CN115874017B - 一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法 - Google Patents

一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，涉及双相不锈钢技术领域。本发明通过严格控制硅和铝的含量、硼和稀土微合金化以及夹杂物细化技术，采用一火轧制成材便能够显著减少超级双相不锈钢热轧裂纹，提升其成材率，降低生产成本。

Description

一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法
技术领域
本发明涉及双相不锈钢技术领域，尤其涉及一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法。
背景技术
双相不锈钢是不锈钢家族中重要的一类，其金相组织由铁素体与奥氏体构成，且各占50％左右。双相不锈钢的两相组织特点使其兼有铁素体不锈钢高强度和耐氯离子应力腐蚀的优点，以及奥氏体不锈钢高韧性和易焊接的优点。当前，双相不锈钢广泛应用于腐蚀环境恶劣的石化行业。在油气输送、化学品船制造、核电、纸浆与造纸、海水淡化、脱硫吸收装置等领域的应用也在不断拓展。
与普通双相不锈钢相比，超级双相不锈钢的合金含量更高，其耐腐蚀性可与超级奥氏体不锈钢相比媲美，但更低的镍含量和更高的力学性能使其更具成本优势，已部分替代超级奥氏体不锈钢。作为一种资源节约型高性能不锈钢，超级双相不锈钢的生产和应用符合不锈钢未来发展方向，具有广阔的前景。然而，由于铁素体相和奥氏体相的高温硬度和软化机制不同，双相不锈钢天然地存在热加工困难的问题。超级双相不锈钢由于合金含量更高，热加工更困难，极易出现热加工裂纹。为避免因严重开裂而报废，超级双相不锈钢多采用二火轧制工艺，即铸锭开坯、冷却后，进行彻底修磨处理以清除表面裂纹，之后重新加热，进行二次轧制。二火轧制工艺不仅严重降低生产效率，还大幅度增加生产成本。
稀土微合金化可以显著提升包含超级双相不锈钢在内的钢铁材料的热塑性，减少热加工裂纹，改善表面质量。但是，稀土夹杂物极易团聚成大尺寸夹杂物，且稀土夹杂物密度大，不易上浮去除。大尺寸稀土夹杂物会显著恶化钢的热塑性和机械性能，弱化了稀土处理的有益作用。
因此，亟需开发一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，高质量地实现超级双相不锈钢一火轧制成材，提高生产效率，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，采用一火轧制，能够显著减少超级双相不锈钢热轧裂纹，提升其成材率。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，包括以下步骤：对脱碳后的超级双相不锈钢钢水进行合金化和铬还原，扒渣后得到初炼钢水；所述初炼钢水中硅的质量分数为0.3～0.5％，铝的质量分数为0.004～0.007％；
对所述初炼钢水进行精炼，得到精炼钢水；所述精炼包括依次进行造渣、调渣、调温、扩散脱氧、硼微合金化和夹杂物细化处理；所述夹杂物细化处理依次包括：喂入硅钙线、第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线；
对所述精炼钢水进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭；所述超级双相不锈钢中硅的质量分数为0.4～0.6％，铝的质量分数为0.006～0.012％、硼的质量分数为0.005～0.012％、稀土的质量分数为0.008～0.015％；氧的质量分数＜0.003％；硫的质量分数＜0.001％；
将所述超级双相不锈钢铸锭进行热轧，得到超级双相不锈钢板材或棒材。
优选的，所述铬还原包括：向脱碳后的超级双相不锈钢钢水中加入硅铁和铝块；所述硅铁的加入量为24～32kg/t；所述硅铁中硅的质量分数为70～75％；所述铝块的加入量为2～5kg/t。
优选的，所述初炼钢水中残留的熔渣重量小于150kg。
优选的，所述造渣加入的造渣料为：14～20kg/t石灰、4～8kg/t萤石、2～6kg/t铝钙预熔渣和1.5～1.8kg/t铝块；所述铝钙预熔渣包括如下质量百分比的组分：氧化铝50～60％，氧化钙40～50％，二氧化硅＜5％。
