本發明屬于普碳鋼技術領域，尤其涉及一種90°折彎不開裂的熱軋普碳鋼的生產方法。

　　背景技術：

　　目前市場上，熱軋普碳鋼q235b一般用來制作機械結構件使用，需要將q235b的熱軋鋼先進行切條、折彎后再焊接；也有先沖壓，再折彎，后進行焊接的，故要求這種折彎鋼要有一定的強度，既要能起到機械結構件的支撐作用，又要具有抗折彎時的均勻塑性應變的能力，否則在直角彎處就會產生裂紋、開裂等質量問題，開裂的產生影響了用戶連續生產及產量，也影響到用戶的交期，常常會發生生產廠家與用戶甚至貿易商三方間的質量異議。

　　現有的煉鋼工序的生產方法一般是用硅鐵、硅錳再加鋼砂鋁在轉爐出鋼時進行脫氧及合金調整，鋼水中的氧雖然得到一定的降低，但實際成品中的氧含量還是過高，成品氧含量一般在100-150ppm，氧含量越高，越易氧化形成硅酸鹽類夾雜，即c類夾雜，其級別按國標：鋼中非金屬夾雜物含量的測定gb/t10561-2005評定一般在2.5級～＞3級之間。硅酸鹽夾雜在1150～1250℃的高溫區進行變形時具有較好的塑性，但它在常溫下的成品熱軋鋼帶中是沿軋向呈條帶狀分布在金屬基體中，呈脆性且與金屬基體結合較弱，與基本間存在顯微縫隙，其對鋼基體有明顯的割裂作用，90°折彎變形時，由于硅酸鹽夾雜塑性和韌性與金屬基體相差大，變形指數比鋼基體低，不能隨鋼一起變形，引起應力集中，從而使夾雜物本身破碎或夾雜物與鋼板基體界面處產生顯微裂紋，使連續的鋼質基體受到破壞，從而造成鋼板折彎開裂。鋼中硅酸鹽夾雜愈粗，長度愈長，裂紋愈容易產生。所以以現有的生產工藝來生產的鋼，極易90°折彎開裂。

　　現有的軋鋼工藝生產的q235b鋼，多采用后段層流冷卻工藝，鋼的上、下表面常會出現快冷組織，如粒貝或回火索氏體組織(后續卷取自回火)，使得鋼在厚度方向性能不均勻，有這種異常組織的鋼其脆性較大，塑性相對較差。在彎曲的那一面如存在此種組織，也易致開裂。

　　技術實現要素：

　　本發明提供一種90°折彎不開裂的熱軋普碳鋼的生產方法，旨在解決鋼的上、下表面常會出現快冷組織，如粒貝或回火索氏體組織(后續卷取自回火)，使得鋼在厚度方向性能不均勻，有這種異常組織的鋼其脆性較大，塑性相對較差。在彎曲的那一面如存在此種組織，也易致開裂問題。

　　本發明是這樣實現的，一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　步驟s10：高爐鐵水的制造，首先利用高爐對鐵水進行煉制；

　　步驟s20：轉爐冶煉，對鋼材進行后續的轉爐煉鋼；

　　步驟s30：鋼包合金化、加入適當的鋁線以及底吹ar,出鋼1/3時，合金隨鋼流加入，出鋼2/3前加完,出鋼5/6～6/7時加擋渣錐，鋼包渣層≤50mm，穩定合金的收得率，避免鋼水回磷，合金加入量根據實際出鋼溫度及點吹時間及次數可進行調整；

