CN109868415B - 一种低硫低硼管线钢的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

一种低硫低硼管线钢的冶炼方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.04～0.07，Si=0.15～0.25，Mn=1.45～1.75，P≤0.015，S≤0.0015，Nb=0.030～0.060，Ti=0.010～0.025，Ni=0.10～0.25，Mo=0.05～0.15，Cr≤0.25，B≤0.0005，Al=0.020～0.050；冶炼工艺为“转炉‑LF炉‑VD/RH炉‑CC”。通过控制转炉出钢的碳含量来使钢中的B与氧充分结合成氧化硼进入到炉渣中，降低钢液中B；钢包炉处理前期不加入铝粒，喂入铝线，增大底吹氩气的流量，改善脱硫的动力学条件，降低钢液中硫含量，降低炉渣中氧化硼被还原进入钢液中的量。本发明可将硫含量保持在0.0015%以下的情况下，控制钢中硼含量在0.0005%以下。

Description

一种低硫低硼管线钢的冶炼方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种低硫低硼管线钢的冶炼方法。

背景技术

硼被誉为钢材的“维生素”，作为微量合金化元素，硼在钢中的主要作用是增加钢的淬透性，微量的硼即可大幅度提高钢的淬透性。硼作为表面活性元素，吸附在奥氏体晶界上，延缓γ→a的转变，其在奥氏体晶界的偏聚阻碍了铁素体的形核，从而提高了淬透性。硼在钢中的溶解度虽然很低，作用机制却十分复杂。硼与钢中的氮、氧有很强的亲和力，极易于与它们反应形成各种类型的夹杂物。

硼虽然在提高钢的淬透性方面有很强的作用，然而含硼钢容易在铸坯上产生裂纹，因为硼在凝固过程中会发生偏析，降低钢的零塑性温度（ZDT），使钢的脆性区间变宽，裂纹敏感性增加。另外，BN在原始奥氏体晶界的析出，钉扎晶界导致了晶界脆化，从而使铸坯塑性降低，增加形成裂纹的几率。对于含Mn的钢，当钢中B含量较高时，钢中会出现含硼化铁的脆性共晶组织,使锰钢受力时沿晶界破坏，从而使钢的冲击韧性降低,韧脆转变温度升高。因此，对于含Mn的管线钢来说，降低钢中硼含量到0.0005%以下，有利于改善钢的裂纹和冲击韧性。但是由于硼的氧化物很容易被还原，造成钢中硼含量超标，同时由于管线钢要求很低的硫含量，而脱硫需要还原性的条件，这就增加了氧化硼被还原的量，使降低钢中硼含量变得困难。本发明在不使用萤石的条件下，通过控制转炉出钢碳含量，钢中全铝含量，改变脱氧剂的加入时机等方法来降低钢中的硼含量，使管线钢在保持低的硫含量的同时控制钢中硼含量在0.0005%以下。

发明内容

本发明旨在提供一种低硫低硼管线钢的冶炼方法，改善脱硫的动力学条件，降低钢液中硫含量，降低炉渣中氧化硼被还原进入钢液中的量，将硫含量保持在0.0015%以下的情况下，控制钢中硼含量在0.0005%以下。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种低硫低硼管线钢的冶炼方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.04～0.07，Si=0.15～0.25，Mn=1.45～1.75，P≤0.015，S≤0.0015，Nb=0.030～0.060，Ti=0.010～0.025，Ni=0.10～0.25，Mo=0.05～0.15，Cr≤0.25，B≤0.0005，Al=0.020～0.050；冶炼工艺步骤包括：

a) 转炉：出钢碳含量控制在0.03～0.05；出钢过程不加入铝铁，炉后喂入铝线，将钢中全铝含量控制在0.02～0.03；采用金属锰进行合金化。

b）LF炉：冶炼过程预熔渣使用量为≤2kg/t钢；LF炉送电造渣前期采用喂铝线和大氩气400~600L/min搅拌脱硫；当钢液中硫含量低于0.004时加入铝粒并大氩气搅拌进行快速脱硫；LF出站时控制钢液中S≤0.0015；LF在站时间按≥60min；出站前喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢。

c) VD/RH炉：真空保持时间≥15min，破真空后喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢，破真空后软吹时间须≥12min；钢液锰含量的合金化全部使用金属锰。

d) 连铸：采用保护浇注，长水口氩气10~50L/min保护，采用无碳覆盖剂和碳化稻壳覆盖中包钢水，侵入式水口采用整体式水口。

本发明的有益效果：通过控制转炉出钢的碳含量来使钢中的B与氧充分结合成氧化硼进入到炉渣中，降低钢液中B。出钢合金化采用金属锰，降低合金中的硼含量。钢包炉处理前期不加入铝粒，喂入铝线，增大底吹氩气的流量，改善脱硫的动力学条件，降低钢液中硫含量，降低炉渣中氧化硼被还原进入钢液中的量。本发明可将硫含量保持在0.0015%以下的情况下，控制钢中硼含量在0.0005%以下。

