拉碳成功，避免后吹，降低钢水氧化性；红包出钢，出钢时间2.5～4.0分钟(120t转炉)，保证钢包底吹氩气通畅，出钢前开氩气，保证出钢过程氩花直径≥800mm，出钢完毕，钢包内裸露钢圈直径300～400mm；出钢温度控制在1630-1660℃，目标1640℃。

　　脱氧合金化，出钢1/3时，合金随钢流加入，出钢2/3前加完。

　　参考加入量：钢砂铝加入0.6kg/t(铝≥99％，铝的重量百分比≥80％)；硅锰加入量4.0kg/t(mn含量65％，吸收率93％，增mn0.25％；si含量17％，硅的吸收率90％，增硅0.06％；c含量1.5％，碳的吸收率95％，增碳0.0057％)；硅铁加入量1kg/t(si含量72％，吸收率90％，增硅0.065％)；增碳剂加入量0.72kg/t，(c含量96％,吸收率95％，增碳0.065％)。

　　出钢5/6～6/7时加挡渣锥，钢包渣层≤50mm，稳定合金的收得率，避免钢水回磷。合金加入量根据实际出钢温度及点吹时间及次数可进行调整。

　　吹氩及氩后温度。钢水进入氩站后，合金微调，加入约320米铝线(φ11mm，含铝≥99％，根据als含量喂入铝线，参考每6米增铝0.001％)，进行强脱氧，软吹时间≥5分钟，总吹氩时间≥10分钟。软吹时液面微波动即可、不能裸露钢，镇静时间4～8分钟，确保夹杂充分上浮。

　　氩后温度1600-1610℃，钢包全程加盖时控制在温度中下限，未加盖钢包控制在中上限，开机或换罐炉号出钢温度提高20℃。

　　连铸段生产控制方法，中间包烘烤时间≥4小时,温度≥1000℃；液相线温度在1522℃左右(以实际成分进行计算为准)，按过热度10～30℃控制，中包温度在1532～1552℃左右；中间包保持高液面操作，钢水深度≥500mm；连铸做好保护浇铸，钢包离站与成品als对比不得超过0.008％。

　　从中包取样，成分控制见表1：

　　板坯宽度、中包温度及拉速的控制参数见表2。

　　连铸坯配水根据宽度可稍做调整，采用中冷模式，一冷宽面水量约222m3/h，一冷窄面水量约为26m3/h，二冷比水量为1.0l/kg，振幅为±3mm，振频为130次/min。

　　结晶器采用铝碳质浸入式水口,烘烤时间2.5-3.0小时，使用4h更换；使用q235b板坯保护渣，要求干燥、熔化性能好，保持黑渣操作，按少、勤、匀的原则控制。

　　连铸机停机时(＞2小时)检查清理水嘴，防堵塞，保喷水均匀；结晶器上下口偏差±0.1mm、宽面足辊与基准弧偏差以及与窄面延长线偏差±0.1mm、弯曲段开口度及弯曲段曲率偏差≤±0.3mm、辊子安装尺寸偏差≤±0.1mm、轴承径向间隙＜0.15mm；扇形段开口度及扇形段曲率偏差≤±0.3mm，辊子安装尺寸偏差≤±0.1mm、轴承径向间隙＜±0.15mm辊缝按精度调节。通过对铸机精度的调整，以保证钢坯质量。

　　实施例二：

　　请参阅图2，一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，还包括如下步骤：

　　步骤t10：加热温度，根据板坯入炉前温度的高低分冷装板坯与热装板坯，400℃以上的为热装板坯；

　　步骤t20：粗轧除磷，主除鳞全开，压力≥18mpa；

　　步骤t30：轧制和卷取温度，终轧温度、卷取温度及冷却方式是取得满意金相组织与性能的关键环节；

　　步骤t40：层流冷却，要获得理想的f+p的厚向均匀组织，需采用前段冷却方式，避免用后段冷却或稀疏冷却的方式，防止出现粒状贝氏体或回火索氏体组织。

　　根据板坯入炉前温度的高低分冷坯与热坯，400℃以上的为热坯。冷坯与热坯的加热温度制度见表3。

　　主除鳞全开，压力≥18mpa，1、3、5道次除鳞。粗轧目标厚度参考表4。

　　终轧温度、卷取温度及冷却方式是取得满意金相组织与性能的关键环节，各段温度控制见表5。加热时要防止发生过热、过烧、低温、加热不均等事故，保持炉内微正压操作。

　　要获得理想的f+p的厚向均匀组织，需采用前段冷却方式，避免用后段冷却或稀疏冷却的方式，防止出现粒状贝氏体或回火索氏体组织(卷取后的自回火)。这两种组织一般易出现在板卷上表面或下表面0～2.2mm范围(随冷速、终轧温度及板的厚度而有所不同)，使得钢在厚向的性能不均匀，有这两种组织的钢脆性相对较大，在折弯面出现时易致弯曲变形处开裂，这是要严格进行控制的关键点。但出现这两种组织的钢用做承重件时，因其强度相对较大，却有更有利的一面。