　　步驟s40：利用板坯連鑄機的加工。

　　優選的，所述步驟s230中，氬站通過加入鋁線進行強脫氧，確保成品中氧含量≤35ppm，全鋁含量0.012％～0.028％，酸溶鋁量0.010％～0.025％。

　　優選的，在進行供養造渣時，工作氧壓控制在0.7mpa～0.85mpa，爐渣堿度r控制在2.8～3.2。

　　優選的，鋼水進入氬站后，合金微調，并加入約320米鋁線。

　　優選的，結晶器采用鋁碳質浸入式水口,烘烤時間2.5-3.0小時，使用4h更換。

　　一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，還包括如下步驟：

　　步驟t10：加熱溫度，根據板坯入爐前溫度的高低分冷裝板坯與熱裝板坯，400℃以上的為熱裝板坯；

　　步驟t20：粗軋除磷，主除鱗全開，壓力≥18mpa；

　　步驟t30：軋制和卷取溫度，終軋溫度、卷取溫度及冷卻方式是取得滿意金相組織與性能的關鍵環節；

　　步驟t40：層流冷卻，要獲得理想的f+p的厚向均勻組織，需采用前段冷卻方式，避免用后段冷卻或稀疏冷卻的方式，防止出現粒狀貝氏體或回火索氏體組織。

　　優選的，所述步驟t10中，冷裝板坯的總加熱時間為120分鐘以上，熱裝板坯的總加熱時間為90分鐘以上。

　　優選的，所述冷裝板坯和熱裝板坯的均熱段溫度均為為1150-1250度之間。

　　優選的，所述步驟t20中，成品的厚度不同對應的粗軋機出口厚度不同。

　　優選的，還包括步驟t50：檢驗，對于折彎90°的機械結構件給出了特殊的技術要求，要求對顯微金相的夾雜及組織進行定量檢測，提出量化的技術要求。

　　與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明的一種90°折彎不開裂的熱軋普碳鋼的生產方法，從煉鋼工序解決硅酸鹽夾雜級別較高的問題，通過在氬站加入鋁線進行強脫氧的方法，來實現減少鋼中氧含量，從而減少鋼中硅酸鹽夾雜含量多、級別較高的目的；通過控制各段溫度及終軋后采用前段冷卻的方式，解決從軋鋼工序來解決鋼帶厚度方向組織不均勻、在厚度方向存在快冷組織的異常現象問題。

　　應當理解的是，以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。

　　附圖說明

　　圖1為本發明的流程示意圖；

　　圖2為本發明的另一流程示意圖。

　　具體實施方式

　　為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

　　在本發明的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

　　實施例一：

　　請參閱圖1，本發明提供一種方案：一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，包括如下步驟：

　　步驟s10：高爐鐵水的制造，首先利用高爐對鐵水進行煉制；

　　步驟s20：轉爐冶煉，對鋼材進行后續的轉爐煉鋼；

　　步驟s30：鋼包合金化、加入適當的鋁線以及底吹ar,出鋼1/3時，合金隨鋼流加入，出鋼2/3前加完,出鋼5/6～6/7時加擋渣錐，鋼包渣層≤50mm，穩定合金的收得率，避免鋼水回磷，合金加入量根據實際出鋼溫度及點吹時間及次數可進行調整；

　　步驟s40：利用板坯連鑄機的加工。

　　供氧造渣，工作氧壓控制在0.7mpa～0.85mpa，爐渣堿度r控制在2.8～3.2。吹煉時積極創造去磷、硫條件，以達到盡快去除磷、硫的目的，為終點拉碳做好準備。

　　終點碳及出鋼溫度的控制，終點c控制在0.08％左右，p≤0.025,力求一次拉碳成功，避免后吹，降低鋼水氧化性；紅包出鋼，出鋼時間2.5～4.0分鐘(120t轉爐)，保證鋼包底吹氬氣通暢，出鋼前開氬氣，保證出鋼過程氬花直徑≥800mm，出鋼完畢，鋼包內裸露鋼圈直徑300～400mm；出鋼溫度控制在1630-1660℃，目標1640℃。

　　脫氧合金化，出鋼1/3時，合金隨鋼流加入，出鋼2/3前加完。

　　參考加入量：鋼砂鋁加入0.6kg/t(鋁≥99％，鋁的重量百分比≥80％)；硅錳加入量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％)；硅鐵加入量1kg/t(si含量72％，吸收率90％，增硅0.065％)；增碳劑加入量0.72kg/t，(c含量96％,吸收率95％，增碳0.065％)。

　　出鋼5/6～6/7時加擋渣錐，鋼包渣層≤50mm，穩定合金的收得率，避免鋼水回磷。合金加入量根據實際出鋼溫度及點吹時間及次數可進行調整。

　　吹氬及氬后溫度。鋼水進入氬站后，合金微調，加入約320米鋁線(φ11mm，含鋁≥99％，根據als含量喂入鋁線，參考每6米增鋁0.001％)，進行強脫氧，軟吹時間≥5分鐘，總吹氬時間≥10分鐘。軟吹時液面微波動即可、不能裸露鋼，鎮靜時間4～8分鐘，確保夾雜充分上浮。

