CN103276143A

CN103276143A - 一种汽车用钢及其生产工艺

Info

Publication number: CN103276143A
Application number: CN201310227080XA
Authority: CN
Inventors: 李凯; 陈兴华; 李林; 王国柱; 杨利委
Original assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种汽车用钢的生产工艺，包括电炉工序、精炼工序和连铸工序，（1）在电炉工序中，使用集束氧枪供氧脱碳、造渣脱磷，出钢前1~2min停止供氧操作，同时向电炉内加入脱氧护炉剂，控制电炉中的出钢氧位小于800ppm。（2）在精炼工序中，精炼开始供电5min，向钢包内补加石灰200~300kg，并增大氩气流量至250~350L/min。（3）在连铸工艺中，将液面波动＞6%的铸坯进行报废处理，浇注过程拉速控制为2.0-2.1m/min。同时，本发明还提供了一种根据上述工艺制备的汽车用钢。本发明减少了钢水夹杂物数量，同时降低了精炼过程脱氧难度，确保钢水质量。

Description

一种汽车用钢及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种汽车用钢及其生产工艺，属于冶金技术领域。

背景技术

汽车用钢品种主要包括钢板、优质钢、型钢、带钢、钢管、金属制品等。汽车工业的发展，对钢铁材料提出了更高的要求。目前，全球汽车制造业在全球所消费的钢材已超过了1亿吨，加上生产汽车部件所消费的钢材，全球每年仅汽车行业消费的钢材就超过1.5亿吨。用于制造汽车的钢板简称汽车板，制造一辆轿车约需使用薄钢板600～800kg。根据汽车板的使用部位是否暴露在外，又可将它分为汽车外板和汽车内板。其中，汽车外板是汽车板中生产难度最大的产品，产品在使用过程要求表面无缺陷，同时还要具有优良冲压成型性、焊接性及耐蚀性。为了保证人员的乘车安全，汽车用钢产品在生产过程必须达到零缺陷的要求。

汽车行业的迅猛增长加大了对钢铁材料的需求,虽然我国已持续多年成为世界第一大产钢国,但国内汽车用钢的实物品质尚不能完全满足汽车行业要求，在一定程度上依赖进口。同时随着汽车的高性能化和轻量化的发展趋势,需要对汽车用钢生产工艺做进一步改进，提高钢水纯净度，同时对产品成分进行优化，提高材料使用性能。

目前，汽车用钢带主要用于汽车弹簧、后桥横梁等，作为汽车安全件用钢，对产品表面质量和内部质量要求很高，且用户在使用过程加工程序多，部分成品厚度薄或直接冲压成型，若钢水中存在夹杂物，极易在冲压、焊接等过程产生裂纹，影响整批产品的安全使用。此类钢在生产过程主要存在以下几方面难点：（1）对于低碳高强度汽车用钢，由于成品碳含量低，电炉冶炼过程必须进行深脱碳，导致出钢前氧位较高，出钢过程复合中铝被氧化形成大量Al2O3夹杂，在后序冶炼过程不能完全去除，影响钢水纯净度；（2）冶炼周期较长，生产组织过程不能固化精炼、真空工位，冶炼工艺存在一定波动；（3）精炼过程渣系较难控制，浇注过程钢水易发粘；（4）由于生产、工艺等原因连铸浇注过程有时会调整拉速，会降低实物质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种汽车用钢的生产工艺，降低精炼过程的脱氧难度，提高钢水的纯净度，使连铸浇注过程稳定，缩短冶炼周期。

同时，本发明还提供通过上述工艺制备的一种汽车用钢。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种汽车用钢的生产工艺，包括电炉工序、精炼工序和连铸工序，

（1）在电炉工序中，使用集束氧枪供氧脱碳和造渣脱磷，使熔清的成分达到C≤0.06%，P≤0.008，并且在出钢前1～2min停止供氧操作，同时向电炉内加入2-4kg/t的脱氧护炉剂降低电炉内钢水的氧含量，控制电炉中的出钢氧位小于800ppm。

