CN101045973A - 一种sphd级冷轧用深冲钢及炼钢方法 - Google Patents

Abstract

一种SPHD级冷轧用深冲钢及炼钢方法，属铁冶炼技术领域，用于解决提高深冲钢性能指标且使生产过程容易控制的问题。特别之处是其化学成分配比为：C≤0.10％，Si≤0.03％，Mn≤0.40％。P：≤0.015％，S：≤0.015％，Als：0.015～0.065％、余量Fe。本发明方法包括铁水预处理、转炉吹炼、吹氩喂丝、板坯连铸等工序。本发明配方合理控制碳、锰含量，严格控制硅、硫、磷、Als的含量，配合炼钢方法，可达到细化带钢晶粒组织，利于氧化物、夹杂排除，提高钢水洁净度、增强带钢延伸率和深冲性能的目的。检测指标表明，本发明产品力学性能完全可以满足相关要求，外观质量、内部金相组织优于现有产品。

Description

一种SPHD级冷轧用深冲钢及炼钢方法

技术领域

本发明型涉及一种低碳钢冶炼方法，特别是广泛用于制造各种深冲件的SPHD级冷轧用深冲钢及炼钢方法，属钢铁冶炼技术领域。

背景技术

随着家电、汽车、机械产业的高速发展，对高附加值、高品质、高技术含量的品种钢需求日益增加，开发、制造深冲钢可以为相关产业提供优良的制造原料，同时也可为钢铁企业创造了良好的经济效益。冷轧用深冲钢是一种广泛用于汽车、家电外壳的板材，它具有较高的屈服强度和优良的延伸率，在强度、韧性、塑性、可延伸等性能方面以及尺寸精度等方面提出了更高的要求。随着冶金技术和冶金生产工艺的发展，为制造SPHD级深冲钢提供了广阔的发展空间，很多钢铁企业竞相研制开发此类产品，形成了激烈的竞争态势，因此，不断优化成分配比和生产工艺过程，开发出能够满足强度、韧性、塑性、可深冲等方面性能要求并使生产过程容易控制的SPHD级冷轧用深冲钢，是使企业在此类产品竞争中得以制胜的根本。

发明内容

本发明用于提供SPHD级冷轧用深冲钢和炼钢方法，所述钢种经优化成分配比及工艺方法，可细化带钢晶粒组织，利于氧化物、夹杂排除，提高钢水洁净度，增强带钢延伸率和深冲性能，并使生产的铸坯表面质量优异且生产过程容易控制。

本发明所称问题是以下技术方案解决的：

一种SPHD级冷轧用深冲钢，其特别之处是：化学成分配比如下：C≤0.10％，Si≤0.03％，Mn≤0.40％，P≤0.015％，S≤0.015％，Als：0.015～0.065％，余量Fe。

上述SPHD级冷轧用深冲钢，优选化学成分配比如下：C：0.02％～0.05％，Si≤0.02％，Mn：0.015～0.30％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.015～0.040％，余量Fe。

上述SPHD级冷轧用深冲钢，力学能技术指标如下：

屈服强度：Rel(Rp0.5)240～320 Mpa

抗拉强度：Rm：270～415 Mpa

延伸率：A≥35％

冷弯：180°d＝a  a：试样厚度，d：弯心直径。

上述SPHD级冷轧用深冲钢的炼钢方法，它包括如下工序：

a.铁水预处理：铁水中喷吹钝化镁，喷吹压力：180Kpa、喷吹流量：9m³/h、喷镁量：0.5Kg/t铁、喷吹后铁水硫含量：≤0.005％；

b.转炉吹炼：转炉吹炼过程采用顶吹氧气，底吹氩气，顶吹氧气工作氧压0.85～1.0Mpa，氧气流量11000-15000m³/h，供氧强度3.7-4.0N m³/t*min，纯供氧时间11～13分钟；底吹氩气压力：0.3～1.3MPa、底吹流量：50～120m³/h；

