CN115418547B

CN115418547B - 一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法

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Publication number: CN115418547B
Application number: CN202211018846.9A
Authority: CN
Inventors: 陈四平; 杨志刚; 黄伟丽; 王信威; 朱云杰; 霍瑞岗; 徐子谦; 牛跃威; 李敏; 张立广; 东根来; 路晓军
Original assignee: Delong Steel Ltd
Current assignee: Delong Steel Ltd
Priority date: 2022-08-24
Filing date: 2022-08-24
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2042-08-24
Also published as: CN115418547A

Abstract

本发明提供了一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，包括如下步骤，S1、转炉炼钢：将铁水加入转炉中进行冶炼，冶炼结束后向钢水内补入铝料和碳粉，控制钢水终点成分C：0.15％～0.20％、Si：0.10％～0.25％、P≤0.030％、S≤0.030％、Al：0.010％～0.030％；S2、炉外精炼：钢包进入吹氩站进行吹氩，补加硅锰合金和钛铁，控制Mn含量为0.40％～0.50％、Ti含量为0.03％～0.05％，且W(Ti)/W(Al)≥1.7；S3、连铸；S4、加热；S5、轧制；S6、冷却。本发明通过在钢水成分上添加Ti、并合理配置W(Ti)/W(Al)，使析出物以球形脆性的Al2O₃‑TiO_x‑MnS复合夹杂物为主，减少单独MnS夹杂物的析出比例；同时，通过控制MnS在低塑性区大压缩比轧制，减小MnS的长宽比，形成数量增多、长度变短的MnS夹杂物。

Description

一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法。

背景技术

总所周知，在凝固过程中，钢中锰与硫元素的偏析会形成MnS夹杂物，MnS夹杂物对钢材的的生产和应用具有重要的影响。MnS在钢中为A类塑性夹杂物，比钢基体软，有良好的变形能力，在轧制过程中会沿轧制方向延展成为大尺寸长条状，使得钢材在塑性和强度方面表现出明显的各向异性，显著降低钢材的横向性能，造成钢材出现延伸率低、冷弯开裂、低温冲击功不合等问题，而且，MnS夹杂物颗粒的尺寸越大，对钢材力学性能的影响越显著，因此，为了确保钢材的力学性能，必须要对MnS夹杂物进行严格控制，使MnS夹杂物尺寸细小、且分布均匀，以减少轧制过程中变形量，降低对钢材疲劳性能的影响。

目前，行业内对于MnS夹杂物的控制，除严格控制硫含量外，传统的方法就是采用Ca处理工艺或者添加稀土，但采用Ca处理工艺形成的(Mn、Ca)S夹杂物易在氧化物表面附着生产新的复合型脆性夹杂物，需要在转炉冶炼过程中，严格控制钢水中的Al、O含量，并在吹氩站长时间吹氩，促进脱氧产物充分上浮，降低生产效率；同时在钢水中加入稀土，必须保证钢中较低的氧含量，这样的处理方法不仅大大增加了生产成本，而且钢中易会生成大量的脆性氧化物夹杂，无法满足低硫低合金结构钢的性能要求。

中国专利CN201911194152.9公开了一种钛处理改善钢中硫化物形态的方法，通过调整钢中钛和N含量，并调整凝固前沿的冷却速度来控制TiN和MnS的析出、长大时机及顺序，提高钢中复合硫化物比例，硫化物由集中的长条状转变为分散的球状或纺锤状。具体操作为：在含硫钢中以钛合金或钛线等各种形式加入钛，使钢中钛含量达到0.02％～0.2％，同时，通过控制钢水凝固过程的冷却速度，保证铸锭在液相线温度至900℃凝固前沿区间的冷却速度为0.1℃/s～10℃/s，使钢中生成各类含钛复合硫化物，或者为以TiN为核心的MnS，或者TiN钉扎在MnS周围，或者TiN与MnS伴生，从而减轻了硫化物在后续轧制(锻造)过程中的延长。

但是，该发明的控制机理是通过析出TiN来改变MnS形态，且仅限用于是N含量较高的非调质钢使用(N含量在0.02％左右)。而对于低合金钢来说，N含量较低，一般在30PPM以内(0.003％以内)，形成的TiN量特别少，无法改善和控制MnS夹杂物的形态。

因此，如何控制低硫低合金钢结构钢中的MnS夹杂物，成为亟需解决的一个问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，有效减少轧后钢中大型长条状MnS，提高钢质的横向性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，包括如下步骤：

