CN103422033B - 一种低温用螺纹钢及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种低温用螺纹钢及其生产工艺。本发明涉及一种螺纹钢,具体来说是一种低温用螺纹钢,还涉及该低温用螺纹钢的生产工艺;螺纹钢的重量百分比化学成分为:C:0.05~0.10%,Si:0.20~0.35%,Mn:1.45~1.60%,S≤0.015%,P≤0.008%,Cr≤0.20%,Ni:0.90~1.50%,Cu≤0.20%,Mo≤0.10%,N≤0.0120%,Al:0.030~0.045%,余量为Fe及不可避免的杂质;该螺纹钢的生产工艺包括电炉冶炼、精炼炉精炼工序、真空炉脱气工序、连铸浇注工序;本发明成分设计科学合理,生产工艺、操作过程易于控制。钢水脱氧好,纯净度高,连铸浇注顺利,铸坯表面质量较好;成品螺纹钢质量好,性能达到低温(≤-165℃)使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺纹钢,具体来说是一种低温用螺纹钢,还涉及该低温用螺纹钢的生产工艺。
背景技术
众所周知,低碳低合金的结构钢广泛应用于原材料开采、能源开发、交通运输等经济建设领域,已成为最为重要的结构的材料。这些结构件承受的是复杂多变的周期载荷,某些情况下需要适应极端寒冷的气候环境,从而对结构钢屈服强度和低温冲击韧性等基本指标提出了更高的要求,一般是通过成分、轧制、热处理工艺的改进和创新,精确控制组织,从而获得更高的强韧性,兼顾其他性能要求。
据申请人了解,液化天然气(LNG)是将天然气净化处理之后,经压缩升温,在混合制冷剂的作用下,除去其中的N2、CO2、H2O以及硫化物、固体杂质等,最终得到-162℃液态形式的天然气;LNG通常储存在-162℃、压力为0.1MPa左右的低温储罐内,该罐体由一个主容器和一个次容器组成如图所示。主容器(即内罐)为自立式钢制罐,用于盛放LNG液体。LNG的蒸汽盛装在主、次容器之间的空间或穹顶空间。次容器(即外罐)为钢制或预应力混凝土结构,当发生泄漏时,它既能收集液体泄漏物,也能收集气体泄漏物,LNG能够被外罐可靠保存。因此外罐材料的混凝土用螺纹钢需具有内罐钢质的低温性能,即需要该螺纹钢在≤-165℃时具备足够的强度和充分的韧性,具有良好的工艺性能。
中国专利201210578819.7公开了一种低温用钢及生产方式,该产品同时添加了Nb、Ni、Ti、Cr等贵重金属,工艺复杂,成本高,但是该低温钢只能适用于-50℃;中国专利200810035029.8公开了一种低温用钢及制造方式,但是该产品成分较多,同时添加了Nb、Ti、Ni等贵重金属,成本较高,且使用温度在-80℃左右;中国专利200910075654.X公开了一种低温用铁素体钢,该产品虽然可使用在-196℃的低温环境下,但是该产品添加的Ni为6.5~12.5%,成本很高。
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,考虑到低温下螺纹钢的高强度、高韧性、可焊性及低成本,提供一种低温用螺纹钢及其生产工艺,通过合理的化学成分设计和适宜的生产工艺,可获得性能稳定的低温用螺纹钢。
本发明解决以上技术问题的技术方案为:
一种低温用螺纹钢,螺纹钢的重量百分比化学成分为:C:0.05~0.10%,Si:0.20~0.35%,Mn:1.45~1.60%,S≤0.015%,P≤0.008%,Cr≤0.20%,Ni:0.90~1.50%,Cu≤0.20%,Mo≤0.10%,N≤0.0120%,Al:0.030~0.045%,余量为Fe及不可避免的杂质。
由于钢的化学成分是影响连铸坯内部质量与低温下螺纹钢的强度和韧性性能的关键因素之一,本发明为了使所述钢获得优异的综合性能,对所述钢的化学成分进行了限制,原因在于:
C:碳是影响超高强度钢力学性能的主要元素,当碳含量低于0.05则强度低,含量高于0.20%时,则存在韧性和可焊性变差的缺点;为了减轻冶炼压力,避开包晶区间,最适宜的区间在0.05~0.10%。
