CN110055450B - 一种非调质钢的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非调质钢的冶炼方法，所述冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：（1）转炉冶炼过程全程底吹氮气，转炉高拉碳出钢；（2）LF精炼过程进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，LF结束钢水N含量为75‑90ppm；（3）VD真空处理，破空后钢水N含量50‑60ppm，破空后软吹时间≥30min，氩气流量≤25L/min；（4）连铸采用结晶器搅拌及末端搅拌，使用中高碳中包覆盖剂和中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷。本发明非调质钢的冶炼方法氮含量收得率稳定，非调质钢性能良好；不使用氰氨化钙(CaCN2)，环境污染小；氮化锰线喂入量少，生产成本低。

Description

一种非调质钢的冶炼方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种非调质钢的冶炼方法。
背景技术
20世纪70年代德国蒂森特钢公司成功开发出非调质钢，典型钢种为49MnVS3。非调质钢是在中碳钢中添加少量的微合金化元素（主要是V、Nb、Ti，以V为主），依靠细小的碳氮化物析出，强化铁素体-珠光体组织，从而达到传统的调质钢所要求的强度水平。
非调质钢切削加工性能好，同时取消了调整热处理，可简化材料加工的工艺流程，降低能耗、提高材料利用率。相比调质钢，非调质钢不需要较大量提高淬透性的Cr、Mo等贵重合金元素，可明显降低合金成本。V是非调质钢中的重要元素，与Nb、Ti等微合金化元素相比，V在奥氏体中的溶解度最大，在正常的锻造温度下(1200～1250℃)，钒的碳氮化物能够充分溶解，可获得最大的强化效果。大量研究表明，钢中增N可促进V的析出，提高沉淀强化作用，明显提高钢的强度，大量研究证明每增加10ppm的氮，可提高强度5～6MPa。
非调质钢中增N可起到如下作用：1.促进钒的析出，提高沉淀强化效果。钢中增氮提高了碳氮化钒的析出温度，并增加了其析出的驱动力，且明显减小析出相的颗粒尺寸。从热力学角度分析分析：随着氮含量的增加，析出相逐渐由V(CN)转变成以氮化物VN为主。氮化物VN稳定性更高，分布更细小弥散，析出强化效果更好。从动力学角度分析：N促进V(C，N)的快速析出，可保证不同冷却速度下产品性能基本一致。2.细化晶粒。增氮促进了碳氮化钒V(C，N)在奥氏体-铁素体相界面的析出，有效地阻止了铁素体晶粒长大。同时，由于VN或V(C，N)在奥氏体内的析出， 促进了晶内铁素体(IGF)的形成。3.提高TiN的稳定性。在V、Nb、Ti微合金化碳氮化物中，TiN最稳定，对控制奥氏体晶粒长大最为有效。当钢中氮含量达到一定水平时，可提高TiN颗粒钉扎奥氏体晶界的效果。钢中增氮减少了TiN颗粒在高温奥氏体中的溶解，提高了TiN颗粒的稳定性。4.钢中增氮可节约V用量20%～40%。
目前生产非调质钢增氮的方法存在弊端如下：1.钢中吹氮增氮法。此方法简便，但氮的收得率不稳定，易导致较大的性能波动。2.使用氰氨化钙(CaCN2) 增氮法。此方法生产成本较低，但氰氨化钙(CaCN2)有毒，加到钢中与钢水发生强烈反应，并产生大量有害烟气。此方法氮收得率较低（约10%～30%）且不稳定。3.仅LF过程使用氮化锰铁增氮法。此方法精炼过程氮收得率约50%～70%，但受真空保持影响较大，真空过程脱氮率较大，整体氮收得率较低（＜30%）且不稳定。4.真空后喂入氮化锰线增氮法。因非调质钢N含量较高，氮化锰线喂入量较大，且氮化锰线喂入时与钢水反应较剧烈。若控制不当，则极易导致钢水二次氧化严重，生成大量Al2O3，严重影响连铸过程钢水流动性及钢水纯净度。
综上所述，充分利用N元素来提高非调质钢性能，提高钢水中N元素的吸收得率，对降低生产成本具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种非调质钢的冶炼方法。本发明方法能够提高钢水中N元素收率，提高非调质钢性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种非调质钢的冶炼方法，所述冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为23-28Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C≥0.08%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2-3㎏/t钢、硅锰合金16-18㎏/t钢、硅铁1-3㎏/t钢、白灰5-6㎏/t钢、精炼渣4-5㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.5-0.7㎏/t钢；
（2）LF精炼：LF精炼到位冶炼25分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为3-5㎏/t钢，白渣保持时间≥25min，碳化硅用量4.5-5.5㎏/t钢、铝粒用量0.5-1.0㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O≤10ppm、S≤0.003%，LF精炼时间≥80min，LF结束钢水N含量为75-90ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度≤67Pa，真空保持时间8-10min，破空后钢水N含量50-60ppm；破空后喂入氮化锰线1.8-2.0㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间≥30min，氩气流量≤25L/min；
（4）连铸：拉速0.42-0.44m/min，比水量0.18-0.20L/kg，采用结晶器搅拌及末端搅拌，电搅电流100-150A、电搅频率2.0-8.0HZ，使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷。
本发明所述步骤（1）白灰为优质精炼白灰，其成分组成及性能指标为：CaO≥90%、MgO≤5.0%、SiO2≤2.0%、S≤0.030%、灼减≤4%、活性度≥320、粒度10-50mm≥90%。
本发明所述步骤（2）LF精炼到位钢水中Al含量为0.020-0.040%。
本发明所述步骤（3）氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn≥70%、N≥4%、C≤2%、粉重≥450g/m。
本发明所述步骤（4）中，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度≥600℃，连铸坯温度≤200℃开缓冷坑盖，连铸坯温度≤100℃出缓冷坑进行清理。
本发明所述步骤（4）中高碳中包覆盖剂：C：7-17%、SiO2：20-36%、CaO：24-40%，Al2O3≤10%、MgO≤8%、Fe2O3≤5%、F≤3%；中碳结晶器保护渣：C：8.5-16.5%、SiO2：29.5-30.5%、CaO：23.5-33.5%、Al2O3：7-15%、MgO≤7.0%、Fe2O3≤5.0%、F≤6.0%、Na2O+K2O：2.50-8.50%。