S1、转炉炼钢

将铁水加入转炉中进行冶炼，冶炼结束后，控制钢水终点成分C：0.04％～0.09％、Si：0.10％～0.25％、P≤0.030％、S≤0.030％；出钢时，向钢水内补入铝料和碳粉，调整铁水C含量：0.15％～0.20％、Al含量：0.010％～0.030％；

S2、炉外精炼

出钢后，钢包进入吹氩站进行吹氩，并根据终点Mn含量，补加硅锰合金和钛铁来调整成分，控制Mn含量为0.40％～0.50％、Ti含量为0.03％～0.05％，且W(Ti)/W(Al)≥1.7；

S3、连铸

将钢水送入连铸机中浇铸，得连铸坯；

S4、加热

将连铸坯送入步进式加热炉进行加热；

S5、轧制

将加热后的连铸坯依次进行粗轧和精轧，粗轧终轧温度1000℃～1050℃，精轧终轧温度800℃～900℃；

S6、冷却

将轧制后的钢坯采用快速冷却工艺进行冷却，终冷温度620℃～630℃；再次冷却到室温，即得低硫低合金结构钢。

所述步骤S1中，出钢时铝料的加入量为每吨钢水2.0kg～2.5kg，碳粉的加入量为每吨钢水1.0kg～1.3kg。

所述步骤S2中，吹氩前先补加硅锰合金，吹氩5min后加入钛铁，再次吹氩3分钟以上出钢。

所述步骤S3中，连铸拉速控制在0.9m/min～1.1m/min；二冷区采用强冷的冷却工艺，比水量0.75kg/L～0.80kg/L；宽边水量160m³/h～165m³/h，窄边水量26m³/h～30m³/h。

所述步骤S4中，加热温度1250℃～1300℃，加热时间120min～150min。

所述步骤S5中，粗轧压下率的下限值按如下公式计算：

ε₁≥(0.001T₁-0.65)×100％

其中，ε₁为粗轧段压下率，T₁为粗轧终轧温度。

精轧压下率的下限值按如下公式计算：

ε₂≥(-0.0022T₂+2.68)×100％

其中，ε₂为精轧段压下率，T₂为精轧终轧温度。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明公开了一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，通过在钢水成分上添加可以减少MnS尺寸分布的Ti元素、并合理配置W(Ti)/W(Al)，使析出物以球形脆性的Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物为主，有效减少单独MnS夹杂物的析出比例，减少形成大尺寸夹杂物的基础；同时，通过控制MnS在低塑性区大压缩比轧制，减小MnS的长宽比，形成数量增多、长度变短的MnS夹杂物，有效控制轧后MnS夹杂物形态，保证钢种的横向性能，从而实现了低硫低合金结构钢中MnS夹杂物的有效控制。

关于对钢成分中的W(Ti)/W(Al)进行控制：利用钢液中形成的高熔点，细小弥散的氧化物夹杂作为钢中第二相析出物的形核核心，可有效改变钢中析出物的性状，在Al脱氧的钢中，形成的Al₂O₃夹杂在钢中易形成团簇，不能弥散分布，故不能作为有效的形核核心，但加入钛形成的(Ti，Mn)O可在固液界面形成细小的MnS形核点，并在一定的W(Ti)/W(Al)下，能够形成大量小尺寸的球状复合夹杂物；同时，在脱氧完全的情况下，钛含量增加到一定程度时，开始形成半塑性的Ti₄C₂S₂，代替MnS夹杂。在反复试验的基础上，发现随着W(Ti)/W(Al)的增加，MnS在氧化物上的析出率有增大的趋势(见图10)，单独析出的MnS逐渐减少，并在W(Ti)/W(Al)≥1.7以后MnS在氧化物上的析出率趋于稳定，主要以尺寸较小Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物为主，少量的MnS夹杂物尺寸亦较小；而当W(Ti)/W(Al)＜1.7时，除形成的Al₂O₃-TiO_x-MnS外，仍有较多的大量尺寸MnS夹杂物，且MnS形态基本无变化，为此本发明提出W(Ti)/W(Al)≥1.7的控制范围。经生产实践表明，将W(Ti)/W(Al)控制在上述范围，在铸坯冷却凝固过程中，可收到降低大尺寸MnS夹杂物比例的良好效果。