Si:硅是炼钢脱氧的必要元素,也具有一定的固溶强化作用,在本发明中将硅限定在0.20~0.35%的范围内。
Mn:锰在所述钢中具有推迟奥氏体向铁素体的转变的作用,对细化组织,提高强度和韧性有利;当锰的含量较低,上述作用不显著,钢板强度和韧性偏低等,故本发明中锰含量控制在1.45~1.60%的范围内。
Cr:铬是提高钢淬透性的元素,能够抑制多边形铁素体和珠光体的形成,促进低温组织贝氏体或马氏体的转变,提高钢的强度;但Cr含量过高将影响钢的韧性,并引起回火脆性,本发明中铬含量控制在≤0.20%。
Ni:镍可以提高钢的低温韧性,同时可以抑制氯离子对钢材的腐蚀,也可以改善铜在钢中引起的热脆性,但是镍是贵重金属大量添加会急剧增加成本,且影响焊接性能,根据要求添加合适量,本发明中镍含量控制在0.90~1.50%的范围内。
Cu:铜是不降低韧性提高强度的有效元素,同时改善钢的耐候性能,但是铜会在钢中引起热脆性,因此本发明中铜含量控制在≤0.20%的范围内。
Mo:与Cr同样地使硬化能增加,大量添加时会增加成本,并降低韧性和可焊性,限制在0.70%以下;回火时,形成碳化物颗粒,从而有利于析出强化,因此本发明中钼含量控制在≤0.10%的范围内。
Al:铝是脱氧元素,同时可以细化晶粒,若铝含量小于0.030%,效果不显著,若铝含量大于0.045%,易形成氧化物杂物,恶化钢的低温冲击韧性,因此本发明中铝含量控制在0.030~0.045%的范围内。
钢中的杂质元素,如S、P、N等,会严重损害钢的低温韧性和延展性,属于有害杂质;因此,硫、磷、氮的含量应分别控制在≤0.015%、≤0.008%和≤0.0120%以下。
一种低温用螺纹钢的生产工艺,包括电炉冶炼、精炼炉精炼工序、真空炉脱气工序、连铸浇注工序;
电炉冶炼工序中,配入铁水及废钢,其中铁水占炉料总量的45-60%,使用集束氧枪供氧脱碳和造渣脱磷,熔清成分按C≤0.05%、P≤0.008%控制,达到出钢温度1630-1680℃出钢,出钢前2分钟停止供氧,补加脱氧护炉剂降低电炉内钢水的氧含量,出钢合金化过程前期加入复合中铝合金加强钢水脱氧;
精炼炉精炼工序中,精炼炉加硅铝钙扩散脱氧造白渣,根据取样成分分析加入金属锰、硅铁、钼铁、镍板、铝线等合金调整成分,达到真空处理温度1625-1635℃,成分满足钢种成分要求后进入真空炉处理;
真空炉脱气工序,低真空度0.5~1毫巴保持12-15min,破真空后取样根据铝成分喂入铝线,喂入铝线80-100m,搅拌2-3min后喂纯钙棒包芯线50-100m后静搅时间15-35min,静搅过程加入无碳覆盖剂100-200kg,温度1570~1590℃上连铸进行浇注;
连铸浇注工序,浇注过程采用全保护浇注,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,中包中钢水使用无碳覆盖剂,结晶器中低碳包晶钢保护渣;连铸浇注工序的过程控制包括控制冷却强度、结晶器振动及电磁搅拌参数、控制连铸坯拉速和中间包钢水温度;连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在25~40℃,连浇炉过热度控制在10-35℃,浇注拉速控制在1.8~2.2m/min,负滑脱率在34~38之间;连铸浇注工序中的所述控制冷却强度采用二次冷却系统,连铸浇注过程中对铸坯分段冷却,分为一次冷却段、二次冷却段;一次冷却段为结晶器冷却,结晶器液面采用全自动液面检测,结晶器的震程为≤8mm,二次冷却段采用气雾冷却;电磁搅拌参数为结晶器、铸坯凝固末端所采用的电磁搅拌器搅拌线圈的参数。
本发明进一步限定的技术方案是:
优选的,螺纹钢的重量百分比化学成分为:C:0.05~0.08%,Si:0.20~0.30%,Mn:1.50~1.60%,S≤0.010%,P≤0.008%,Cr≤0.20%,Ni:1.10~1.20%,Cu≤0.20%,Mo:0.05~0.07%,N≤0.0120%,Al:0.030~0.045%,Ceq:0.038~0.050%,余量为Fe及不可避免的杂质。