本发明所述冶炼方法生产的非调质钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.41-0.44%、Si：0.63-0.67%、Mn：1.48-1.52%、P≤0.015%、S≤0.005%、Cr：0.16-0.20%、Ni≤0.05%、Al：0.010-0.025%、V：0.11-0.12%、Cu≤0.02%、Nb：0.03-0.04%、Ti≥0.005%、N：0.014-0.016%、H≤1.5ppm、O≤10ppm，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述冶炼方法生产的非调质钢：抗拉强度≥870MPa、屈服强度≥550MPa、断后伸长率≥16%、断面收缩率≥36%、热轧硬度：280-310HBW。
本发明所述冶炼方法氮化锰线收得率≥85%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明转炉冶炼过程全程底吹氮气，转炉高拉碳出钢，在转炉出钢及精炼前期调整V、Cr、Mn等合金成份， V、Cr、Mn与氮形成化合物，降低N的活度，提高N的溶解度，可起到固氮的作用，加快钢水增氮速率，同时实现钢水良好的脱氧、脱硫效果。2、本发明VD真空处理控制较短的真空保持时间，可实现去氢保氮的冶金效果，可减少真空处理后氮化锰线喂入量，节约生产成本、降低连铸絮流风险，同时可保证钢水较低的H含量。3、本发明VD真空处理破空后采用较长的软吹时间，较小的氩气流量，可有效促进夹杂物上浮，保证连铸过程钢水流动性，及较高的钢水纯净度。4、本发明氮含量控制稳定，氮化锰线收得率≥85%，非调质钢性能良好；不使用氰氨化钙(CaCN2)，环境污染小；氮化锰线喂入量少，生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为25Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.10%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2.7㎏/t钢、硅锰合金17㎏/t钢、硅铁2.5㎏/t钢、白灰5.4㎏/t钢、精炼渣4.3㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.56㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：92%、MgO：4.7%、SiO2：1.6%、S：0.025%、灼减3.2%、活性度350、粒度10-50mm为93%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.027%，LF精炼前20分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为4.6㎏/t钢，白渣保持时间28min，碳化硅用量4.9㎏/t钢、铝粒用量0.7㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：8ppm、S：0.0024%，LF精炼时间87min，LF结束钢水N含量为77ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度65Pa，真空保持时间9min，破空后钢水N含量51ppm；破空后喂入氮化锰线1.85㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间35min，氩气流量22L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：72%、N：4.5%、C：1.2%、粉重470g/m。
（4）连铸：拉速0.42m/min，比水量0.18L/kg，结晶器搅拌电搅电流150A、电搅频率2.0HZ，末端搅拌电搅电流100A、电搅频率8.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度650℃，连铸坯温度185℃开缓冷坑盖，连铸坯温度67℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例2
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为27Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.09%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2.2㎏/t钢、硅锰合金16.5㎏/t钢、硅铁1.8㎏/t钢、白灰5.7㎏/t钢、精炼渣4.7㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.63㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：91%、MgO：4.2%、SiO2：1.9%、S：0.027%、灼减3.6%、活性度325、粒度10-50mm为92%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.031%，LF精炼前22分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为4.7㎏/t钢，白渣保持时间26min，碳化硅用量4.7㎏/t钢、铝粒用量0.6㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：9ppm、S：0.0027%，LF精炼时间82min，LF结束钢水N含量为83ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度62Pa，真空保持时间8.5min，破空后钢水N含量56ppm；破空后喂入氮化锰线1.95㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间33min，氩气流量24L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：75%、N：4.3%、C：1.7%、粉重490g/m。
（4）连铸：拉速0.42m/min，比水量0.19L/kg，结晶器搅拌电搅电流150A、电搅频率2.0HZ，末端搅拌电搅电流100A、电搅频率8.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度645℃，连铸坯温度179℃开缓冷坑盖，连铸坯温度73℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例3
