CN105177399B

CN105177399B - 一种汽车用非调质钢的低成本制造方法

Info

Publication number: CN105177399B
Application number: CN201510674537.0A
Authority: CN
Inventors: 马跃; 诸葛铭毅; 陈京生; 孙齐松; 毕洪志; 韩伟; 佟倩; 罗志俊; 张慧峰; 崔京玉
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2017-11-17
Anticipated expiration: 2035-10-16
Also published as: CN105177399A

Abstract

一种汽车用非调质钢的低成本制造方法，属于合金钢生产技术领域。对电炉进行适应性改造，缩短冶炼周期至45分钟以内；全铁水冶炼，铁水装入量90％～100％；控制钢水终点碳含量在0.10～0.30wt％之间，利用电炉偏心炉底出钢方式，控制钢水中氧活度0.010～0.020％；降低用铝量至0.35～0.70千克/吨钢水；钢水中氧活度控制在0.0003～0.0005％；向钢水中加入钙线，用钙量为0.04～0.08千克/吨钢水；降低非调钢中氧含量至小于0.0020wt％。优点在于，生产成本低，满足汽车用非调质钢使用要求。

Description

一种汽车用非调质钢的低成本制造方法

技术领域

本发明属于合金钢生产技术领域，特别涉及一种汽车用非调质钢的低成本制造方法。

背景技术

非调质钢是20世纪70～80年代发展起来的一种节能环保型钢材，与传统调质钢相比，省略了调质热处理，减少了热处理带来的环境污染；改善了切削加工性能，降低了切削加工费用。非调质钢因此获得了广泛应用，主要应用领域包括汽车、工程机械、紧固件等。

随着汽车零部件轻量化，汽车用非调质钢向着高强度方向发展，而同时对非调质钢的韧性及疲劳性能等的要求不仅没有降低，反而越来越高，因此高洁净度成为目前汽车用非调质钢生产中的关键要求。

中国发明专利申请CN104775081A“一种撑断连杆用高碳非调质钢及其制造方法”公布的一种氧含量小于0.0020％的高碳非调质钢，其制造方法为：电炉初炼→钢包精炼+真空脱气→模铸或连铸→钢棒轧制。可见为达到低氧含量的目的，采用了钢包精炼+真空脱气两种精炼工艺。

中国发明专利申请CN102268512A“钢中夹杂物的控制方法”公布的一种含硫非调质钢中，为达到氧含量小于0.0020％的目的，采用了如下制造方法：A、转炉炼钢；B、出钢渣洗；C、LF精炼；D、RH真空处理；E、连铸；同时在两次精炼过程中都进行了严格控制的Ca处理。

中国发明专利申请CN104264040A“一种非调质钢及其制造方法以及采用该非调质钢制造的曲轴”公布的一种发动机曲轴用非调质钢，具有高强度及高韧性，采用了精炼+模铸的制造工艺。

综合以前的研究发现，为了生产汽车用非调质钢，通常采用了较高成本的LF精炼+VD真空脱气或RH真空处理等双精炼工艺，或者采用比连铸工艺更高成本的模铸工艺。为降低生产成本，缩短生产周期，本文欲发明一种满足汽车用非调质钢要求的低成本生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车用非调质钢的低成本制造方法，解决了制造成本偏高的问题。生产出满足汽车使用的高洁净度非调质钢。

一种汽车用非调质钢的低成本制造方法，通过电炉冶炼、LF精炼、连铸、棒材轧制完成。在简化精炼流程后，采用连铸方式，通过设备及工艺保证，降低非调钢中氧含量至小于0.0020wt％，以降低制造成本。

一种汽车用非调质钢的低成本制造方法，其步骤及参数控制如下：

1、缩短冶炼周期：

1)对电炉进行适应性改造：去掉原电极，增加3个炉壁氧枪，改造后耗氧量＞40m³/吨钢水；

2)铁水装料制度为全铁水冶炼，铁水装入量：90％～100％。通过增加氧枪、加大炼钢供氧强度、加大铁水装入量，缩短冶炼周期至45分钟以内。

2、电炉冶炼和LF精炼中降低钢水中氧活度：

1)电炉冶炼完成时，控制钢水终点碳含量在0.10～0.30wt％之间，并利用电炉偏心炉底出钢方式，消除出钢下渣，以此方法控制钢水中氧活度0.010～0.020％；

2)出钢时采用铝脱氧，鉴于钢水中氧活度较低，降低用铝量至0.35～0.70千克/吨钢水；

3)在LF精炼处理时，经过电极再次升温，发生脱氧反应，钢水中氧活度控制在0.0003～0.0005％。

3、减少钙处理用钙量：在LF精炼处理末期氩气软吹过程中，向钢水中进行加入钙线，用钙量为0.04～0.08千克/吨钢水；由于在LF精炼中降低了用铝量，因此可以对应减少用于防止Al₂O₃形成的钙用量。