优选的，所述扩散脱氧为：在渣面加入铝粒和硅钙粉；所述铝粒的加入量为0.2～0.4kg/t；所述硅钙粉的加入量为1～1.5kg/t；所述硅钙粉中硅的质量分数>60％，钙的质量分数>30％。
优选的，所述硼微合金化包括：向扩散脱氧后的钢水中加入硼铁，所述硼铁的加入量为0.37～0.89kg/t；所述硼铁中硼的质量分数为14～16％。
优选的，所述硅钙线的喂入量为0.8～1.1kg/t；所述硅钙线中硅的质量分数>60％，钙的质量分数>30％。
优选的，所述稀土线的第一次喂入量为0.03～0.05kg/t，所述稀土线的第二次喂入量为0.15～0.3kg/t；所述稀土线中稀土的质量分数>99.5％。
优选的，所述喂入硅钙线后软吹3～5min；第一次喂入稀土线后软吹15～25min；第二次喂入稀土线后软吹5～10min。
优选的，所述超级双相不锈钢板材或棒材包括以下质量百分含量的元素：C<0.03％、Cr：25.0～27.0％、Ni：6.0～7.0％、Mo：3.0～4.0％、N：0.24～0.32％、Si：0.4～0.6％、Al：0.006～0.012％、Mn＜1.0％、B：0.005～0.012％、RE：0.008～0.015％、O＜0.003％、S＜0.001％，以及余量Fe。
本发明提供了一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，包括以下步骤：对脱碳后的超级双相不锈钢钢水进行合金化和铬还原，扒渣后得到初炼钢水；所述初炼钢水中硅的质量分数为0.3～0.5％，铝的质量分数为0.004～0.007％；对所述初炼钢水进行精炼，得到精炼钢水；所述精炼包括依次进行造渣、调渣、调温、扩散脱氧、硼微合金化和夹杂物细化处理；所述夹杂物细化处理依次包括：喂入硅钙线、第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线；对所述精炼钢水进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭；将所述超级双相不锈钢铸锭进行热轧，得到超级双相不锈钢板材或棒材；所述超级双相不锈钢板材或棒材中硅的质量分数为0.4～0.6％，铝的质量分数为0.006～0.012％，硼的质量分数为0.005～0.012％，稀土的质量分数为0.008～0.015％，氧的质量分数＜0.003％，硫的质量分数＜0.001％。
本发明采用一火轧制，能够显著减少超级双相不锈钢热轧裂纹，提升其成材率，具体原因如下：(1)严格控制钢中硅和铝的含量。超级双相不锈钢的特殊合金成分和含量导致其特殊的高温氧化行为。在热轧之前的高温加热过程，气相中的氧沿着奥氏体/铁素体相界面往金属基体中快速扩散，并与钢中的活性元素结合，导致在金属基体表层形成大量的氧化物析出相，包含(Al,Cr)2O3等。在热加工过程，上述氧化物析出相极易诱发裂纹，导致热轧材表面出现大量裂纹。本发明通过严格控制钢中铝的含量，在保证铝脱氧效果的前提下，抑制(Al,Cr)2O3的形成，进而减少热轧裂纹。另外，当钢中含有足量的硅时，在高温氧化过程，硅与来自气相中的氧结合形成SiO2薄膜，分布在氧化层和金属基体之间，阻碍氧向金属基体扩散，从而显著抑制钢的氧化。然而，当硅含量过高时，会促进脆性σ析出相的形成，恶化钢的热塑性及其他性能。本发明通过控制初炼钢水中铝和硅的含量、造渣时铝块的加入量，以及渣面扩散脱氧时铝粒和硅钙粉的加入量，从而实现钢中铝和硅含量的精确控制；(2)硼微合金化。硼在钢中是一个强表面活性元素，在相界面包括铁素体/奥氏体界面偏聚，能显著抑制氧元素通过相界面的扩散速率，进而抑制上述(Al,Cr)2O3氧化物析出相的形成。另外，适量的硼也可以提高超级双相不锈钢的热塑性，抑制裂纹的形成；(3)稀土微合金化。稀土与氧和硫均有非常强的亲和力。适量的稀土能将钢中的氧和硫完全固定，起到净化晶界的效果，从而显著提升超级双相不锈钢的热塑性，抑制热轧裂纹的形成；(4)夹杂物细化技术。粗大的夹杂物也是超级双相不锈钢热轧开裂的一个重要因素。本发明通过喂入硅钙线将不规则的氧化铝夹杂物变性成球形的液态钙铝酸盐夹杂物。之后，本发明分两次喂入稀土。