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为24Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.085%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2.4㎏/t钢、硅锰合金17.5㎏/t钢、硅铁1.2㎏/t钢、白灰5.9㎏/t钢、精炼渣4.8㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.65㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：91.5%、MgO：4.4%、SiO2：1.5%、S：0.026%、灼减3.4%、活性度330、粒度10-50mm为90.6%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.035%，LF精炼前23分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为3.2㎏/t钢，白渣保持时间29min，碳化硅用量5.3㎏/t钢、铝粒用量0.9㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：7ppm、S：0.0029%，LF精炼时间81min，LF结束钢水N含量为88ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度63Pa，真空保持时间9.5min，破空后钢水N含量58ppm；破空后喂入氮化锰线1.87㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间31min，氩气流量23L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：71%、N：4.1%、C：1.5%、粉重460g/m。
（4）连铸：拉速0.42m/min，比水量0.19L/kg，结晶器搅拌电搅电流150A、电搅频率2.0HZ，末端搅拌电搅电流100A、电搅频率8.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度630℃，连铸坯温度167℃开缓冷坑盖，连铸坯温度71℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例4
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为26Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.095%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2.3㎏/t钢、硅锰合金16.8㎏/t钢、硅铁2.2㎏/t钢、白灰5.2㎏/t钢、精炼渣4.5㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.52㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：90.2%、MgO：4.9%、SiO2：1.7%、S：0.028%、灼减3.8%、活性度340、粒度10-50mm为91.5%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.022%，LF精炼前21分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为3.6㎏/t钢，白渣保持时间27min，碳化硅用量5.1㎏/t钢、铝粒用量0.8㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：8.5ppm、S：0.0025%，LF精炼时间85min，LF结束钢水N含量为79ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度64Pa，真空保持时间8min，破空后钢水N含量53ppm；破空后喂入氮化锰线1.82㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间34min，氩气流量21L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：73%、N：4.7%、C：1.3%、粉重480g/m。
（4）连铸：拉速0.43m/min，比水量0.19L/kg，结晶器搅拌电搅电流150A、电搅频率2.0HZ，末端搅拌电搅电流100A、电搅频率8.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度642℃，连铸坯温度182℃开缓冷坑盖，连铸坯温度62℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例5
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为25.8Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.087%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2.6㎏/t钢、硅锰合金17.3㎏/t钢、硅铁2.7㎏/t钢、白灰5.6㎏/t钢、精炼渣4.2㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.59㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：90.8%、MgO：4.5%、SiO2：1.3%、S：0.029%、灼减3.5%、活性度335、粒度10-50mm为92.3%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.025%，LF精炼前24分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为3.4㎏/t钢，白渣保持时间30min，碳化硅用量4.8㎏/t钢、铝粒用量0.77㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：9.5ppm、S：0.0026%，LF精炼时间83min，LF结束钢水N含量为85ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度61Pa，真空保持时间10min，破空后钢水N含量57ppm；破空后喂入氮化锰线1.96㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间32min，氩气流量20L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：72.2%、N：4.9%、C：1.8%、粉重465g/m。
（4）连铸：拉速0.43m/min，比水量0.18L/kg，结晶器搅拌电搅电流150A、电搅频率2.0HZ，末端搅拌电搅电流100A、电搅频率8.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度636℃，连铸坯温度172℃开缓冷坑盖，连铸坯温度64℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例6