本发明的优点在于：

1.通过电炉适应性改造，在缩短冶炼周期同时，保留了原电炉的出钢方式，结合了转炉炼钢及电炉炼钢的突出特点，降低生产成本同时保证了钢水纯净度。

2.合理利用了装备及钢种化学成分上的特点，降低了钢水中氧活度，实现了只利用LF精炼达到低氧含量的目的。

3.降低了铝脱氧剂及钙用量，节约了原料。本发明中用铝量为0.35～0.6千克/吨钢水，用钙量为0.04～0.08千克/吨钢水，而中国发明专利申请CN102268512A中用Al量为1.05～2.25千克/吨钢水，用钙量在0.3千克/吨钢水，本专利显著降低了铝及钙的使用量。

采用该工艺生产的非调质钢钢种为F38MnVS、F45MnVS钢，产品规格为Φ20～80毫米，生产成本低，产品洁净度高，氧含量为0.0010～0.0018wt％，满足汽车用非调质钢使用要求。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种汽车用F45MnVS非调质钢的制造方法。

制造流程为电炉冶炼→LF精炼→200mm方坯保护浇铸→铸坯缓冷→步进式加热炉加热→棒材轧制→冷床缓冷→探伤→产品入库。

电炉冶炼时铁水装入量100％，总装炉量70吨，采用炉壁氧枪吹氧冶炼，氧气消耗43m3/吨钢水，电炉冶炼终点碳含量为0.26wt％，钢包中加入50千克含铝55％的钢芯铝脱氧，吨钢水用铝量为0.39千克，钢水中氧活度为0.0128％。LF精炼末期采用硫铁增硫，LF处理完毕弱吹氩15分钟以上，同时喂钙线40米，吨钢水用钙量为0.045千克。连铸过程采用全保护浇铸，结晶器电磁搅拌，按4流组织浇铸，连铸坯拉速为0.9～1.2米/分钟，浇铸周期40分钟。铸坯在600℃吊入缓冷坑缓冷24小时以上。经棒材轧制轧为Φ65mm圆棒。轧材的成分见表1，氧含量达到0.0011％，完全满足汽车用非调钢使用要求。

表1本发明实施例1的化学成分(wt％)

	C	Si	Mn	P	S	V	Al	Ca	O
										实施例1	0.46	0.36	1.34	0.013	0.063	0.095	0.004	0.0005	0.0011

实施例2：

本实施例提供一种汽车用F38MnVS非调质钢的制造方法。

制造流程同实施例1.

电炉冶炼时铁水装入量100％，总装炉量70吨，氧气消耗57m3/吨钢水，电炉冶炼终点碳含量为0.21％，钢包中加入80千克含铝55％的钢芯铝脱氧，吨钢水用铝量为0.62千克，钢水中氧活度为0.0150％。LF精炼末期采用硫铁增硫，LF处理完毕弱吹氩15分钟以上，同时喂钙线70米，吨钢水用钙量为0.079千克。连铸过程采用全保护浇铸，结晶器电磁搅拌，按4流组织浇铸，连铸坯拉速为0.9～1.2米/分钟，浇铸周期40分钟。铸坯在600℃吊入缓冷坑缓冷24小时以上。经棒材轧制轧为Φ55mm圆棒。轧材的成分见表2，氧含量达到0.0013％，完全满足汽车用非调钢使用要求。

表2本发明实施例2的化学成分(wt％)

	C	Si	Mn	P	S	V	Al	Ca	O
										实施例2	0.39	0.40	1.46	0.012	0.052	0.11	0.007	0.0011	0.0013

Claims

1.一种汽车用非调质钢的低成本制造方法，通过电炉冶炼、LF精炼、连铸、棒材轧制完成；其特征在于，具体步骤及参数如下：

1)缩短冶炼周期：

①对电炉进行适应性改造：去掉原电极，增加3个炉壁氧枪，改造后耗氧量＞40m³/吨钢水；

②铁水装料制度为全铁水冶炼，铁水装入量：90％～100％；

2)电炉冶炼和LF精炼中降低钢水中氧活度：

①电炉冶炼完成时，控制钢水终点碳含量在0.10～0.30wt％之间，并利用电炉偏心炉底出钢方式，消除出钢下渣，控制钢水中氧活度0.010～0.020％；

②出钢时采用铝脱氧，降低用铝量至0.35～0.70千克/吨钢水；

③在LF精炼处理时，经过电极再次升温，发生脱氧反应，钢水中氧活度控制在0.0003～0.0005％；

3)减少钙处理用钙量：在LF精炼处理末期氩气软吹过程中，向钢水中加入钙线，用钙量为0.04～0.08千克/吨钢水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，降低非调钢中氧含量至小于0.0020wt％。