c.吹氩喂丝：在吹氩站利用喂丝机喂铝线，铝线加入量：1.5～1.7Kg/t钢，喂线后吹氩时间≥8分钟：

d.板坯连铸：采用保护浇铸。

本发明提供的用于制造SPHD级冷轧用深冲钢配方，在严格控制碳、硅、硫、磷含量的基础上，合理控制Als的含量，使钢中所存的Als既起到细化带钢晶粒的作用，又不会因为Als含量高而使带钢强度增加、塑性降低及影响钢水的洁净度。检测指标表明，按照本发明配方生产的SPHD级冷轧用深冲钢其力学性能指标完全可以满足相关产品要求，采用上述成分生产的钢坯轧制成中宽钢带或卷板，经冷轧后制作的汽车、摩托车配件、静电地板、家用电器的外观质量及内部金相组织均优于现有产品。此外，本发明所提供的SPHD级冷轧用深冲钢炼钢方法，经过铁水预处理、顶底复吹转炉吹炼、出钢后氩站脱氧、吹氩精炼、保护浇铸等工序的过程控制，可达到提高钢水洁净度和铸坯质量，确保带钢力学性能，且使生产过程容易控制的目的。

具体实施方式

本发明提供的SPHD级冷轧用深冲钢配方，为保证深冲件所需的高延伸率性能特点，采用低碳、低硅、低硫、低磷及适量Als，配方中主要元素在钢中作用及控制方法分析如下：

低碳、硅是提高钢材延伸率的基础，碳、硅作为固溶于钢中的间隙原子，随着其含量增加，钢的屈服极限也升高，随之提高屈服比，加大了变形抗力，影响成形性能，故对于深冲钢来说，碳、硅含量越低越好。采用普通氧气顶吹转炉脱碳，供氧时间长，转炉寿命短生产成本增加，并且钢水污染严重，钢水氧含量高，钢水质量差，采用LF、VOD等精炼手段产生大量的二次氧化物，形态复杂比重较大不利于排除，对钢水造成二次污染，给生产造成困难，降低了产品的力学性能，同时产生增碳、增硅现象。本发明炼钢方法为达到配方中超低含碳目标，在炼钢过程中采用转炉顶底复吹、吹氩精炼的手段脱C、降Si，并去除钢水中有害成分和杂质，保证钢水洁净。

低的含硫、磷量是本发明配方的关键，硫、磷在钢中均为有害元素，硫会增加钢的裂纹敏感性、影响钢的某些特性，其危害贯穿于从钢水凝固至轧钢至最终用户加工成形的全过程。磷在钢水中以Fe₃P的形式存在，它改变了C的析出行为，影响固溶C原子的状态及作用。将钢中的磷控制在0.015％以下；硫控制在0.015％以下乃至0.012％以下可有效减少硫化物非金属夹杂，提高了钢材的延展性、韧性等性能，使生产的铸坯不易产生裂纹，生产过程容易控制。本发明在铁水预处理工序，采用向铁水中喷吹钝化镁方法除硫，控制喷镁量和喷吹压力、喷吹流量，延长镁和铁水的接触时间，减少由于载气压力、流量过大，造成镁大量逸出脱硫效果的问题。喷吹后铁水硫含量：≤0.005％。

控制Als在钢中含量是本发明配方的重要环节，对于生产SPHD级深冲钢来说，钢水中ALs的控制亦很关键，钢中存在Als有细化带钢晶粒的作用，但是Als若含量过高带钢强度会增加，同时在生产过程中ALs损失过多，产生的AL₂O₃夹杂就会增多，为了确保钢水的洁净度和带钢良好的深冲性能ALs控制在0.015％～0.040％之间是合适的。

本发明方法，转炉出钢后不使用LF炉、VD炉、RH炉等精炼手段，仅仅吹氩将钢水成分调节到：C：0.02％～0.05％，Si≤0.02％，Mn：0.015～0.30％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.015～0.040％；在出钢过程中不加铝铁及相关含铝类脱氧剂，而采用吹氩站利用喂丝机喂铝线，以精确控制产品成分，上述方法的优点是产品C、Si含量控制较低，Als易于控制，氧化物夹杂少，钢水洁净。

