CN105803310A - 一种冷轧薄壁管用热轧钢带及其冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种冷轧薄壁管用热轧钢带及其冶炼方法。按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为：C 0.04～0.07％、Si 0.06～0.10％、Mn 0.2～0.25％、P 0～0.025％、S 0～0.025％、V 0.01～0.015％、Ti 0～0.005％、Cr 0～0.03％、Ni 0～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。与普碳钢相比，该钢带含有V、Ti、Cr、Ni微合金元素，可明显提高钢的力学性能；本发明提供的该钢带的冶炼方法，采用的钢水脱氧合金化工艺，减少了金属脱氧材料的消耗，降低冶炼成本。

Description

一种冷轧薄壁管用热轧钢带及其冶炼方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种冷轧薄壁管用热轧钢带及其冶炼方法。
背景技术
普碳钢是我国钢铁工业主要的钢种，在国民经济发展中发挥着重要的作用。据统计，普碳钢钢板在板材中的比例在70％以上。
国标GB/T700-2006标准要求中Q235B钢按重量百分比计包含不大于0.12％的C、不大于0.35％的Si、不大于1.4％的Mn、不大于0.04％的P和S；其中规定要求的力学性能中屈服强度不小于235MPa、抗拉强度要求在370～500MPa、断后伸长率不小于26％。
近期的研究表明，钢中残存有微量的Nb、V、Ti、Cr、Ni、Cu等微合金元素对提高钢材的力学性能效果非常显著。在此基础上，可以利用这样的原料钢水普遍降低Mn含量，用以生产高效低成本的普通碳素钢来满足用户需要。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种冷轧薄壁管用热轧钢带，按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为C0.04～0.07％、Si0.06～0.10％、Mn0.2～0.25％、P0～0.025％、S0～0.025％、V0.01～0.015％、Ti0～0.005％、Cr0～0.03％、Ni0～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选的，上述冷轧薄壁管用热轧钢带，按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为C0.05～0.06％、Si0.07～0.09％、Mn0.22～0.24％、P0～0.020％、S0～0.020％、V0.012～0.014％，Ti0.002～0.005％，Cr0.02～0.03％，Ni0.02～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，冶炼的工艺流程为转炉炼钢-小平台炉外处理-连铸，所述转炉炼钢阶段，采用的钢水脱氧合金化工艺为：当转炉冶炼钢水终点的碳含量≤0.03％时，加入0.10～0.15kg/t钢碳粉进行预脱氧；当钢水铺满钢包罐底部时，加入增碳剂脱氧；当出钢重量占总重量的1/3～1/2时，再依次加入增碳剂、硅锰合金和硅铁合金；所述钢水的成分以重量百分比计含有V0.01～0.015％、Ti0～0.005％、Cr0～0.03％、Ni0～0.03％。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述硅锰合金的用量为3.2～3.4kg/t钢，所述硅铁合金的用量为1.3～1.6kg/t钢，所述增碳剂的累计用量为0.2～0.6kg/t钢。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述硅锰合金的成分以重量百分比计为Mn60.0～67.0％，Si14.0～17.0％，C0～2.5％，P0～0.2％，S0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述硅铁合金的成分以重量百分比计为Si74.0～80.0％，Al0～2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述小平台炉外处理阶段，全程吹氩，通过喂铝线的方式控制钢水的酸溶铝Als含量为0.015％～0.025％，氧含量≤0.0040％。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述铝线用量为1.8～2.2m/t钢。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，在小平台炉外处理阶段，出钢结束时，加入1.50kg/t钢活性石灰；所述活性石灰中主要成分CaO≥90％，其余主要为CaCO3。
本发明的有益效果：
本发明方法中采用低成本的钢水脱氧合金化工艺，使用碳粉先进行预脱氧，减少了金属脱氧材料的使用量，也避免了金属脱氧产物对钢水的污染；钢水中的V、Ti、Cr、Ni微合金能够减少冶炼过程中Mn、Si的加入量，从而达到降低冶炼成本的目的。由该方法得到的冷轧薄壁管用热轧钢带能够完全满足国标GB/T700-2006标准要求中Q235B的力学性能。
具体实施方式
本发明提供一种冷轧薄壁管用热轧钢带，按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为C0.04～0.07％、Si0.06～0.10％、Mn0.2～0.25％、P0～0.025％、S0～0.025％、V0.01～0.015％、Ti0～0.005％、Cr0～0.03％、Ni0～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