关于轧制工艺：MnS夹杂塑性与温度、夹杂尺寸有关，连铸坯在加热过程，在高温状态下，MnS能够溶解于奥氏体中，并在后续的轧制过程中，随着温度下降，固溶度也随之下降，导致MnS将再一次析出，这时的MnS尺寸更小，分布更加均匀。在后续轧制过程中，由于硫化物是塑性夹杂物，在低温下，随着压缩比的增加，钢基体与长条状硫化物发生形变，硫化物被拉长，当形变达到一定的程度时，可导致拉长的硫化物发生断裂，使夹杂物的数量增加，长度和宽度减小，从而提高变形量能够提高硫化物弥散程度；但由于MnS与钢基体之间的相对塑性随变形温度的降低呈先减小后增大的趋势，通过控制MnS在相对塑性较低的温度区域进行轧制变形，有利于提高MnS夹杂的长/宽，加快MnS夹杂断裂碎化的速度，通过反复试验，发现了不同轧制温度下，MnS断裂碎化的最低压下率(见图11)。因而提出了终轧温度，压下率与变形温度的控制反馈：精轧终轧温度T₁：800℃～900℃，压下率ε₁≥(-0.0022T₁+2.68)×100％；粗轧终轧温度T₂：1000℃～1050℃，压下率ε₂≥(0.001T₂-0.65)×100％。

附图说明

图1为本发明实施例1的金相组织形貌图；

图2a为本发明实施例1夹杂物电子能谱分析时的电子显微镜金相组织图；

图2b为本发明实施例1夹杂物电子能谱分析图；

图3为本发明实施例2的金相组织形貌图；

图4为本发明实施例3的金相组织形貌图；

图5为本发明实施例4的金相组织形貌图；

图6为本发明对比例1的金相组织形貌图；

图7a为本发明对比例1夹杂物电子能谱分析时的电子显微镜金相组织图；

图7b为本发明对比例1夹杂物电子能谱分析图；

图8为本发明对比例2的金相组织形貌图；

图9为本发明对比例3的金相组织形貌图；

图10为不同W_Ti/W_Al对MnS在氧化物上析出率的影响折线图；

图11为不同变形温度对MnS断裂最低压下率的影响折线图。

具体实施方式

下面对本发明进行进一步详细说明。

在本发明中，钢水中各成分的含量均为质量百分含量。

一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，包括转炉炼钢、炉外精炼、连铸、加热、轧制、冷却六个步骤，制备得到低MnS夹杂物的低硫低合金结构钢。

具体步骤如下：

S1、转炉炼钢

将铁水加入转炉中进行冶炼，冶炼结束后，控制钢水终点成分C：0.04％～0.09％、Si：0.10％～0.25％、P≤0.030％、S≤0.030％，其余为铁和不可避免的杂质；出钢时，向钢水内补入铝料和碳粉来调整铁水成分，将C含量调整为0.15％～0.20％、Al含量调整为0.010％～0.030％。

在实际冶炼时，在出料前对铁水取样做成分分析，测定铁水中的成分含量，出钢时根据铁水中的Al含量补加部分铝料，确保反应形成的复合夹杂物Al₂O₃～TiO_x～MnS。一般来说，补加铝料量为每吨铁水2.0kg～2.5kg。

一般来说，补加碳粉量为每吨铁水1.0kg～1.3kg。若碳含量过低，容易发生包晶反应，造成δ→γ相变并伴随线收缩，引起局部气隙而减小了传热速率，使坯壳厚度生长不均匀。C含量0.15％～0.20％时，更多的液体直接转变为γ相，由包晶反应产生的线收缩不太显著，线收缩减轻、气隙减小、传热均匀，坯壳厚度生长均匀，减少裂纹，提高铸坯质量。

S2、炉外精炼

出钢后，钢包进入吹氩站，根据铁水的Mn含量，补加硅锰合金，控制Mn含量为0.40％～0.50％；吹氩5min后补加钛铁，控制Ti含量为0.03％～0.05％，且W(Ti)/W(Al)≥1.7，并再次吹氩3min以上出钢。

S3、连铸

将钢水送入连铸机、浇铸成铸坯，连铸拉速控制0.9m/min～1.1m/min。在二冷区采用强冷的冷却工艺，宽边水量160m³/h～165m³/h，窄边水量26m³/h～30m³/h，比水量0.75kg/L～0.80kg/L，实现铸坯的快速降温。

比水量是二冷段的冷却水量，比水量越大，表示冷却速度越大。在高冷却速度下，钢液凝固时间短，MnS在凝固前沿析出时，没有时间碰撞长大，能有效减小MnS夹杂物的尺寸，但冷却速度过快又会导致铸坯矫直段时角部温度位于脆性温度区，出现角部横裂纹缺陷，经过实践摸索，拉速控制0.9m/min～1.1m/min之间时，比水量控制在0.75kg/L～0.80kg/L，可在保证铸坯角部质量的情况下，实现铸坯快速冷却。