优选的,螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.05%,Si:0.20%,Mn:1.45%,S:0.015%,P:0.008%,Cr:0.20%,Ni:0.9%,Cu:0.20%,Mo:0.1%,N:0.0120%,Al:0.030:%,余量为Fe及不可避免的杂质。
优选的,螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.10%,Si:0.35%,Mn:1.60%,S:0.010%,P:0.007%,Cr:0.15%,Ni:1.50%,Cu:0.15%,Mo:0.07%,N:0.0115%,Al:0.045%,余量为Fe及不可避免的杂质。
优选的,螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.07%,Si:0.25%,Mn:1.55%,S:0.008%,P:0.005%,Cr:0.16%,Ni:1.20%,Cu:0.16%,Mo:0.06%,N:0.0116%,Al:0.040%,余量为Fe及不可避免的杂质。
优选的,电炉冶炼工序中,其中铁水占炉料总量的45%,电炉冶炼工序中,熔清成分按C:0.05%、P:0.008%控制,出钢温度1630℃出钢;真空处理温度为1625℃;真空炉脱气工序喂入铝线80m,搅拌2min后喂纯钙棒包芯线50m后静搅时间15min,静搅过程加入无碳覆盖剂100kg;连铸浇注温度为1570℃,所述连铸坯拉速控制在1.8m/min,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在25℃,连浇炉过热度控制在10℃,浇注拉速控制在1.8m/min;连铸浇注工序中一次冷却段结晶器的震程为8mm,二次冷却段采用气雾冷却。
优选的,电炉冶炼工序中,其中铁水占炉料总量的60%,电炉冶炼工序中,熔清成分按C:0.04%、P:0.007%控制,出钢温度1680℃出钢;真空处理温度为1635℃;真空炉脱气工序喂入铝线100m,搅拌2min后喂纯钙棒包芯线100m后静搅时间35min,静搅过程加入无碳覆盖剂200kg;连铸浇注温度为1590℃,所述连铸坯拉速控制在2.2m/min,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在40℃,连浇炉过热度控制在35℃,浇注拉速控制在2.2m/min;连铸浇注工序中一次冷却段结晶器的震程为7mm,二次冷却段采用气雾冷却。
优选的,连铸浇注工序中,所述二次冷却分为足辊冷却、二段冷却、三段冷却或/和四段冷却,所述二次冷却全程使用气雾冷却,气雾压力140-200kpa,并且在足辊冷却和二段冷却时气雾冷却喷嘴角度为70°,三段冷却和四段冷却时气雾冷却喷嘴角度为58°,调节二冷比水量随连铸拉速控制在0.8-1.0L/kg。
优选的,真空炉脱气工序中加入的所述纯钙棒包芯线的主要成分重量百分比为Ca≥96.5%,Al≤0.9%,Mg≤0.7%,Mn≤0.6%,Si≤0.6%,Fe≤0.6%,所述纯钙棒包芯线的直径为9.2±0.5mm;所述纯钙棒包芯线的包芯线线重:240±10g/m,所述纯钙棒包芯线的纯钙棒重量为67.0±5.0g/m,所述纯钙棒包芯线喂入量为50-100m;加入纯钙棒包芯线为钙处理工艺,一般铝硅镇静钢、铝镇静钢需进行钙处理,通过喂丝线方式来进行钙处理,需真空处理的钢,VD结束时进行钙处理;其产生的作用是:1.脱氧和脱硫:钙与氧及硫均有很强的亲和力,其与氧和硫分别生成CaO及CaS,因此钙处理在深脱氧及深脱硫方面具有良好的作用;2.