为抑制液态钙铝酸盐夹杂物快速碰撞长大，本发明首先喂入微量的稀土将液态钙铝酸盐夹杂物变性成固态/半固态的CaO-Al2O3-RE2O3复合夹杂物。与液态钙铝酸盐夹杂物相比，固态/半固态的CaO-Al2O3-RE2O3复合夹杂物具有球形或近球形的形貌、不易碰撞长大、更容易穿过渣金界面从而快速上浮排出等一系列优点。因此，CaO-Al2O3-RE2O3复合夹杂物呈细小、弥散分布。第二次喂入的稀土量较高，以提升稀土微合金化效果。在尺寸和形貌遗传效应作用下，最终的稀土夹杂物也呈细小、弥散分布，实现稀土夹杂物的细化。综上，通过严格控制硅和铝的含量，硼和稀土微合金化，以及夹杂物细化技术，显著减少超级双相不锈钢热轧裂纹，提升超级双相不锈钢的成材率。
此外，本发明的方法还具有操作简单、安全的优点。
附图说明
图1为实施例1制备得到的超级双相不锈钢铸锭热轧前钢锭表层金属基体中氧化物析出相的分布情况；
图2为对比例1制备得到的超级双相不锈钢铸锭热轧前钢锭表层金属基体中氧化物析出相的分布情况；
图3为实施例1制备得到的超级双相不锈钢圆棒表面裂纹情况；
图4为对比例1制备得到的超级双相不锈钢圆棒表面裂纹情况。
具体实施方式
本发明提供了一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，包括以下步骤：对脱碳后的超级双相不锈钢钢水进行合金化和铬还原，扒渣后得到初炼钢水；所述初炼钢水中硅的质量分数为0.3～0.5％，铝的质量分数为0.004～0.007％；
对所述初炼钢水进行精炼，得到精炼钢水；所述精炼包括依次进行造渣、调渣、调温、扩散脱氧、硼微合金化和夹杂物细化处理；所述夹杂物细化处理依次包括：喂入硅钙线、第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线；
对所述精炼钢水进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭；所述超级双相不锈钢中硅的质量分数为0.4～0.6％，铝的质量分数为0.006～0.012％；硼的质量分数为0.005～0.012％；稀土的质量分数为0.008～0.015％；氧的质量分数＜0.003％；硫的质量分数＜0.001％；
将所述超级双相不锈钢铸锭进行热轧，得到超级双相不锈钢板材或棒材。
本发明对脱碳后的超级双相不锈钢钢水进行合金化和铬还原，扒渣后得到初炼钢水。
在本发明中，所述脱碳优选为AOD脱碳。
在本发明中，所述合金化优选包括：向所述脱碳后的超级双相不锈钢钢水中加入电解锰、微碳铬铁、金属镍、金属钼进行钢水成分的微调。本发明对所述合金化的操作没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的合金化操作即可。
在本发明中，所述铬还原优选包括：所述脱碳后的超级双相不锈钢钢水中加入硅铁和铝块。在本发明中，所述硅铁的加入量优选为24～32kg/t，更优选26～30kg/t；所述硅铁中硅的质量分数优选为70～75％。所述铝块的加入量优选为2～5kg/t，更优选为3～4kg/t。本发明通过加入硅铁和铝块，硅铁和铝块将与熔渣中的氧化铬反应，将其还原成金属铬并进入钢水中。铝的还原能力更强，加入铝块可以提高氧化铬的还原程度。另外，同时采用硅铁和铝块进行铬还原，能避免单独采用硅铁或铝块造成的初炼钢水中硅或铝含量的超标，对硅和铝的精确控制有利。本发明通过控制硅铁和铝块的加入量在上述范围，可以保证初炼钢水中硅、铝的质量分数分别为0.3～0.5％、0.004～0.007％。
本发明对所述合金化和铬还原的顺序没有特殊要求。在本发明中，所述合金化和铬还原优选同时进行，以缩短冶炼时间。
本发明对所述扒渣的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的扒渣过程即可。在本发明中，所述扒渣完成后所得初炼钢水中残留的熔渣重量优选小于150kg，更优选小于100kg。铬还原之后的熔渣碱度低且氧化性很高。本发明将残留的熔渣重量控制到上述范围，有利于钢水的深脱硫和深脱氧
在本发明中，所述初炼钢水中硅的质量分数为0.3～0.5％，优选为0.35～0.45％；铝的质量分数为0.004～0.007％，优选为0.005～0.006％。本发明通过将初炼钢水中硅、铝的质量分数控制到上述范围，为后续工艺操作导致硅和铝含量的增加留出足够空间，有利于能实现硅和铝含量的精确控制。