S4、加热

将板坯送入步进式加热炉进行加热，加热温度1250℃～1300℃，加热时间120min～150min；

S5、轧制

将加热后的板坯依次进行粗轧和精轧；

所述粗轧终轧温度1000℃～1050℃，粗轧压下率的下限值按如下公式计算：

ε₁≥(0.001T₁-0.65)×100％

其中，ε₁为粗轧段总压下率，T₁为粗轧终轧温度。

所述精轧终轧温度800℃～900℃，精轧压下率的下限值按如下公式计算：

ε₂≥(-0.0022T₂+2.68)×100％

其中，ε₂为精轧段总压下率，T₂为精轧终轧温度。

S6、冷却

将轧制后的钢材采用快速冷却工艺进行冷却，终冷温度620℃～630℃；空冷却到室温，即得低硫低合金结构钢。

一般来说，冷却方式采用层流冷却。对于多组层流冷却来说，至少从第三组起进行全开集中冷却；也可根据实际的层流冷却设备来进行调整。

下面采用实施例对本发明进行进一步解释说明。

实施例1

一种低硫低合金结构钢，采用下列步骤制备：

S1、转炉炼钢

将铁水加入转炉中进行冶炼，出钢时，向钢水内补入铝料和碳粉来调整铁水成分；

S2、炉外精炼

出钢后，钢包进入吹氩站，根据铁水的Mn含量，补加硅锰合金，吹氩5min后补加钛铁，并再次吹氩3min以上出钢。

补加后钢水的最终成分为：

材质	C/％	Mn/％	P/％	S/％	Si/％	Alt/％	Ti/％	Ti/Al
									Q355B	0.1770	0.4710	0.0115	0.0158	0.230	0.0240	0.0442	1.842

S3、连铸

将钢水送入连铸机、浇铸成铸坯，获得厚度200mm的连铸坯。

连铸过程中，连铸拉速1.0m/min；二冷区采用强冷的冷却工艺，比水量0.75kg/L。

S4、加热

将连铸坯送入步进式加热炉进行加热，加热温度1280℃，加热时间120min。

S5、轧制

将加热后的连铸坯依次进行粗轧和精轧，粗轧前的连铸坯厚度200mm，粗轧终轧温度1050℃，精轧终轧温度850℃；

根据公式计算粗轧压下率ε₁和精轧压下率ε₂的下限值：

粗轧压下率ε₁≥(0.001T₁-0.65)×100％＝(0.001×1050-0.65)×100％＝40％

即粗轧压下率ε₁≥40％；

精轧压下率ε₂≥(-0.0022T₂+2.68)×100％＝(-0.0022×850+2.68)×100％＝81％

即精轧压下率ε₂≥81％；

本实施轧制成品厚度为9.0mm，经反推计算，粗轧后的中间坯厚度为48mm～120mm。

本实施例采用中间坯厚度50mm，实际粗轧压下率：(200-50)/200×100＝75％，实际精轧压下率为(50-9)/50×100＝82％，均符合公式计算的下限要求。

S6、冷却

将轧制后的钢材采用快速冷却工艺进行冷却，采用多组层流将钢材快速冷却至620℃，再空冷却到室温，即得低硫低合金结构钢。

实施例2

一种低硫低合金结构钢，采用下列步骤制备：

S1、转炉炼钢

S2、炉外精炼

补加后钢水的最终成分为：

材质	C	Mn	P	S	Si	Alt	Ti	Ti/Al
									Q355B	0.1980	0.4460	0.0175	0.0188	0.1440	0.0210	0.0422	2.01

S3、连铸

将钢水送入连铸机、浇铸成铸坯，获得厚度200mm的连铸坯。

S4、加热

S5、轧制

根据公式计算粗轧压下率ε₁和精轧压下率ε₂的下限值：

即粗轧压下率ε₁≥40％；

即精轧压下率ε₂≥81％；

本实施轧制成品厚度为6.0mm，经反推计算，粗轧后的中间坯厚度为32mm～120mm。

本实施例采用中间坯厚度40mm，实际粗轧压下率：(200-40)/200×100＝80％，实际精轧压下率为(40-6)/40×100＝85％，均符合公式计算的下限要求。