夹杂物变性:将群簇状分布的Al2O3夹杂变性成球状分布的铝酸钙(mCaO·nAl2O3)夹杂,可以改善钢的机械性能,对于小截面的线材及带钢至关重要;将导致钢材各向异性的塑性MnS夹杂转变为球状分布的CaS(甚至使Mn还原),并常包裹着铝酸钙夹杂;3.防止水口结瘤:铝镇静钢在进行连铸时,常常会因为Al2O3沉积在水口上而导致水口的堵塞,即所谓的水口结瘤。对钢进行钙处理时,生成的mCaO·nAl2O3按组份的不同可分为好几种,如C2A、C12A7、CA、CA2、CA6等,这些夹杂具有低熔点的特征,其中的C12A7熔点低至1415℃,在钢液温度下为液态夹杂而不会在水口处沉积,从而防止结瘤现象的发生。这些液态球状夹杂还更易上浮,从而在减少钢中总的夹杂方面也带来帮助。
优选的,前述的低温用螺纹钢生产工艺,真空炉脱气工序和连铸浇注工序中加入的无碳覆盖剂的主要成分重量百分比为:(CaO+MgO)/SiO2≥1.5%,Al2O3≤15%,TFe≤1.5%,H2O≤0.8%,Tc≤3%,无碳覆盖剂的加入量为1-2kg/t。
下表为本发明提供的低温用螺纹钢在(-170±5)℃下的试验数据。
表10:本发明提供的低温用螺纹钢在(-170±5)℃的各项试验参数。
注:1、低温拉伸温度(-170±5)℃:试样任一两点间温度差不超过5℃,任意一点温度与试验设定温度差不超过5℃。
2、Re:屈服强度、Rm:抗拉强度、A:面缩率、Agt:最大力下延伸率、NSR:低温拉伸缺口敏感系数(同一检测批次钢筋有缺口抗拉强度Rm均值/无缺口屈服强度Re均值)。
本发明成分设计科学合理,生产工艺、操作过程易于控制。钢水脱氧好,纯净度高,连铸浇注顺利,铸坯表面质量较好;成品螺纹钢质量好,性能达到低温使用要求;对于LNG外罐材料的混凝土用低温钢筋等,目前国内研究甚少,该螺纹钢的成分设计及生产控制方法可实现该钢种的试生产及推广应用,可填补国内液化气储罐混凝土结构用低温螺纹钢的生产空白。
具体实施方式
实施例
一种低温用螺纹钢,螺纹钢的重量百分比化学成分为:C:0.05~0.10%,Si:0.20~0.35%,Mn:1.45~1.60%,S≤0.015%,P≤0.008%,Cr≤0.20%,Ni:0.90~1.50%,Cu≤0.20%,Mo≤0.10%,N≤0.0120%,Al:0.030~0.045%,余量为Fe及不可避免的杂质。
根据本发明的生产工艺,生产得到的本发明的钢种各实施例成分如表1所示。
表1:实施例的化学成分(wt%)。
实施例 | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Cu | Mo | N | Al |
实施例1 | 0.05 | 0.20 | 1.45 | 0.015 | 0.008 | 0.20 | 0.09 | 0.20 | 0.10 | 0.0120 | 0.030 |
实施例2 | 0.10 | 0.35 | 1.60 | 0.010 | 0.007 | 0.15 | 1.50 | 0.15 | 0.07 | 0.0115 | 0.045 |
实施例3 | 0.08 | 0.30 | 1.50 | 0.014 | 0.006 | 0.18 | 1.10 | 0.18 | 0.05 | 0.0118 | 0.035 |
实施例4 | 0.07 | 0.25 | 1.55 | 0.008 | 0.005 | 0.16 | 1.20 | 0.16 | 0.06 | 0.0116 | 0.040 |
实施例5 | 0.06 | 0.26 | 1.56 | 0.012 | 0.004 | 0.17 | 1.15 | 0.17 | 0.06 | 0.0117 | 0.040 |
一种低温用螺纹钢的生产工艺,包括电炉冶炼、精炼炉精炼工序、真空炉脱气工序、连铸浇注工序;
电炉冶炼工序中,配入铁水及废钢,其中铁水占炉料总量的45-60%,使用集束氧枪供氧脱碳和造渣脱磷,熔清成分按C≤0.05%、P≤0.008%控制,达到出钢温度1630-1680℃出钢,出钢前2分钟停止供氧,补加脱氧护炉剂降低电炉内钢水的氧含量,出钢合金化过程前期加入复合中铝合金加强钢水脱氧;