得到初炼钢水后，本发明对所述初炼钢水进行精炼，得到精炼钢水。
在本发明中，所述精炼包括依次进行造渣、调渣、调温、扩散脱氧、硼微合金化和夹杂物细化处理。
在本发明中，所述造渣加入的造渣料优选为：14～20kg/t石灰、4～8kg/t萤石、2～6kg/t铝钙预熔渣和1.5～2.0kg/t铝块，更优选为15～19kg/t石灰、5～7kg/t萤石、3～5kg/t铝钙预熔渣和1.6～1.7kg/t铝块。在本发明中，所述铝钙预熔渣优选包括如下质量百分比的组分：氧化铝50～60％，氧化钙40～50％，二氧化硅＜5％。铝块与造渣料中的活性氧化物如氧化铁、氧化锰等反应，降低熔渣的氧化性。另外，反应生成的氧化铝可以降低熔渣的熔点和粘度。本发明将石灰、萤石、铝钙预熔渣和铝块的加入量控制到上述范围，能将熔渣的碱度和粘度控制到适宜的范围，有利于钢水的深脱硫和深脱氧。另外，所述铝块加入量范围还能有效抑制铝块大量还原二氧化硅，以及铝块大量溶解到钢水中，有利于钢水中硅和铝含量的精确控制。
在本发明中，所述造渣加入造渣料后优选吹入氩气-氮气混合气体进行强搅拌8～12min，更优选9～11min。
在本发明中，所述调渣之前优选扒掉部分熔渣，所述熔渣的扒除量优选为8～13kg/t，更优选为10～11kg/t；在本发明中，所述调渣加入的造渣料优选为：4～7kg/t石灰和2～3.5kg/t萤石，更优选为5～6kg/t石灰和2.5～3kg/t萤石。本发明通过将扒渣和调渣操作控制到上述范围，可调控熔渣的碱度、粘度和硫含量，促进深脱氧和深脱硫。
本发明对所述调温没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的调温工艺即可。
在本发明中，所述扩散脱氧优选为：在渣面均匀加入铝粒和硅钙粉；所述铝粒的加入量优选为0.2～0.4kg/t，更优选为0.25～0.35kg/t；所述硅钙粉的加入量优选为1～1.5kg/t，更优选为1.2～1.3kg/t。在本发明中，所述硅钙粉中硅的质量分数优选>60％，钙的质量分数优选>30％。铝粒和硅钙粉将与熔渣中的活性氧化物反应，降低熔渣的氧化性，促进脱硫和脱氧。本发明通过将铝粒和硅钙粉的加入量控制到上述范围，不仅有利于深脱硫和深脱氧，还能有效避免过量的铝粒和硅钙粉被卷入到钢水中，导致钢水增铝和增硅，有利于钢水中铝和硅含量的精确控制。
在本发明中，所述硼微合金化优选包括：向扩散脱氧后的钢水中加入硼铁，所述硼铁的加入量优选为0.37～0.89kg/t，更优选为0.44～0.74kg/t；所述硼铁中硼的质量分数为14～16％。本发明通过将硼铁加入量控制到上述范围，能精确地将钢中硼含量控制到目标含量。
在本发明中，所述夹杂物细化处理依次包括：喂入硅钙线、第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线。
在本发明中，所述硅钙线的喂入量优选为0.8～1.1kg/t，更优选为0.9～1.0kg/t；所述硅钙线中硅的质量分数优选>60％，钙的质量分数优选>30％。本发明通过将硅钙线加入量控制到上述范围，能精确地将不规则氧化铝夹杂物变性成球形液态钙铝酸盐夹杂物。
喂入硅钙线后，本发明优选进行软吹。在本发明中，所述喂入硅钙线后的软吹时间优选为3～5min。本发明通过控制软吹时间在上述范围，不仅能加快钙对氧化铝夹杂物的变性，还能避免形成大尺寸的液态钙铝酸盐夹杂物。
在本发明中，所述稀土线的第一次喂入量优选为0.03～0.05kg/t，更优选为0.035～0.045kg/t；所述稀土线的第二次喂入量优选为0.15～0.3kg/t，更优选为0.2～0.25kg/t。本发明的稀土线分两次喂入，且第一次喂入量少，第二次喂入量多。本发明通过控制第一次稀土喂入量在上述范围，可将液态钙铝酸盐夹杂物变性成固态/半固态的CaO-Al2O3-RE2O3复合夹杂物，该夹杂物上浮速度更快，且不易碰撞长大，呈细小、弥散分布。本发明通过控制第二次稀土喂入量在上述范围，能显著增加CaO-Al2O3-RE2O3复合夹杂物中的稀土含量，提升稀土微合金化效果。另外，在尺寸和形貌遗传效应作用下，最终的稀土夹杂物也呈细小、弥散分布。