S6、冷却

实施例3

一种低硫低合金结构钢，采用下列步骤制备：

S1、转炉炼钢

S2、炉外精炼

补加后钢水的最终成分为：

材质	C	Mn	P	S	Si	Alt	Ti	Ti/Al
									Q355B	0.1790	0.4460	0.0178	0.0203	0.1420	0.0210	0.0456	2.17

S3、连铸

将钢水送入连铸机、浇铸成铸坯，获得厚度200mm的连铸坯。

S4、加热

S5、轧制

将加热后的连铸坯依次进行粗轧和精轧，粗轧前的连铸坯厚度200mm，粗轧终轧温度1050℃，精轧终轧温度800℃；

根据公式计算粗轧压下率ε₁和精轧压下率ε₂的下限值：

粗轧压下率ε₁≥(0.001T₁-0.65)×100％＝(0.001×1050-0.65)×100％＝40％，即粗轧压下率ε₁≥40％；

精轧压下率ε₂≥(-0.0022T₂+2.68)×100％＝(-0.0022×800+2.68)×100％＝92％，

即精轧压下率ε₂≥92％；

本实施轧制成品厚度为3.0mm，经反推计算，粗轧后的中间坯厚度为38mm～120mm。

本实施例采用中间坯厚度40mm，实际粗轧压下率：(200-40)/200×100＝50％，实际精轧压下率为(40-3)/40×100＝92.50％，均符合公式计算的下限要求。

S6、冷却

实施例4

一种低硫低合金结构钢，采用下列步骤制备：

S1、转炉炼钢

S2、炉外精炼

补加后钢水的最终成分为：

材质	C	Mn	P	S	Si	Alt	Ti	Ti/Al
									Q355B	0.1850	0.4270	0.0137	0.0157	0.1340	0.0220	0.0438	1.99

S3、连铸

将钢水送入连铸机、浇铸成铸坯，获得厚度80mm的连铸坯。

S4、加热

S5、轧制

将加热后的连铸坯依次进行粗轧和精轧，粗轧前的连铸坯厚度80mm，粗轧终轧温度1000℃，精轧终轧温度850℃；

根据公式计算粗轧压下率ε₁和精轧压下率ε₂的下限值：

即粗轧压下率ε₁≥40％；

即精轧压下率ε₂≥81％；

本实施轧制成品厚度为8.0mm，经反推计算，粗轧后的中间坯厚度为43mm～48mm。

本实施例采用中间坯厚度45mm，实际粗轧压下率：(80-45)/80×100＝43.75％，实际精轧压下率为(45-8)/45×100＝82.22％，均符合公式计算的下限要求。

S6、冷却

对比例1

本对比例为实施例1的对比例，浇铸、加热、轧制、冷却过程的温度、时间控制参数，以及铸坯厚度、中间坯厚度、轧制厚度、粗轧压下率、精轧压下率与实施例1均相同，其区别在于，钢水的最终成分不同。

本对比例经过转炉炼钢、炉外精炼后，钢水的最终成分为：

材质	C/％	Mn/％	P/％	S/％	Si/％	Alt/％	Ti/％	Ti/Al
									Q355B	0.1730	0.4050	0.0195	0.0106	0.1380	0.0270	0.0383	1.375

虽然钢水中各成分的含量均符合本发明所限定的含量范围，但是经计算，实际W(Ti)/W(Al)＝1.375，小于本发明W(Ti)/W(Al)Ti/Al≥1.7的下限值。

对比例2

本对比例为实施例3的对比例，钢水成分与实施例3钢水的最终成分相同，粗轧前的连铸坯厚度、轧制成品厚度相同，浇铸、加热、轧制、冷却过程中的参数控制与实施例3基本相同，其区别在于，中间坯厚度不同，即粗轧压下率和精轧压下率不同。

本对比例中，轧制的中间坯厚度采用30mm，经计算，实际的粗轧压下率为(200-30)/200×100＝85％，实际精轧压下率为(30-3)/30×100＝90％；而通过本发明公式计算的粗轧压下率ε₁≥40％、精轧压下率ε₂≥92％，实际精轧压下率小于精轧压下率下限值。

对比例3

本对比例为实施例4的对比例，钢水成分与实施例4钢水的最终成分相同，粗轧前的连铸坯厚度、轧制成品厚度相同，浇铸、加热、轧制、冷却过程中的参数控制与实施例4基本相同，其区别在于，中间坯厚度不同，即粗轧压下率和精轧压下率不同。