电炉冶炼工序中加入的脱氧护炉剂的主要成分重量百分比为:CaO:7~12%,Al2O3<5%,SiO2≤12%,MgO≥50%,TC:15~20%,H2O≤2.0%,脱氧护炉剂加入量为2-4kg/t;
电炉冶炼工序中加入的复合中铝合金的主要成分重量百分比为Al:40~45%,C≤0.2%,Si≤1.0%,P≤0.04%,S≤0.05%,Cu≤0.05%,Fe:余量,复合中铝合金的加入量3-4kg/t。
根据本发明的生产工艺,电炉冶炼工序中的各实施例的工艺参数如表2所示。
表2:实施例的电炉冶炼工序的工艺参数。
参数 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
铁水占炉料总量的百分比 | 45% | 50% | 55% | 60% | 58% |
出钢温度 | 1630℃ | 1640℃ | 1660℃ | 1670℃ | 1680℃ |
根据本发明的生产工艺,电炉冶炼工序中加入的脱氧护炉剂的主要成分重量百分比各实施例数据如表3所示。
表3:实施例的脱氧护炉剂化学成分(wt%)。
实施例 | CaO | Al2O3 | SiO2 | MgO | TC | H2O |
实施例1 | 7 | 4.5 | 12 | 50 | 15 | 2.0 |
实施例2 | 9 | 4.0 | 11 | 52 | 17 | 1.8 |
实施例3 | 10 | 3.5 | 10 | 54 | 18 | 1.6 |
实施例4 | 11 | 3.0 | 9 | 56 | 19 | 1.4 |
实施例5 | 12 | 2.5 | 8 | 58 | 20 | 1.2 |
根据本发明的生产工艺,电炉冶炼工序中加入的复合中铝合金的主要成分重量百分比各实施例数据如表4所示。
表4:实施例的复合中铝合金化学成分(wt%)。
实施例 | Al | C | Si | P | S | Cu | Fe |
实施例1 | 40 | 0.20 | 1.0 | 0.04 | 0.05 | 0.05 | 58.5 |
实施例2 | 41 | 0.18 | 0.8 | 0.03 | 0.04 | 0.04 | 57.9 |
实施例3 | 42 | 0.16 | 0.6 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 57.2 |
实施例4 | 43 | 0.14 | 0.4 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 56.4 |
实施例5 | 45 | 0.12 | 0.2 | 0.00 | 0.01 | 0.01 | 54.7 |
精炼炉精炼工序中,精炼炉加硅铝钙扩散脱氧造白渣,根据取样成分分析加入金属锰、硅铁、钼铁、镍板、铝线等合金调整成分,达到真空处理温度1625-1635℃,成分满足钢种成分要求后进入真空炉处理;
精炼炉精炼工序中加入的硅铝钙脱氧剂的主要成分重量百分比为Ca:17.0~25.0%,Al:25.0~33.0%,Si:14.0~20.0%,P≤0.06%,S≤0.08%,C≤0.9%,硅铝钙脱氧剂的加入量1-2kg/t。
根据本发明的生产工艺,精炼炉精炼工序中的各实施例的工艺参数如表5所示。
表5:实施例的精炼炉精炼工序的工艺参数。
参数 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
真空处理温度 | 1625℃ | 1627℃ | 1629℃ | 1631℃ | 1635℃ |
根据本发明的生产工艺,精炼炉精炼工序中加入的硅铝钙脱氧剂的主要成分重量百分比各实施例数据如表6所示。
表6:实施例的硅铝钙脱氧剂化学成分(wt%)。
实施例 | Ca | Al | Si | P | S | C |
实施例1 | 17.0 | 25.0 | 14.0 | 0.06 | 0.08 | 0.9 |