在本发明中，所述稀土线中稀土的质量分数优选为>99.5％；所述稀土优选铈和/或镧，更优选为铈。在本发明中，当所述稀土为铈和镧时，本发明对所述铈和镧的质量比无特殊要求，采用任意比均可。
在本发明中，所述第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线后本发明优选分别进行软吹。
在本发明中，所述第一次喂入稀土线后软吹时间优选为15～25min，更优选为18～22min。本发明通过控制软吹时间在上述范围，能兼顾夹杂物的上浮排出与生产效率之间的平衡。
在本发明中，所述第二次喂入稀土线后软吹时间优选为5～10min，更优选为7～8min。本发明通过控制软吹时间在上述范围，不仅能促进大尺寸稀土夹杂物的上浮排出，还能有效抑制稀土夹杂物之间的团聚，有利于稀土夹杂物的细化。
在本发明中，所述加入硅钙线、第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线后软吹所用气体均为氩气-氮气的混合气体，其中氮气的体积分数主要与钢中目标氮含量有关，可由热力学计算得到。本发明对软吹的气体流量不做特殊规定，保证渣面微动，钢水不裸露即可。
得到精炼钢水后，本发明对所述精炼钢水进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭。本发明对所述模铸的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的模铸工艺即可。
在本发明中，所述超级双相不锈钢中硅的质量分数优选为0.4～0.6％，更优选为0.45～0.55％。本发明通过控制硅的质量分数在上述范围，在热轧前的高温加热过程能有效抑制(Al,Cr)2O3析出相在金属基体表层形成，同时还能显著降低钢水中的溶解氧，有利于实现超级双相不锈钢的深脱氧。在本发明中，所述超级双相不锈钢中铝的质量分数为0.006～0.012％，优选为0.008～0.01％。本发明通过控制铝的质量分数在上述范围，在热轧前的高温加热过程能有效抑制(Al,Cr)2O3析出相在金属基体表层形成，同时还能显著降低钢水中的溶解氧，有利于实现超级双相不锈钢的深脱氧。
在本发明中，所述超级双相不锈钢中硼的质量分数优选为0.005～0.012％，更优选为0.006～0.01％。本发明通过控制硼的质量分数在上述范围，在热轧前的高温加热过程能有效抑制(Al,Cr)2O3析出相在金属基体表层形成，有利于减少超级双相不锈钢的热轧裂纹。
在本发明中，所述超级双相不锈钢中稀土的质量分数优选为0.008～0.015％，更优选为0.01～0.013％。本发明通过控制稀土的质量分数在上述范围，可在细化稀土夹杂物的尺寸和提升稀土微合金化效益之间取得平衡，有利于减少超级双相不锈钢的热轧裂纹。在本发明中，所述超级双相不锈钢中氧的质量分数优选为＜0.003％，更优选为＜0.002％；所述超级双相不锈钢中硫的质量分数优选为＜0.001％，更优选为0.0007％。本发明通过控制氧和硫的质量分数在上述范围，使超级双相不锈钢具有较高的洁净度，有利于减少热轧裂纹的形成。
得到超级双相不锈钢铸锭后，本发明将所述超级双相不锈钢铸锭进行热轧，得到超级双相不锈钢板材或棒材。
所述热轧前，本发明优选先将所述超级双相不锈钢铸锭表面缺陷进行修磨。本发明对所述修磨的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的修磨过程即可。
在本发明中，所述热轧的开轧温度优选为1200～1280℃，更优选为1220～1250℃。本发明通过控制开轧温度在上述范围，使热轧在适宜的温度区间进行，保证超级双相不锈钢具有较高的热塑性，有利于减少热轧裂纹的形成。
在本发明中，所述热轧的终轧温度优选为不低于950℃，更优选为不低于980℃。本发明通过控制终轧温度在上述范围，可有效避免热轧过程脆性σ析出相的形成，有利于减少热轧裂纹的形成。
在本发明中，所述热轧优选包括开坯、粗轧、中轧和精轧。本发明对所述开坯、粗轧、中轧和精轧的实施过程没有特殊要求，采用本领域熟知的实施过程即可。本发明对所述超级双相不锈钢板材或棒材的尺寸没有特殊要求，根据实际需求选择即可。在本发明的实施例中，具体是热轧成超级双相不锈钢圆棒；所述超级双相不锈钢圆棒的直径为80mm。