优选的，上述冷轧薄壁管用热轧钢带，按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为C0.05～0.06％、Si0.07～0.09％、Mn0.22～0.24％、P0～0.020％、S0～0.020％、V0.012～0.014％，Ti0.002～0.005％，Cr0.02～0.03％，Ni0.02～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供了上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，冶炼的工艺流程为转炉炼钢-小平台炉外处理-连铸，所述转炉炼钢阶段，采用的钢水脱氧合金化工艺为：当转炉冶炼钢水终点的碳含量≤0.03％时，加入0.10～0.15kg/t钢碳粉进行预脱氧；当钢水铺满钢包罐底部时，加入增碳剂脱氧；当出钢重量占总重量的1/3～1/2时，再依次加入增碳剂、硅锰合金和硅铁合金；所述钢水的成分以重量百分比计含有V0.01～0.015％、Ti0～0.005％、Cr0～0.03％、Ni0～0.03％。
其中，本发明钢水中提供的V、Ti、Cr、Ni微合金，能够在冶炼过程中节约Si、Mn的用量，在保证成品钢强度达到要求的前提下，节约了炼钢的成本。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法中，本发明采用碳粉这种非金属脱氧材料进行脱氧，能够显著降低金属脱氧材料的用量，碳粉的脱氧效率和纯铝的脱氧效率可以按1︰1换算，通过推广使用转炉碳脱氧工艺，相对于原来生产热轧钢带的冶炼工艺，既减少了金属脱氧材料的用量，又减少了金属脱氧产物对钢水的污染。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法中，所述增碳剂为本领域常用增碳剂，如石墨粉、焦炭等，优选为石墨粉。第一次加入增碳剂是为了脱氧，第二次加入增碳剂是为了增碳，保证钢中的碳含量在合适范围内。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述增碳剂的累计用量为0.2～0.6kg/t钢，所述硅锰合金的加入量为3.2～3.4kg/t钢，所述硅铁合金的加入量为1.3～1.6kg/t钢。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述硅锰合金的成分以重量百分比计为Mn60.0～67.0％，Si14.0～17.0％，C0～2.5％，P0～0.2％，S0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述硅铁合金的成分以重量百分比计为Si74.0～80.0％，Al0～2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述小平台炉外处理阶段，全程吹氩，通过喂铝线的方式控制钢水的酸溶铝Als含量为0.015％～0.025％，氧含量≤0.0040％。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，所述铝线用量为1.8～2.2m/t钢。
通常情况下，A1是钢中比较重要的合金元素。A1的作用首先体现为用于钢水的终脱氧，可使钢水平衡氧处在较低水平，避免高氧钢的出现，提高钢的成材率。在小平台炉外处理阶段，通过喂铝线的方式调整控制钢水的酸溶铝Als含量为0.015％～0.025％，通过铝的加入量控制使得钢水的氧含量在0.0040％以下。
其中，上述冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，在小平台炉外处理阶段，出钢结束时，加入1.50kg/t钢活性石灰；所述活性石灰中主要成分CaO≥90％，其余主要为CaCO3。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
下述实施例中所用硅锰合金的成分以重量百分比计为Mn65.0％，Si14.0％，C2.5％，P0.2％，S0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质；所用硅铁合金的成分以重量百分比计为Si75.0％，Al2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质；所用增碳剂为石墨粉。
实施例1
130t转炉炼钢，出钢量133t。冶炼钢水终点碳含量为0.025％，出钢过程，先加入0.125kg/t钢碳粉进行预脱氧，在钢水铺满钢包罐底部加入增碳剂，要待钢包内碳—氧反应趋于平静后(约出钢1/3～1/2)，再按照顺序加入SiMn、SiFe合金、增碳剂，其中增碳剂累计用量为0.20kg/t钢，其中硅锰加入量3.3kg/t钢，硅铁加入量为1.5kg/t钢。出钢过程全程吹氩，出钢结束加入1.50kg/t钢活性石灰，出钢结束小平台喂铝线2.0m/t钢，小平台出站控制氧活度0.0020％，钢中Als含量为0.015％。经连铸，所得最终成材后钢成分：C：0.05％、Si：0.08％、Mn：0.22％、P：0.016％、S：0.014％、V：0.012％，Ti：0.003％，Cr：0.015％，Ni：0.015％、其余为Fe和不可避免的杂质。
性能测试采用国标GBT228.1-2010规定的方法对钢带进行测试，测试结果为：屈服强度340MPa，抗拉强度400MPa，延伸率43％。所生产的冷轧薄壁管用热轧钢带完全满足国标及用户使用要求。
实施例2