实施例2 | 19.0 | 27.0 | 16.0 | 0.05 | 0.07 | 0.8 |
实施例3 | 21.0 | 29.0 | 18.0 | 0.04 | 0.06 | 0.7 |
实施例4 | 23.0 | 31.0 | 20.0 | 0.03 | 0.05 | 0.6 |
实施例5 | 25.0 | 33.0 | 22.0 | 0.02 | 0.04 | 0.5 |
真空炉脱气工序,低真空度0.5~1毫巴保持12-15min,破真空后取样根据铝成分喂入铝线,喂入铝线80-100m,搅拌2min后喂纯钙棒包芯线50-100m后静搅时间15-35min,静搅过程加入无碳覆盖剂100-200kg,温度1570~1590℃上连铸进行浇注;
真空炉脱气工序加入的纯钙棒包芯线的主要成分重量百分比为Ca≥96.5%,Al≤0.9%,Mg≤0.7%,Mn≤0.6%,Si≤0.6%,Fe≤0.6%,纯钙棒包芯线的直径为9.2±0.5mm;纯钙棒包芯线的包芯线线重:240±10g/m,纯钙棒包芯线的纯钙棒重量为67.0±5.0g/m,纯钙棒包芯线喂入量为50-100m;
真空炉脱气工序和连铸浇注工序加入的无碳覆盖剂的主要成分重量百分比为:(CaO+MgO)/SiO2≥1.5%,Al2O3≤15%,TFe≤1.5%,H2O≤0.8%,Tc≤3%,无碳覆盖剂的加入量为1-2kg/t。
根据本发明的生产工艺,真空炉脱气工序中的各实施例的工艺参数如表7所示。
表7:实施例的真空炉脱气工序的工艺参数。
参数 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
连铸浇注温度 | 1570℃ | 1575℃ | 1580℃ | 1585℃ | 1590℃ |
根据本发明的生产工艺,真空炉脱气工序中加入的纯钙棒包芯线的主要成分重量百分比各实施例数据如表8所示。
表8:实施例的纯钙棒包芯线化学成分(wt%)。
实施例 | Ca | Al | Mg | Mn | Si | Fe |
实施例1 | 96.5 | 0.9 | 0.7 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
实施例2 | 96.6 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
实施例3 | 96.7 | 0.7 | 0.5 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
实施例4 | 96.8 | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
实施例5 | 96.9 | 0.5 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
根据本发明的生产工艺,真空炉脱气工序和连铸浇注工序中加入的无碳覆盖剂的主要成分重量百分比各实施例数据如表9所示。
表9:实施例的无碳覆盖剂化学成分(wt%)。
实施例 | (CaO+MgO)/SiO2 | Al2O3 | TFe | H2O | Tc |
实施例1 | 1.5 | 15 | 1.5 | 0.8 | 3.0 |
实施例2 | 1.7 | 14 | 1.3 | 0.7 | 2.8 |
实施例3 | 1.9 | 13 | 1.1 | 0.6 | 2.6 |
实施例4 | 2.1 | 12 | 0.9 | 0.5 | 2.4 |
实施例5 | 2.3 | 11 | 0.7 | 0.4 | 2.2 |