完成所述热轧后，本发明优选还包括将热轧后的圆棒进行冷却，所述冷却的方式优选为喷水+风冷(即同时进行喷水和风冷)。
在本发明中，所述超级双相不锈钢板材或棒材优选包括以下质量百分含量的元素：C<0.03％、Cr：25.0～27.0％、Ni：6.0～7.0％、Mo：3.0～4.0％、N：0.24～0.32％、Si：0.4～0.6％、Al：0.006～0.012％、Mn＜1.0％、B：0.005～0.012％、RE：0.008～0.015％、O＜0.003％、S＜0.001％，以及余量Fe。
在本发明中，所述C优选<0.02％；所述Cr的含量优选为25.0～26.0％；所述Ni的含量优选为6.2～6.8％；所述Mo的含量优选为3.2～3.8％；所述N的含量优选为0.26～0.30％；所述Mn的含量优选为0.5～1.0％。
下面结合实施例对本发明提供的减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中，所用硅铁中硅的质量分数为72％，稀土线中铈的质量分数>99.7％，硼铁中硼的质量分数为15％，硅钙粉中硅和钙的质量分数分别为62％和31％，硅钙线中硅和钙的质量分数分别为63％和33％，铝钙预熔渣包括如下质量百分比的组分：氧化铝52.1％，氧化钙44.2％，二氧化硅3.7％。
实施例1
AOD脱碳结束后，往超级双相不锈钢钢水中加入26kg/t硅铁和5kg/t铝块进行铬还原，以及适量的电解锰、微碳铬铁、金属镍、金属钼进行钢水成分的微调，同时吹入大流量的氩气-氮气混合气体进行强搅拌4min。铬还原和合金化结束后，摇炉扒渣并取钢样，保证炉内残留的熔渣小于150kg，得到初炼钢水。利用直读光谱测量初炼钢水的成分，硅和铝的质量分数分别为0.31％和0.0067％。
向所述初炼钢水中加入15kg/t石灰、5kg/t萤石、3kg/t铝钙预熔渣和1.8kg/t铝块重新造渣，并利用氩气-氮气混合气体强搅拌11min，进行还原脱硫。摇炉扒掉9kg/t的熔渣，之后将钢水和剩余熔渣一起倒入钢包中，并将钢包转到LF工位。调整氩气-氮气流量，进行软吹，保证渣面微动，钢水不裸露。向渣面补加6kg/t石灰、3kg/t萤石。测量钢水温度，并通电升温，调整钢水温度。
将0.2kg/t的铝粒和1.5kg/t的硅钙粉充分混合后，均匀地撒在渣面上，进行渣面扩散脱氧。之后，往钢水中加入0.37kg/t硼铁。利用喂线机喂入为0.8kg/t的硅钙线。软吹3min后，利用喂线机喂入为0.05kg/t的稀土线。软吹18min后，再次测量钢水温度，并通电升温，调整钢水温度。之后利用喂线机再次喂入0.15kg/t的稀土线。软吹6min后，将钢包转到模铸工位，进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭。
将超级双相不锈钢铸锭表面缺陷修磨后，装入加热炉加热，之后经开坯、粗轧、中轧和精轧，最终轧成直径为80mm的圆棒。开轧温度为1220℃，终轧温度为964℃。轧制结束后，将超级双相不锈钢圆棒迅速转移到冷却工位进行冷却，冷却方式为喷水+风冷。
实施例2
AOD脱碳结束后，往超级双相不锈钢钢水中加入32kg/t硅铁和2.5kg/t铝块进行铬还原，以及适量的电解锰、微碳铬铁、金属镍、金属钼进行钢水成分的微调，同时吹入大流量的氩气-氮气混合气体进行强搅拌4min。铬还原和合金化结束后，摇炉扒渣并取钢样，保证炉内残留的熔渣小于150kg，得到初炼钢水。利用直读光谱测量初炼钢水的成分，硅和铝的质量分数分别为0.45％和0.0049％。
向所述初炼钢水中加入19kg/t石灰、7kg/t萤石、5kg/t铝钙预熔渣和1.5kg/t铝块重新造渣，并利用氩气-氮气混合气体强搅拌9min，进行还原脱硫。摇炉扒掉12kg/t的熔渣，之后将钢水和剩余熔渣一起倒入钢包中，并将钢包转到LF工位。调整氩气-氮气流量，进行软吹，保证渣面微动，钢水不裸露。向渣面补加4kg/t石灰、2kg/t萤石。测量钢水温度，并通电升温，调整钢水温度。
将0.4kg/t的铝粒和1.0kg/t的硅钙粉充分混合后，均匀地撒在渣面上，进行渣面扩散脱氧。之后，利用喂线机喂入为1.1kg/t的硅钙线。软吹5min后，利用喂线机喂入为0.03kg/t的稀土线。软吹22min后，再次测量钢水温度，并通电升温，调整钢水温度。之后利用喂线机再次喂入0.3kg/t的稀土线。软吹8min后，将钢包转到模铸工位，进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭。