本对比例中，轧制的中间坯厚度采用50mm，经计算，实际的粗轧压下率为(80-50)/80×100＝37.5％，实际精轧压下率为(50-8)/50×100＝84％；而通过本发明公式计算的粗轧压下率ε₁≥40％、精轧压下率ε₂≥81％，实际粗轧压下率小于粗轧压下率下限值。

取实施例1～实施例4、对比例1～对比例3制备的低硫低合金结构钢样品进行力学性能测试，测试方法参加《GB/T228.1-2021金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》，测试数据如下：

有上述表格中数据可以看出，与对比例相比，本发明方法所制备的结构钢在力学性能上有突出的改善。所述对比例结构钢力学性能下降的原因，主要是受轧后形成的长条状夹杂物影响，且夹杂物中MnS含量较高，夹杂物作为异质相，与钢基体结合能力差，难免在晶界交界处形成微裂纹，影响了钢基体的连续性，并随着夹杂物长度尺寸的增加，在拉伸或冷弯变形过程中，更容易成为裂纹源及其扩展通道，导致钢的断裂，使钢的伸长率和断面收缩率降低。而本发明方法所制备的结构钢，夹杂物以Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物为主，夹杂物较短，且夹杂物中MnS的含量较低，与钢基体的结合能力强，拉伸或冷弯变形过程中，不易产生裂纹源，钢的力学性能明显增强。

取实施例1～实施例4、对比例1～对比例3制备的低硫低合金结构钢样品进行金相分析(采用Leica DMI3000M金相显微镜)，参看图1、图3～图6、图8、图9，并按《GBT 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》的相关要求进行评级。

通过对上述数据进行分析，采用本发明方法制得的低硫低合金结构钢，其中Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物的数量、长度都明显优于对比例结构钢，夹杂物数量很少，且其长度也远低于对比例结构钢中的最短夹杂物长度，夹杂物的形态变化十分明显。Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物这样的形态，使得结构钢的断后伸长率和冷弯有效改善，钢质的横向性能得以有效提高，钢材力学性能优异，避免了开发高品质钢材对超低S控制要求的工艺难点，降低了开发难度与生产成本。

取实施例1、对比例1制备的低硫低合金结构钢样品进行能谱分析，采用S-3400NII型钨灯丝扫描电子显微镜、EDAX能谱分析仪；谱图参见图2a、图2b、图7a、图7b。

通过图2b的数据可以看出，样品夹杂物中的Mn原子和S原子的含量较低，Ti原子和O原子的含量较高，说明夹杂物中MnS的含量较低，TiO_x的含量较高，同时还伴有少量Al₂O₃，夹杂物为Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物。通过图7b的数据可以看出，样品夹杂物中的Mn原子、S原子含量最高，且Mn原子、S原子的含量基本相同，证明该夹杂物中的主要成分为MnS。通过上述两组能谱分析可以看出，本发明方法能够有效抑制MnS的单独析出，使析出物以球形脆性的Al₂O₃-TiO_x-MnS复合夹杂物为主。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、转炉炼钢

S2、炉外精炼

S3、连铸

将钢水送入连铸机中浇铸，得连铸坯；

S4、加热

将连铸坯送入步进式加热炉进行加热；

S5、轧制

轧制时，粗轧压下率的下限值按如下公式计算：

ε₁≥(0.001T₁-0.65)×100％

其中，ε₁为粗轧段压下率，T₁为粗轧终轧温度；

精轧压下率的下限值按如下公式计算：

ε₂≥(-0.0022T₂+2.68)×100％

其中，ε₂为精轧段压下率，T₂为精轧终轧温度；

S6、冷却

2.根据权利要求1所述的一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，其特征在于：所述步骤S1中，出钢时铝料的加入量为每吨钢水2.0kg～2.5kg，碳粉的加入量为每吨钢水1.0kg～1.3kg。

3.根据权利要求1所述的一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，其特征在于：所述步骤S2中，吹氩前先补加硅锰合金，吹氩5min后加入钛铁，再次吹氩3分钟以上出钢。

4.根据权利要求1所述的一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，其特征在于：所述步骤S3中，连铸拉速控制在0.9m/min～1.1m/min；二冷区采用强冷的冷却工艺，比水量0.75kg/L～0.80kg/L。

5.根据权利要求4所述的一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，其特征在于：所述步骤S3中，宽边水量160m³/h～165m³/h，窄边水量26m³/h～30m³/h。

6.根据权利要求1所述的一种控制低硫低合金结构钢MnS夹杂物的方法，其特征在于：所述步骤S4中，加热温度1250℃～1300℃，加热时间120min～150min。