连铸浇注工序,浇注过程采用全保护浇注,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,中包中钢水使用无碳覆盖剂,结晶器中低碳包晶钢保护渣;连铸浇注工序的过程控制包括控制冷却强度系统、结晶器振动及电磁搅拌参数、控制连铸坯拉速和中间包钢水温度;结晶器的震程为≤8mm,连铸坯拉速控制在1.8~2.2m/min;结晶器液面采用全自动液面检测,连铸拉速按中间包过热度自动控制,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在25~40℃,连浇炉过热度控制在10-35℃,浇注拉速控制在1.8~2.2m/min,负滑脱率在34~38之间;电磁搅拌参数为结晶器、铸坯凝固末端所采用的电磁搅拌器搅拌线圈的参数;控制冷却强度系统采用二次冷却系统,连铸浇注过程中对铸坯分段冷却,分为一次冷却段、二次冷却段,二次冷却段分为足辊、二段、三段或(和)四段,冷却强度与冷却方式不同,一次冷却段为结晶器冷却,二次冷却段的足辊、二段、三段或(和)四段采用气雾冷却,二次冷却分为足辊冷却、二段冷却、三段冷却或/和四段冷却,所述二次冷却全程使用气雾冷却,气雾压力140-200kpa,并且在足辊冷却和二段冷却时气雾冷却喷嘴角度为70°,三段冷却和四段冷却时气雾冷却喷嘴角度为58°,调节二冷比水量随连铸拉速控制在0.8-1.0L/kg。
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 (9)
1.一种低温用螺纹钢的生产工艺,包括电炉冶炼工序、精炼炉精炼工序、真空炉脱气工序、连铸浇注工序;所述电炉冶炼工序配入铁水及废钢,使用集束氧枪供氧脱碳和造渣脱磷,出钢前2分钟停止供氧,补加脱氧护炉剂降低电炉内钢水的氧含量,出钢合金化过程前期加入复合中铝合金加强钢水脱氧;所述精炼炉精炼工序中,精炼炉加硅铝钙扩散脱氧造白渣,根据取样成分分析加入金属锰、硅铁、钼铁、镍板、铝线调整成分,成分满足钢种成分要求后进入真空炉处理;所述真空炉脱气工序,低真空度0.5~1毫巴保持12-15min,破真空后取样根据铝成分喂入铝线;所述连铸浇注工序过程控制包括控制冷却强度、结晶器振动及电磁搅拌参数、控制连铸坯拉速和中间包钢水过热度控制,其特征在于:
所述电炉冶炼工序中,其中铁水占炉料总量的45-60%;
所述电炉冶炼工序中,熔清成分按C≤0.05%、P≤0.008%控制,出钢温度1630-1680℃出钢;
所述真空处理温度为1625-1635℃;
所述真空炉脱气工序喂入铝线80-100m,搅拌2-3min后喂纯钙棒包芯线50-100m后静搅时间15-35min,静搅过程加入无碳覆盖剂100-200kg;
连铸浇注温度为1570~1590℃,所述连铸坯拉速控制在1.8~2.2m/min,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在25~40℃,连浇炉过热度控制在10-35℃,浇注拉速控制在1.8~2.2m/min;所述连铸浇注工序中的控制冷却强度采用二次冷却系统,即连铸浇注过程中对铸坯分段冷却,分为一次冷却段、二次冷却段,一次冷却段为结晶器冷却,所述连铸浇注工序中的结晶器的震程为≤8mm,二次冷却段采用气雾冷却;
生产出的所述螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.05~0.10%,Si:0.20~0.35%,Mn:1.45~1.60%,S≤0.015%,P≤0.008%,Cr≤0.20%,Ni:0.90~1.50%,Cu≤0.20%,Mo≤0.10%,N≤0.0120%,Al:0.030~0.045%,余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:
电炉冶炼工序中,其中铁水占炉料总量的45%,
所述电炉冶炼工序中,熔清成分按C:0.05%、P:0.008%控制,出钢温度1630℃出钢;
所述真空处理温度为1625℃;
所述真空炉脱气工序喂入铝线80m,搅拌2min后喂纯钙棒包芯线50m后静搅时间15min,静搅过程加入无碳覆盖剂100kg;