将超级双相不锈钢铸锭表面缺陷修磨后，装入加热炉加热，之后经开坯、粗轧、中轧和精轧，最终轧成直径为80mm的圆棒。开轧温度为1250℃，终轧温度为987℃。轧制结束后，将超级双相不锈钢圆棒迅速转移到冷却工位进行冷却，冷却方式为喷水+风冷。
实施例3
AOD脱碳结束后，往超级双相不锈钢钢水中加入28kg/t硅铁和3.5kg/t铝块进行铬还原，以及适量的电解锰、微碳铬铁、金属镍、金属钼等进行钢水成分的微调，同时吹入大流量的氩气-氮气混合气体进行强搅拌4min。铬还原和合金化结束后，摇炉扒渣并取钢样，保证炉内残留的熔渣小于150kg，得到初炼钢水。利用直读光谱测量初炼钢水的成分，硅和铝的质量分数分别为0.36％和0.0056％。
向所述初炼钢水中加入17kg/t石灰、6kg/t萤石、4kg/t铝钙预熔渣和1.65kg/t铝块重新造渣，并利用氩气-氮气混合气体强搅拌10min，进行还原脱硫。摇炉扒掉10kg/t的熔渣，之后将钢水和剩余熔渣一起倒入钢包中，并将钢包转到LF工位。调整氩气-氮气流量，进行软吹，保证渣面微动，钢水不裸露。向渣面补加5kg/t石灰、2.5kg/t萤石。测量钢水温度，并通电升温，调整钢水温度。
将0.3kg/t的铝粒和1.25kg/t的硅钙粉充分混合后，均匀地撒在渣面上，进行渣面扩散脱氧。之后，往钢水中加入0.63kg/t硼铁。
利用喂线机喂入为0.95kg/t的硅钙线。软吹4min后，利用喂线机喂入为0.04kg/t的稀土线。软吹20min后，再次测量钢水温度，并通电升温，调整钢水温度。之后利用喂线机再次喂入0.2kg/t的稀土线。软吹7min后，将钢包转到模铸工位，进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭。
将超级双相不锈钢铸锭表面缺陷修磨后，装入加热炉加热，之后经开坯、粗轧、中轧和精轧，最终轧成直径为80mm的圆棒。开轧温度为1235℃，终轧温度为976℃。轧制结束后，将超级双相不锈钢圆棒迅速转移到冷却工位进行冷却，冷却方式为喷水+风冷。
对比例1
按照实施例1的方法制备超级双相不锈钢圆棒，不同之处在于，重新造渣时，将铝块加入量从1.8kg/t提高到3.0kg/t，以提高钢中铝含量。
对比例2
按照实施例1的方法制备超级双相不锈钢圆棒，不同之处在于，AOD脱碳结束后将硅铁加入量从26kg/t降低到21kg/t，以降低钢中硅含量。
对比例3
按照实施例1的方法制备超级双相不锈钢圆棒，不同之处在于，硼铁加入量从0.37kg/t降低到0.15kg/t，以降低钢中硼含量。
对比例4
按照实施例2的方法制备超级双相不锈钢圆棒，不同之处在于，将0.33kg/t的稀土线一次性喂入钢中，并软吹30min。
表1是实施例1～3和对比例1～4所制备的超级双相不锈钢圆棒的化学成分，其中氧含量采用氮氧分析仪测定，碳和硫的含量采用碳硫分析仪测定，其他元素含量采用直读光谱测定。由表1的数据可知，本发明提供的技术方案可将超级双相不锈钢中的铝含量控制到0.006～0.012％，硅含量控制到0.4～0.60％，硼含量控制到0.005～0.012％，稀土含量控制到0.008～0.015％，氧含量控制到0.0030％以下，硫含量控制到0.0010％以下，其中氧含量低至0.0020％，硫含量低至0.0006％。
表1实施例1～3和对比例1～4的超级双相不锈钢圆棒的化学成分(wt％)
图1～2分别是实施例1和对比例1所制备的超级双相不锈钢铸锭热轧前钢锭表层金属基体中氧化物析出相的分布情况，所述铸锭被加热至开轧温度但尚未热轧。由图1～2可知，实施例1中氧化物析出相的数量相对很少，而对比例1中氧化物析出相的数量相对很多。
图3～4是实施例1和对比例1所制备的超级双相不锈钢圆棒表面裂纹情况。
表2是实施例1～3和对比例1～4所制备的超级双相不锈钢圆棒中10μm以上稀土夹杂物个数占比，及超级双相不锈钢圆棒表面单位长度三角裂纹个数，其中三角裂纹开口宽度大于3mm。
表2实施例1～3和对比例1～4所制备的超级双相不锈钢圆棒中10μm以上稀土夹杂物个数占比和三角裂纹个数