　　氬后溫度1600-1610℃，鋼包全程加蓋時控制在溫度中下限，未加蓋鋼包控制在中上限，開機或換罐爐號出鋼溫度提高20℃。

　　連鑄段生產控制方法，中間包烘烤時間≥4小時,溫度≥1000℃；液相線溫度在1522℃左右(以實際成分進行計算為準)，按過熱度10～30℃控制，中包溫度在1532～1552℃左右；中間包保持高液面操作，鋼水深度≥500mm；連鑄做好保護澆鑄，鋼包離站與成品als對比不得超過0.008％。

　　從中包取樣，成分控制見表1：

　　板坯寬度、中包溫度及拉速的控制參數見表2。

　　連鑄坯配水根據寬度可稍做調整，采用中冷模式，一冷寬面水量約222m3/h，一冷窄面水量約為26m3/h，二冷比水量為1.0l/kg，振幅為±3mm，振頻為130次/min。

　　結晶器采用鋁碳質浸入式水口,烘烤時間2.5-3.0小時，使用4h更換；使用q235b板坯保護渣，要求干燥、熔化性能好，保持黑渣操作，按少、勤、勻的原則控制。

　　連鑄機停機時(＞2小時)檢查清理水嘴，防堵塞，保噴水均勻；結晶器上下口偏差±0.1mm、寬面足輥與基準弧偏差以及與窄面延長線偏差±0.1mm、彎曲段開口度及彎曲段曲率偏差≤±0.3mm、輥子安裝尺寸偏差≤±0.1mm、軸承徑向間隙＜0.15mm；扇形段開口度及扇形段曲率偏差≤±0.3mm，輥子安裝尺寸偏差≤±0.1mm、軸承徑向間隙＜±0.15mm輥縫按精度調節。通過對鑄機精度的調整，以保證鋼坯質量。

　　實施例二：

　　請參閱圖2，一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，還包括如下步驟：

　　步驟t10：加熱溫度，根據板坯入爐前溫度的高低分冷裝板坯與熱裝板坯，400℃以上的為熱裝板坯；

　　步驟t20：粗軋除磷，主除鱗全開，壓力≥18mpa；

　　步驟t30：軋制和卷取溫度，終軋溫度、卷取溫度及冷卻方式是取得滿意金相組織與性能的關鍵環節；

　　步驟t40：層流冷卻，要獲得理想的f+p的厚向均勻組織，需采用前段冷卻方式，避免用后段冷卻或稀疏冷卻的方式，防止出現粒狀貝氏體或回火索氏體組織。

　　根據板坯入爐前溫度的高低分冷坯與熱坯，400℃以上的為熱坯。冷坯與熱坯的加熱溫度制度見表3。

　　主除鱗全開，壓力≥18mpa，1、3、5道次除鱗。粗軋目標厚度參考表4。

　　終軋溫度、卷取溫度及冷卻方式是取得滿意金相組織與性能的關鍵環節，各段溫度控制見表5。加熱時要防止發生過熱、過燒、低溫、加熱不均等事故，保持爐內微正壓操作。

　　要獲得理想的f+p的厚向均勻組織，需采用前段冷卻方式，避免用后段冷卻或稀疏冷卻的方式，防止出現粒狀貝氏體或回火索氏體組織(卷取后的自回火)。這兩種組織一般易出現在板卷上表面或下表面0～2.2mm范圍(隨冷速、終軋溫度及板的厚度而有所不同)，使得鋼在厚向的性能不均勻，有這兩種組織的鋼脆性相對較大，在折彎面出現時易致彎曲變形處開裂，這是要嚴格進行控制的關鍵點。但出現這兩種組織的鋼用做承重件時，因其強度相對較大，卻有更有利的一面。

　　步驟t50：檢驗：

　　根據標準gb/t700-2006碳素結構鋼中q235b材質化學成分的上限，范圍較大，對折彎90°的熱軋普碳鋼q235b成分做了范圍的限制；力學性能在要求滿足gb/t700-2006碳素結構鋼和gb/t3524-2015碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋鋼帶的要求條件下，對屈服強度與抗拉強度的上下限也做了限制；對于折彎90°的機械結構件給出了特殊的技術要求，要求對顯微金相的夾雜及組織進行定量檢測，提出量化的技術要求。