连铸浇注温度为1570℃,所述连铸坯拉速控制在1.8m/min,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在25℃,连浇炉过热度控制在10℃,浇注拉速控制在1.8m/min;所述连铸浇注工序中一次冷却段结晶器的震程为8mm,二次冷却段采用气雾冷却。
3.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:
电炉冶炼工序中,其中铁水占炉料总量的60%;
所述电炉冶炼工序中,熔清成分按C:0.04%、P:0.007%控制,出钢温度1680℃出钢;
所述真空处理温度为1635℃;
所述真空炉脱气工序喂入铝线100m,搅拌3min后喂纯钙棒包芯线100m后静搅时间35min,静搅过程加入无碳覆盖剂200kg;
连铸浇注温度为1590℃,所述连铸坯拉速控制在2.2m/min,连铸开浇第一炉中间包过热度控制在40℃,连浇炉过热度控制在35℃,浇注拉速控制在2.2m/min;所述连铸浇注工序中一次冷却段结晶器的震程为7mm,二次冷却段采用气雾冷却。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:连铸浇注工序中,所述二次冷却分为足辊冷却、二段冷却、三段冷却或/和四段冷却,所述二次冷却全程使用气雾冷却,气雾压力140-200kPa,并且在足辊冷却和二段冷却时气雾冷却喷嘴角度为70°,三段冷却和四段冷却时气雾冷却喷嘴角度为58°,调节二冷比水量随连铸拉速控制在0.8-1.0L/kg。
5.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:所述真空炉脱气工序中加入的所述纯钙棒包芯线的主要成分重量百分比为Ca≥96.5%,Al≤0.9%,Mg≤0.7%,Mn≤0.6%,Si≤0.6%,Fe≤0.6%,所述纯钙棒包芯线的直径为9.2±0.5mm;所述纯钙棒包芯线的包芯线线重:240±10g/m,所述纯钙棒包芯线的纯钙棒重量为67.0±5.0g/m,所述纯钙棒包芯线喂入量为50-100m。
6.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:所述真空炉脱气工序和连铸浇注工序中加入的所述无碳覆盖剂的主要成分重量百分比为:(CaO+MgO)/SiO2≥1.5%,Al2O3≤15%,TFe≤1.5%,H2O≤0.8%,Tc≤3%,所述无碳覆盖剂的加入量为1-2kg/t。
7.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:所述螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.05%,Si:0.20%,Mn:1.45%,S:0.015%,P:0.008%,Cr:0.20%,Ni:0.9%,Cu:0.20%,Mo:0.1%,N:0.0120%,Al:0.030:%,余量为Fe及不可避免的杂质。
8.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:所述螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.10%,Si:0.35%,Mn:1.60%,S:0.010%,P:0.007%,Cr:0.15%,Ni:1.50%,Cu:0.15%,Mo:0.07%,N:0.0115%,Al:0.045%,余量为Fe及不可避免的杂质。
9.根据权利要求1所述的低温用螺纹钢的生产工艺,其特征在于:所述螺纹钢的重量百分比化学成分包括:C:0.07%,Si:0.25%,Mn:1.55%,S:0.008%,P:0.005%,Cr:0.16%,Ni:1.20%,Cu:0.16%,Mo:0.06%,N:0.0116%,Al:0.040%,余量为Fe及不可避免的杂质。
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