130t转炉炼钢，出钢量132t。冶炼钢水终点碳含量为0.024％，出钢过程，先加入0.15kg/t钢碳粉进行预脱氧，在钢水铺满钢包罐底部时加入增碳剂，要待钢包内碳－氧反应趋于平静后(约出钢1/3～1/2)，再按照顺序加入SiMn、SiFe合金、增碳剂，其中增碳剂累计用量为0.30kg/t钢，硅锰加入3.2kg/t钢，硅铁加入量为1.3kg/t钢。出钢过程全程吹氩，出钢结束加入1.50kg/t钢活性石灰，出钢结束小平台喂铝线1.8m/t钢，小平台出站控制氧活度0.0025％，钢中Als含量为0.012％。经连铸，最终成材后钢成分：C：0.04％、Si：0.06％、Mn：0.20％、P：0.012％、S：0.011％、V：0.010％，Ti：0.001％，Cr：0.010％，Ni：0.010％、其余为Fe和不可避免的杂质。
性能测试采用国标GBT228.1-2010规定的方法对钢带进行测试，测试结果为：屈服强度330MPa，抗拉强度390MPa，延伸率40％。所生产的冷轧薄壁管用热轧钢带完全满足国标及用户使用要求。
实施例3
130t转炉炼钢，出钢量133t。冶炼钢水终点碳含量为0.030％，出钢过程，先加入0.15kg/t钢碳粉进行预脱氧，在钢水铺满钢包罐底部时，加入增碳剂；要待钢包内碳－氧反应趋于平静后(约出钢1/3～1/2)，再按照顺序加入SiMn、SiFe合金、增碳剂，其中增碳剂累计用量为0.6kg/t钢，其中硅锰加入3.4kg/t钢，硅铁加入量为1.6kg/t钢。出钢过程全程吹氩，出钢结束加入1.50kg/t钢活性石灰，出钢结束小平台喂铝线2.2m/t钢，小平台出站控制氧活度0.0015％，钢中Als含量为0.025％。经连铸，所得最终成材后钢成分：C：0.07％、Si：0.09％、Mn：0.25％、P：0.025％、S：0.027％、V：0.015％，Ti：0.004％，Cr：0.03％，Ni：0.025％、其余为Fe和不可避免的杂质。
性能测试采用国标GBT228.1-2010规定的方法对钢带进行测试，测试结果为：屈服强度350MPa，抗拉强度430MPa，延伸率44％。所生产的冷轧薄壁管用热轧钢带完全满足国标及用户使用要求。

Claims (9)

1.一种冷轧薄壁管用热轧钢带，其特征在于，按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为C0.04～0.07％、Si0.06～0.10％、Mn0.2～0.25％、P0～0.025％、S0～0.025％、V0.01～0.015％、Ti0～0.005％、Cr0～0.03％、Ni0～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的冷轧薄壁管用热轧钢带，其特征在于，按重量百分比计，该热轧钢带的化学成分为C0.05～0.06％、Si0.07～0.09％、Mn0.22～0.24％、P0～0.020％、S0～0.020％、V0.012～0.014％，Ti0.002～0.005％，Cr0.02～0.03％，Ni0.02～0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.权利要求1或2所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，冶炼的工艺流程为转炉炼钢-小平台炉外处理-连铸，其特征在于，所述转炉炼钢阶段，采用的钢水脱氧合金化工艺为：当转炉冶炼钢水终点的碳含量≤0.03％时，加入0.10～0.15kg/t钢碳粉进行预脱氧；当钢水铺满钢包罐底部时，加入增碳剂脱氧；当出钢重量占总重量的1/3～1/2时，再依次加入增碳剂、硅锰合金和硅铁合金；所述钢水的成分以重量百分比计含有V0.01～0.015％、Ti0～0.005％、Cr0～0.03％、Ni0～0.03％。
4.根据权利要求3所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，其特征在于，所述硅锰合金的用量为3.2～3.4kg/t钢，所述硅铁合金的用量为1.3～1.6kg/t钢，所述增碳剂的累计用量为0.2～0.6kg/t钢。
5.根据权利要求4所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，其特征在于，所述硅锰合金的成分以重量百分比计为Mn60.0～67.0％，Si14.0～17.0％，C0～2.5％，P0～0.2％，S0～0.2％，其余为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求4所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，其特征在于，所述硅铁合金的成分以重量百分比计为Si74.0～80.0％，Al0～2.0％，其余为Fe和不可避免的杂质。
7.根据权利要求3所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，其特征在于，所述小平台炉外处理阶段，全程吹氩，通过喂铝线的方式控制钢水的酸溶铝Als含量为0.015％～0.025％，氧含量≤0.0040％。
8.根据权利要求7所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，其特征在于，所述小平台炉外处理阶段，喂铝线1.8～2.2m/t钢。
9.根据权利要求3所述的冷轧薄壁管用热轧钢带的冶炼方法，其特征在于，所述小平台炉外处理阶段，出钢结束时，加入1.50kg/t钢活性石灰；所述活性石灰中主要成分CaO≥90％，其余主要为CaCO3。
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