以下提供几个实施例：

其化学成分含量、力学性能如下表：

实施例	牌号	物理性能				化学成分(％)
												抗拉强度	屈服强度	延伸率	冷弯	C％	Si％	Mn％	P％	S％	Als％
		Rm(Mpa)	Rel(Mpa)	A(％)	d＝180
						1	SPHD	355	280	36.5	完好	0.05	0.01	0.2	0.015							0.012	0.015
2	SPHD	355	265	36	完好											0.10	0.01	0.18	0.011	0.011	0.032
						3	SPHD	350	260	37.5	完好	0.04	0.01	0.19	0.011							0.015	0.034
4	SPHD	335	260	40.5	完好											0.04	0.01	0.2	0.009	0.01	0.040
						5	SPHD	350	275	36.5	完好	0.02	0.03	0.15	0.01							0.01	0.032
6	SPHD	360	280	36.5	完好											0.05	0.01	0.21	0.012	0.012	0.03
						7	SPHD	340	270	35.5	完好	0.03	0.01	0.18	0.012							0.011	0.031
8	SPHD	360	270	37	完好											0.05	0.01	0.30	0.013	0.011	0.032
						9	SPHD	345	260	36.5	完好	0.05	0.01	0.19	0.011							0.009	0.027
10	SPHD	350	260	40	完好											0.04	0.01	0.2	0.01	0.01	0.034
						11	SPHD	370	290	35	完好	0.05	0.02	0.18	0.007							0.008	0.065
12	SPHD	350	290	36.5	完好											0.05	0.01	0.40	0.009	0.008	0.040

(上述实施例中化学成分余量为Fe)

炼钢方法主要工序如下：

铁水预处理：在铁水中喷吹钝化镁，使镁和硫反应形成固态的MgS，以达到去除硫的目的，喷吹压力：180Kpa、喷吹流量：9m³/h、喷镁量：0.5Kg/t～0.6Kg/t铁、喷吹后铁水硫含量：≤0.005％。延长镁与铁水的接触时间(12分钟)，以达到深脱硫。

转炉吹炼：转炉吹炼过程采用顶吹氧气，底吹氩气，顶吹氧气工作氧压0.85～1.0Mpa，氧气流量11000-15000m³/h，供氧强度3.7-4.0N m³/t*min，纯供氧时间11～13分钟；底吹氩气压力：0.3～1.3MPa、底吹流量：50～120m³/h。顶吹氧气采用恒压变枪操作，合理控制顶吹氧气压力和氧枪枪位以有效地调节与控制熔池的搅拌效果，以达到吹炼平稳、冶炼时间短、脱C、降Si，并去除钢水中有害成分和杂质，保证钢水洁净。

出钢过程：出钢不脱氧，只加入2.2～2.5Kg/t中碳锰铁。

吹氩喂丝：在吹氩站利用喂丝机喂铝线，铝线加入量：1.5～1.7Kg/t钢，喂线后吹氩时间≥8分钟。使用喂线机按照目标要求加入率线，可使AL吸收率稳定，产生氧化物与夹杂较少。只采用吹氩的精炼手段避免了二次氧化物生成。吹氩流量要确保钢水液面平稳反动，钢水裸露液面直径300mm～500mm确保钢水夹杂物成分上浮。

板坯连铸：采用钢包、中间包双重保护浇铸，以降低ALs损失确保钢水质量。

Claims (4)

1.一种SPHD级冷轧用深冲钢，其特征在于：化学成分配比如下：C≤0.10％，Si≤0.03％，Mn≤0.40％。P：≤0.015％，S：≤0.015％，Als：0.015～0.065％、余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的SPHD级冷轧用深冲钢，其特征在于：化学成分配比如下：C：0.02％～0.05％，Si≤0.02％，Mn：0.015～0.30％、P≤0.015％、S≤0.012％、Als：0.015～0.040％、余量为Fe。

3.根据权利要求1或2所述的SPHD级冷轧用深冲钢，其特征在于：力学能技术指标如下：屈服强度：Rel(Rp0.5)240～320Mpa

抗拉强度：Rm：270～415Mpa

延伸率：A≥35％

冷弯：180°d＝a  a：试样厚度，d：弯心直径。

4.一种如权利要求1、2或3所述的SPHD级冷轧用深冲钢的炼钢方法，其特征在于它包括如下工序：

a.铁水预处理：铁水中喷吹钝化镁，喷吹压力：180Kpa、喷吹流量：9m³/h、喷镁量：0.5～0.6Kg/t铁、喷吹后铁水硫含量：≤0.005％；

b.转炉吹炼：转炉吹炼过程采用顶吹氧气，底吹氩气，顶吹氧气工作氧压0.85～1.0Mpa，氧气流量11000-15000m³/h，供氧强度3.7-4.0N m³/t*min，纯供氧时间11～13分钟；底吹氩气压力：0.3～1.3MPa、底吹流量：50～120m³/h；

c.吹氩喂丝：在吹氩站利用喂丝机喂铝线，铝线加入量：1.5～1.7Kg/t钢，喂线后吹氩时间≥8分钟：

d.板坯连铸：采用保护浇铸。