（2）在精炼工序中，精炼开始供电5min时，向钢包内补加石灰200～300kg，并增大氩气流量至250～350L/min。

（3）在连铸工艺中，浇注过程采用全保护浇注，结晶器液面采用全自动液面检测，将液面波动＞6%的铸坯进行报废处理，并控制浇注过程中拉速为2.0-2.1m/min。

本发明技术方案的进一步限定为，在电炉工艺中，加入的脱氧护炉剂主要成分为CaO：7-12%；Al2O3：＜5%；SiO2≤12；MgO：≥50%；TC：15-20%；H2O：≤2.0%。

进一步地，在精炼工序中，精炼炉第一次、第二次供电过程使用碳化硅进行扩散脱氧操作，精炼炉第三次供电直至吊包前供电过程使用电石进行保持，保证精炼过程白渣，控制精炼过程炉渣碱度大于3，提高炉渣吸附夹杂物的能力。

再进一步地，在精炼工序中，进真空前控制铝的总含量为0.02%～0.04%。

再进一步地，在连铸工艺中，全保护浇注的方法为：钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注。

再进一步地，在连铸工艺中，控制连浇炉数小于等于5炉，减少浇注过程耐材侵蚀，避免中包耐材剥落污染钢水，保证实物质量合格。

再进一步地，在连铸工艺中，采用结晶器捞渣棒进行捞渣，避免捞渣过程污染钢水。

本发明提供的另一技术方案为：一种汽车用钢，其化学成分的质量百分比为：0.09%<=C<=0.12%，1.00%<=Mn<=1.25%，P、S<=0.01%，0.20%<=Si<=0.30%，0.03%<=Nb<=0.05%，0.02%<=Alt<=0.07%，余量为Fe。

上述汽车用钢，其化学成分的质量百分比为：C=0.10%，Mn=1.15%，P、S<=0.01%，Si=0.25%，Nb=0.04%，Alt=0.04%，余量为Fe。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种汽车用钢的生产工艺，通过以上方法生产的电炉出钢氧位由1000ppm降低至800ppm以下，减少了钢水夹杂物数量，同时降低了精炼过程脱氧难度；本发明通过优化精炼脱氧造渣工艺，使钢水纯净度得到了有效控制，A、B、C类夹杂级别小于1.0级；本发明的连铸浇注过程液面控制稳定，液面波动小于6%，确保钢水质量。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种汽车用钢的生产工艺，包括电炉工序、精炼工序和连铸工序，对上述工艺进行如下控制。

（1）在电炉工序中，使用集束氧枪供氧脱碳和造渣脱磷，使熔清的成分达到C≤0.06%，P≤0.008，并且在出钢前1～2min停止供氧操作，同时向电炉内加入2-4kg/t的脱氧护炉剂降低电炉内钢水的氧含量，控制电炉中的出钢氧位小于800ppm。加入的脱氧护炉剂主要成分为CaO：7-12%；Al2O3：＜5%；SiO2≤12；MgO：≥50%；TC：15-20%；H2O：≤2.0%。通过上述操作，控制电炉出钢氧位，减少出钢过程复合中铝大量氧化生产较多Al2O3等夹杂，减轻精炼过程去除夹杂物的任务。

（2）在精炼工序中，精炼开始供电5min时，向钢包内补加石灰200～300kg，并增大氩气流量至250～350L/min。增大渣钢搅拌效果，充分去除钢水中夹杂物。

在精炼工序中，精炼炉第一次、第二次供电过程使用碳化硅进行扩散脱氧操作，精炼炉第三次供电直至吊包前供电过程使用电石进行保持，保证精炼过程白渣，控制精炼过程炉渣碱度大于3，提高炉渣吸附夹杂物的能力。