结合图3～4和表2可以看出，本发明通过将超级双相不锈钢中硅、铝和硼的含量分别控制在到0.4～0.60％、0.006～0.012％和0.005～0.012％，大幅度减少了超级双相不锈钢圆棒表面的热轧裂纹，提高了超级双相不锈钢圆棒的成材率。另外，与一步法喂入稀土相比，本发明通过采用两步法喂入稀土，10μm以上稀土夹杂物个数占比显著下降，从6.7％降低到2.6％，同时也显著减少超级双相不锈钢圆棒表面的热轧裂纹。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种减少超级双相不锈钢热轧裂纹的方法，其特征在于，包括以下步骤：对脱碳后的超级双相不锈钢钢水进行合金化和铬还原，扒渣后得到初炼钢水；所述初炼钢水中硅的质量分数为0.3～0.5％，铝的质量分数为0.004～0.007％；
对所述初炼钢水进行精炼，得到精炼钢水；所述精炼包括依次进行造渣、调渣、调温、扩散脱氧、硼微合金化和夹杂物细化处理；所述夹杂物细化处理依次包括：喂入硅钙线、第一次喂入稀土线和第二次喂入稀土线；
对所述精炼钢水进行模铸，得到超级双相不锈钢铸锭；所述超级双相不锈钢中硅的质量分数为0.4～0.6％，铝的质量分数为0.006～0.012％、硼的质量分数为0.005～0.012％、稀土的质量分数为0.008～0.015％；氧的质量分数＜0.003％；硫的质量分数＜0.001％；
将所述超级双相不锈钢铸锭进行热轧，得到超级双相不锈钢板材或棒材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铬还原包括：向脱碳后的超级双相不锈钢钢水中加入硅铁和铝块；所述硅铁的加入量为24～32kg/t；所述硅铁中硅的质量分数为70～75％；所述铝块的加入量为2～5kg/t。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初炼钢水中残留的熔渣重量小于150kg。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造渣加入的造渣料为：14～20kg/t石灰、4～8kg/t萤石、2～6kg/t铝钙预熔渣和1.5～1.8kg/t铝块；所述铝钙预熔渣包括如下质量百分比的组分：氧化铝50～60％，氧化钙40～50％，二氧化硅＜5％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散脱氧为：在渣面加入铝粒和硅钙粉；所述铝粒的加入量为0.2～0.4kg/t；所述硅钙粉的加入量为1～1.5kg/t；所述硅钙粉中硅的质量分数>60％，钙的质量分数>30％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硼微合金化包括：向扩散脱氧后的钢水中加入硼铁，所述硼铁的加入量为0.37～0.89kg/t；所述硼铁中硼的质量分数为14～16％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅钙线的喂入量为0.8～1.1kg/t；所述硅钙线中硅的质量分数>60％，钙的质量分数>30％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀土线的第一次喂入量为0.03～0.05kg/t，所述稀土线的第二次喂入量为0.15～0.3kg/t；所述稀土线中稀土的质量分数>99.5％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喂入硅钙线后软吹3～5min；第一次喂入稀土线后软吹15～25min；第二次喂入稀土线后软吹5～10min。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超级双相不锈钢板材或棒材包括以下质量百分含量的元素：C<0.03％、Cr：25.0～27.0％、Ni：6.0～7.0％、Mo：3.0～4.0％、N：0.24～0.32％、Si：0.4～0.6％、Al：0.006～0.012％、Mn＜1.0％、B：0.005～0.012％、RE：0.008～0.015％、O＜0.003％、S＜0.001％，以及余量Fe。
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