附图说明

图1为实施例1冶炼50炉X65钢中的S含量。

图2为实施例1冶炼50炉X65钢中的B含量。

图3为实施例2冶炼50炉X80钢中的S含量。

图4为实施例2冶炼50炉X80钢中的B含量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

冶炼50炉硫含量≤0.0015%硼含量≤0.0005%的X65管线钢，钢的化学组成如表1所示。冶炼工艺为“转炉-LF炉-VD/RH炉-CC”，具体步骤如下：

a) 转炉：冶炼原料为铁水和废钢，铁水废钢比为7：2，入炉原料需保持清洁干燥。转炉出钢碳含量控制在0.03～0.05；出钢过程不加入铝铁，炉后喂入铝线，将钢中全铝含量控制在0.02～0.03；出钢过程中采用金属锰进行合金化。出钢过程控制下渣量＜30mm。

b) LF炉：LF炉冶炼过程预熔渣使用量≤2kg/t钢，过程根据渣子稀稠和脱硫情况，适当加预熔渣。LF炉送电造渣前期不采用铝粒进行造渣脱硫，而利用喂铝线和大氩气搅拌脱硫；当钢液中硫含量低于0.004时，LF炉加入铝粒并大氩气搅拌进行快速脱硫；LF出站时控制钢液中S含量≤0.0015；LF在站时间按≥60min；出站前喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢。

c) VD/RH炉： VD/RH炉真空度＜67Pa，真空保持时间≥15min，破真空后喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢，破真空后软吹时间须≥12min；软吹氩时严禁裸露钢水和大氩气量搅拌降温，吹氩后控制钢液温度为1543～1563℃。

d) 连铸：连铸全过程保护浇注，防止钢液吸气。结晶器液面波动≤±3mm。中包过热度控制在10～20℃。

按照以上工艺要求和操作要点，50炉钢的成分全部符合要求，每炉钢的硫含量和硼含量分别如图1和图2所示。

实施例2

冶炼50炉硫含量≤0.0015%硼含量≤0.0005%的X80管线钢，钢的化学组成如表1所示。冶炼工艺为“转炉-LF炉-VD/RH炉-CC”，具体步骤如下：

a) 转炉：冶炼原料为铁水和废钢，铁水废钢比为7:2，入炉原料需保持清洁干燥。转炉出钢碳含量控制在0.025～0.04；出钢过程不加入铝铁，炉后喂入铝线，将钢中全铝含量控制在0.02～0.03；出钢过程中采用金属锰进行合金化。出钢过程控制下渣量＜30mm。

b) LF炉：LF炉冶炼过程预熔渣使用量≤2kg/t钢，过程根据渣子稀稠和脱硫情况，适当加预熔渣。LF炉送电造渣前期不采用铝粒进行造渣脱硫，而利用喂铝线和大氩气搅拌脱硫；当钢液中硫含量低于0.004时，LF炉加入铝粒并大氩气搅拌进行快速脱硫；LF出站时控制钢液中S含量≤0.0015；LF在站时间按≥70min；出站前喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢。

c) VD/RH炉： VD/RH炉真空度＜67Pa，真空保持时间≥15min，破真空后喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢，破真空后软吹时间须≥12min；软吹氩时严禁裸露钢水和大氩气量搅拌降温，吹氩后控制钢液温度为1545～1565℃。

d) 连铸：连铸全过程保护浇注，防止钢液吸气。结晶器液面波动≤±3mm。中包过热度控制在10～20℃。

按照以上工艺要求和操作要点，50炉钢的成分全部符合要求，每炉钢的硫含量和硼含量分别如图3和图4所示。

表1 实施例化学成分（wt，%）

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Claims (1)

1.一种低硫低硼管线钢的冶炼方法，其特征在于：钢的化学组成重量百分比为C=0.04～0.07，Si=0.15～0.25，Mn=1.45～1.75，P≤0.015，S≤0.0015，Nb=0.030～0.060，Ti=0.010～0.025，Ni=0.10～0.25，Mo=0.05～0.15，Cr≤0.25，B≤0.0005，Al=0.020～0.050，余量为Fe以及不可避免的杂质；冶炼工艺步骤包括：

a) 转炉：出钢碳含量控制在0.03～0.05；出钢过程不加入铝铁，炉后喂入铝线，将钢中全铝含量控制在0.02～0.03；采用金属锰进行合金化；

b）LF炉：冶炼过程预熔渣使用量为≤2kg/t钢；LF炉送电造渣前期采用喂铝线和大氩气400~600L/min搅拌脱硫；当钢液中硫含量低于0.004时加入铝粒并大氩气搅拌进行快速脱硫；LF出站时控制钢液中S≤0.0015；LF在站时间按≥60min；出站前喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢；

c) VD/RH炉：真空保持时间≥15min，破真空后喂入纯钙线0.4～0.5kg/t钢，破真空后软吹时间须≥12min；钢液锰含量的合金化全部使用金属锰；

d) 连铸：采用保护浇注，长水口氩气10~50L/min保护，采用无碳覆盖剂和碳化稻壳覆盖中包钢水，侵入式水口采用整体式水口。

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