[发明专利]一种消除硼微合金化热轧钢带边部缺陷的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炼钢领域，即一种消除硼微合金化热轧钢带边部缺陷的生产方法。

背景技术

在生产硼(B)微合金化(B含量0.0003％～0.0020％)热轧钢带时，经常会产生热轧钢带边部开裂、重皮等缺陷，这种缺陷源自于连铸坯角部横裂。按照目前的常规生产方法，生产过程中难以彻底消除连铸坯角部横裂纹，连铸坯冷却后需要检查、磨削清理角部横裂纹，即使这样，热轧钢带边部缺陷仍有发生，产品质量不能保证稳定。产生这种钢带边部缺陷的主要原因是硼元素的加入，具体机理如下：

1.B是强晶界偏聚元素，在连铸坯凝固冷却过程中B原子偏聚在奥氏体晶界，降低了晶界能，强烈的阻止铁素体在奥氏体晶界形核，推迟γ-α相变的发生。

2.随着连铸坯温度的下降，晶界处偏析的B会与N，C等元素结合，以BN，Fe₂₃(B，C)₆的形式沿奥氏体晶界的致密析出，这些晶界析出物脆化了奥氏体晶界。

3.在连铸坯矫直过程中，受到低应变速率的拉伸力作用，奥氏体晶界处产生应力集中，分布在原奥氏体晶界的BN，Fe₂₃(B，C)₆颗粒会在晶界之间产生空洞，这就是最初的空洞形核，当许多空洞形核后，随着应力的不断施加，这些空洞就会长大，长大到一定程度时，空洞之间就彼此接触聚合并连接成一条线，最后形成晶间裂纹。

4.连铸坯的晶间裂纹很容易在铸坯边角部位薄弱的振痕处形成横裂纹，这些角部横裂纹在热轧过程中最终发展为边裂、重皮等边部缺陷。

发明内容

本发明的目的：针对上述问题，提供一种生产方法，可以彻底消除硼微合金化导致的连铸坯角部横裂纹，连铸坯不必进行角部缺陷的检查、磨削清理，可以直接进行轧制，最终的热轧钢带产品不再产生硼微合金化导致的各种边部缺陷。

本发明的技术解决方案是：

(1)优化钢水Mn、S成份，消除硼微合金化导致钢带边部缺陷的关键条件是，

钢中[B]＜0.0013％时，[Mn]≥0.35％且[S]≤0.005％

钢中0.0013％≤[B]≤0.0020％时，[Mn]≥0.40％且[S]≤0.005％

钢的凝固过程中，S在奥氏体晶界的析出降低了钢坯的高温塑性，增加了铸坯的热裂纹敏感性，因此要求降低S含量；钢中的Mn可与S结合成MnS并以线状形态分布于奥氏体中，可改善钢的塑性，是抑制板坯热裂倾向的重要元素；提高[Mn]/[S]可以有效降低因硼微合金化而加剧的铸坯热裂倾向。

(2)提高板坯窄面温度，保证连铸坯在扇形段矫直区域的角部温度达到1000℃以上，避开850℃～950℃的脆性温度区，防止铸坯在脆性温度区内进行矫直所产生的角部裂纹。

(3)如果钢水氮含量偏高，晶界处偏析的B会与N，C等元素结合，以BN，Fe₂₃(B，C)₆的形式沿奥氏体晶界的致密析出，这些晶界析出物脆化了奥氏体晶界。因此，要控制钢水N含量，[N]≤60ppm。

(4)控制钢水P含量，[P]≤0.015％。磷在结晶过程中偏析的倾向较大，使钢的晶界脆化，热裂倾向增大，所以应降低磷含量。

(5)C含量避开0.09％～0.17％范围。C含量在上述范围时，钢在凝固过程中会发生包晶反应，使铸坯发生较大的体积变化和线收缩，容易加剧角部裂纹缺陷。

本发明实现的生产工艺条件：

(1)工艺流程：铁水、废钢、其它辅料→钢水初炼(转炉或电弧炉)→包底吹氩气精炼→LF炉精炼→板坯连铸机→加热炉→热轧→钢带成品

(2)适用钢种主要化学成份范围(％)