　　90°折彎不開裂的熱軋普碳鋼的成分、性能、夾雜及組織等技術要點見表6。

　　以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

　　技術特征：

　　1.一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　步驟s10：高爐鐵水的制造，首先利用高爐對鐵水進行煉制；

　　步驟s20：轉爐冶煉，對鋼材進行后續的轉爐煉鋼；

　　步驟s30：鋼包合金化、加入適當的鋁線以及底吹ar,出鋼1/3時，合金隨鋼流加入，出鋼2/3前加完,出鋼5/6～6/7時加擋渣錐，鋼包渣層≤50mm，穩定合金的收得率，避免鋼水回磷，合金加入量根據實際出鋼溫度及點吹時間及次數可進行調整；

　　步驟s40：利用板坯連鑄機的加工。

　　2.如權利要求1所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，其特征在于，所述步驟s230中，氬站通過加入鋁線進行強脫氧，確保成品中氧含量≤35ppm，全鋁含量0.012％～0.028％，酸溶鋁量0.010％～0.025％。

　　3.如權利要求1所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，其特征在于，在進行供養造渣時，工作氧壓控制在0.7mpa～0.85mpa，爐渣堿度r控制在2.8～3.2。

　　4.如權利要求1所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，其特征在于，鋼水進入氬站后，合金微調，并加入約320米鋁線。

　　5.如權利要求1所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的生產方法，其特征在于，結晶器采用鋁碳質浸入式水口,烘烤時間2.5-3.0小時，使用4h更換。

　　6.一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，其特征在于，包括權利要求1-5的技術特征，還包括如下步驟：

　　步驟t10：加熱溫度，根據板坯入爐前溫度的高低分冷裝板坯與熱裝板坯，400℃以上的為熱裝板坯；

　　步驟t20：粗軋除磷，主除鱗全開，壓力≥18mpa；

　　步驟t30：軋制和卷取溫度，終軋溫度、卷取溫度及冷卻方式是取得滿意金相組織與性能的關鍵環節；

　　步驟t40：層流冷卻，要獲得理想的f+p的厚向均勻組織，需采用前段冷卻方式，避免用后段冷卻或稀疏冷卻的方式，防止出現粒狀貝氏體或回火索氏體組織。

　　7.如權利要求6所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，其特征在于，所述步驟t10中，冷裝板坯的總加熱時間為120分鐘以上，熱裝板坯的總加熱時間為90分鐘以上。

　　8.如權利要求7所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，其特征在于，所述冷裝板坯和熱裝板坯的均熱段溫度均為為1150-1250度之間。

　　9.如權利要求6所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，其特征在于，所述步驟t20中，成品的厚度不同對應的粗軋機出口厚度不同。

　　10.如權利要求6所述的一種90°折彎不開裂的普碳鋼的熱軋工藝，其特征在于，還包括步驟t50：檢驗，對于折彎90°的機械結構件給出了特殊的技術要求，要求對顯微金相的夾雜及組織進行定量檢測，提出量化的技術要求。

　　技術總結

　　本發明公開了一種90°折彎不開裂的熱軋普碳鋼的生產方法，包括如下步驟：步驟S10：高爐鐵水的制造，首先利用高爐對鐵水進行煉制；步驟S20：轉爐冶煉，對鋼材進行后續的轉爐煉鋼；步驟S30：鋼包合金化、加入適當的鋁線以及底吹Ar,出鋼1/3時，合金隨鋼流加入，出鋼2/3前加完,出鋼5/6～6/7時加擋渣錐，鋼包渣層≤50mm，從煉鋼工序解決硅酸鹽夾雜級別較高的問題，通過在氬站加入鋁線進行強脫氧的方法，來實現減少鋼中氧含量，從而減少鋼中硅酸鹽夾雜含量多、級別較高的目的；通過控制各段溫度及終軋后采用前段冷卻的方式，解決從軋鋼工序來解決鋼帶厚度方向組織不均勻、在厚度方向存在快冷組織的異常現象問題。

　　技術研發人員：趙瓊

　　受保護的技術使用者：山西建龍實業有限公司

　　技術研發日：2018.09.07

　　技術公布日：2020.03.17