精炼工序进真空前控制铝的总含量为0.02%～0.04%。

（3）在连铸工艺中，浇注过程采用全保护浇注，结晶器液面采用全自动液面检测，将液面波动＞6%的铸坯进行报废处理，并控制浇注过程中拉速为2.0-2.1m/min。全保护浇注的方法为：钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注。由于该钢种为含铝钢种，浇注过程水口易形成Al2O3等夹杂物的附着物，调整拉速过程，附着物易脱落进入结晶器，采用拉速恒定的方法可以有效解决此问题。

在连铸工艺中，控制连浇炉数小于等于5炉，减少浇注过程耐材侵蚀，避免中包耐材剥落污染钢水，保证实物质量合格。并且，采用结晶器捞渣棒进行捞渣，避免捞渣过程污染钢水。

通过上述工艺技术制备的汽车用钢的化学成分如表1所示：

表1：

元素	C	Mn	P、S	Si	Nb	Alt	Fe
								实施例1	0.09	1.00	≤0.010	0.20	0.03	0.02	其余
实施例2	0.10	1.15	≤0.010	0.25	0.04	0.04	其余
								实施例3	0.11	1.75	≤0.010	0.28	0.04	0.06	其余

实施例4

0.12

1.25

≤0.010

0.30

0.05

0.07

其余

通过以上方法生产的TL1114Nb(10Nb)电炉出钢氧位由1000ppm降低至800ppm以下，减少了钢水夹杂物数量同时降低了精炼过程脱氧难度；通过优化精炼脱氧造渣工艺，使钢水纯净度得到了有效控制，A、B、C类夹杂级别小于1.0级；连铸浇注过程液面控制稳定，液面波动小于6%。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种汽车用钢的生产工艺，包括电炉工序、精炼工序和连铸工序，其特征在于，

（1）在电炉工序中，使用集束氧枪供氧脱碳和造渣脱磷，使熔清的成分达到C≤0.06%，P≤0.008，并且在出钢前1~2min停止供氧操作，同时向电炉内加入2-4kg/t的脱氧护炉剂降低电炉内钢水的氧含量，控制电炉中的出钢氧位小于800ppm；

（2）在精炼工序中，精炼开始供电5min时，向钢包内补加石灰200~300kg，并增大氩气流量至250~350L/min；

2.根据权利要求1所述的一种汽车用钢的生产工艺，其特征在于，在电炉工艺中，加入的脱氧护炉剂主要成分为CaO：7-12%；Al2O3：＜5%；SiO2≤12；MgO：≥50%；TC：15-20%；H2O：≤2.0%。

3.根据权利要求1所述的一种汽车用钢的生产工艺，其特征在于，在精炼工序中，精炼炉第一次、第二次供电过程使用碳化硅进行扩散脱氧操作，精炼炉第三次供电直至吊包前供电过程使用电石进行保持。

4.根据权利要求1所述的一种汽车用钢的生产工艺，其特征在于，在精炼工序中，进真空前控制铝的总含量为0.02%~0.04%。

5. 根据权利要求1所述的一种汽车用钢的生产工艺，其特征在于，在连铸工艺中，全保护浇注的方法为：钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注。

6.根据权利要求1所述的一种汽车用钢的生产工艺，其特征在于，在连铸工艺中，控制连浇炉数小于等于5炉。

7.根据权利要求1所述的一种汽车用钢的生产工艺，其特征在于，在连铸工艺中，采用结晶器捞渣棒进行捞渣。

8.根据权利要求1所述的生产工艺制备的汽车用钢，其特征在于，其化学成分的质量百分比为：0.09%<=C<=0.12%，1.00%<=Mn<=1.25%，P、S<=0.01%，0.20%<=Si<=0.30%，0.03%<=Nb<=0.05%，0.02%<=Alt<=0.07%，余量为Fe。

9.根据权利要求7所述的一种汽车用钢，其特征在于，其化学成分的质量百分比为： C=0.10%， Mn=1.15%，P、S<=0.01%， Si=0.25%， Nb=0.04%， Alt=0.04%，余量为Fe。