　　步骤t50：检验：

　　根据标准gb/t700-2006碳素结构钢中q235b材质化学成分的上限，范围较大，对折弯90°的热轧普碳钢q235b成分做了范围的限制；力学性能在要求满足gb/t700-2006碳素结构钢和gb/t3524-2015碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带的要求条件下，对屈服强度与抗拉强度的上下限也做了限制；对于折弯90°的机械结构件给出了特殊的技术要求，要求对显微金相的夹杂及组织进行定量检测，提出量化的技术要求。

　　90°折弯不开裂的热轧普碳钢的成分、性能、夹杂及组织等技术要点见表6。

　　以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

　　技术特征：

　　1.一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

　　步骤s10：高炉铁水的制造，首先利用高炉对铁水进行炼制；

　　步骤s20：转炉冶炼，对钢材进行后续的转炉炼钢；

　　步骤s30：钢包合金化、加入适当的铝线以及底吹ar,出钢1/3时，合金随钢流加入，出钢2/3前加完,出钢5/6～6/7时加挡渣锥，钢包渣层≤50mm，稳定合金的收得率，避免钢水回磷，合金加入量根据实际出钢温度及点吹时间及次数可进行调整；

　　步骤s40：利用板坯连铸机的加工。

　　2.如权利要求1所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，其特征在于，所述步骤s230中，氩站通过加入铝线进行强脱氧，确保成品中氧含量≤35ppm，全铝含量0.012％～0.028％，酸溶铝量0.010％～0.025％。

　　3.如权利要求1所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，其特征在于，在进行供养造渣时，工作氧压控制在0.7mpa～0.85mpa，炉渣碱度r控制在2.8～3.2。

　　4.如权利要求1所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，其特征在于，钢水进入氩站后，合金微调，并加入约320米铝线。

　　5.如权利要求1所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的生产方法，其特征在于，结晶器采用铝碳质浸入式水口,烘烤时间2.5-3.0小时，使用4h更换。

　　6.一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，其特征在于，包括权利要求1-5的技术特征，还包括如下步骤：

　　步骤t10：加热温度，根据板坯入炉前温度的高低分冷装板坯与热装板坯，400℃以上的为热装板坯；

　　步骤t20：粗轧除磷，主除鳞全开，压力≥18mpa；

　　步骤t30：轧制和卷取温度，终轧温度、卷取温度及冷却方式是取得满意金相组织与性能的关键环节；

　　步骤t40：层流冷却，要获得理想的f+p的厚向均匀组织，需采用前段冷却方式，避免用后段冷却或稀疏冷却的方式，防止出现粒状贝氏体或回火索氏体组织。

　　7.如权利要求6所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，其特征在于，所述步骤t10中，冷装板坯的总加热时间为120分钟以上，热装板坯的总加热时间为90分钟以上。

　　8.如权利要求7所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，其特征在于，所述冷装板坯和热装板坯的均热段温度均为为1150-1250度之间。

　　9.如权利要求6所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，其特征在于，所述步骤t20中，成品的厚度不同对应的粗轧机出口厚度不同。

　　10.如权利要求6所述的一种90°折弯不开裂的普碳钢的热轧工艺，其特征在于，还包括步骤t50：检验，对于折弯90°的机械结构件给出了特殊的技术要求，要求对显微金相的夹杂及组织进行定量检测，提出量化的技术要求。

　　技术总结

　　本发明公开了一种90°折弯不开裂的热轧普碳钢的生产方法，包括如下步骤：步骤S10：高炉铁水的制造，首先利用高炉对铁水进行炼制；步骤S20：转炉冶炼，对钢材进行后续的转炉炼钢；步骤S30：钢包合金化、加入适当的铝线以及底吹Ar,出钢1/3时，合金随钢流加入，出钢2/3前加完,出钢5/6～6/7时加挡渣锥，钢包渣层≤50mm，从炼钢工序解决硅酸盐夹杂级别较高的问题，通过在氩站加入铝线进行强脱氧的方法，来实现减少钢中氧含量，从而减少钢中硅酸盐夹杂含量多、级别较高的目的；通过控制各段温度及终轧后采用前段冷却的方式，解决从轧钢工序来解决钢带厚度方向组织不均匀、在厚度方向存在快冷组织的异常现象问题。

　　技术研发人员：赵琼

　　受保护的技术使用者：山西建龙实业有限公司

　　技术研发日：2018.09.07

　　技术公布日：2020.03.17