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为27.2Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.092%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2.8㎏/t钢、硅锰合金17.7㎏/t钢、硅铁1.5㎏/t钢、白灰5.3㎏/t钢、精炼渣4.6㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.68㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：91.7%、MgO：4.6%、SiO2：1.8%、S：0.024%、灼减3.4%、活性度345、粒度10-50mm为92.7%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.037%，LF精炼前19分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为4.2㎏/t钢，白渣保持时间32min，碳化硅用量5.0㎏/t钢、铝粒用量0.73㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：6ppm、S：0.0028%，LF精炼时间86min，LF结束钢水N含量为81ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度66Pa，真空保持时间8.5min，破空后钢水N含量55ppm；破空后喂入氮化锰线1.90㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间36min，氩气流量23.5L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：73.6%、N：4.2%、C：1.4%、粉重475g/m。
（4）连铸：拉速0.42m/min，比水量0.19L/kg，结晶器搅拌电搅电流140A、电搅频率3.0HZ，末端搅拌电搅电流125A、电搅频率4.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度633℃，连铸坯温度200℃开缓冷坑盖，连铸坯温度64℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例7
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为23Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.082%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝3㎏/t钢、硅锰合金16㎏/t钢、硅铁3㎏/t钢、白灰5㎏/t钢、精炼渣5㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.50㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：92.5%、MgO：4.3%、SiO2：1.4%、S：0.022%、灼减3.7%、活性度360、粒度10-50mm为91.8%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.020%，LF精炼前18分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为5㎏/t钢，白渣保持时间28min，碳化硅用量4.5㎏/t钢、铝粒用量1.0㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：7.5ppm、S：0.0023%，LF精炼时间84min，LF结束钢水N含量为90ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度58Pa，真空保持时间10min，破空后钢水N含量50ppm；破空后喂入氮化锰线2.0㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间31min，氩气流量21.5L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：72.6%、N：4.7%、C：1.6%、粉重485g/m。
（4）连铸：拉速0.42m/min，比水量0.20L/kg，结晶器搅拌电搅电流130A、电搅频率5.0HZ，末端搅拌电搅电流110A、电搅频率6.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度600℃，连铸坯温度181℃开缓冷坑盖，连铸坯温度65℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
实施例8
本实施例非调质钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，其冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为28Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C：0.080%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2㎏/t钢、硅锰合金18㎏/t钢、硅铁1㎏/t钢、白灰6㎏/t钢、精炼渣4㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.70㎏/t钢；
白灰为优质精炼白灰，成分组成及性能指标为：CaO：90%、MgO：5%、SiO2：2%、S：0.030%、灼减4%、活性度320、粒度10-50mm为90%；
（2）LF精炼：LF精炼到位钢水Al含量为0.031%，LF精炼前25分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为3㎏/t钢，白渣保持时间25min，碳化硅用量5.5㎏/t钢、铝粒用量0.5㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O：10ppm、S：0.0030%，LF精炼时间80min，LF结束钢水N含量为75ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度67Pa，真空保持时间8min，破空后钢水N含量60ppm；破空后喂入氮化锰线1.80㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间30min，氩气流量25L/min；氮化锰线收得率见表1；
氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn：70%、N：4.0%、C：2%、粉重450g/m。
（4）连铸：拉速0.44m/min，比水量0.19L/kg，结晶器搅拌电搅电流100A、电搅频率8.0HZ，末端搅拌电搅电流120A、电搅频率2.0HZ，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度632℃，连铸坯温度182℃开缓冷坑盖，连铸坯温度100℃出缓冷坑进行清理。
本实施例非调质钢的性能指标见表2，连铸坯低倍情况见表3，轧材高倍夹杂物及晶粒度情况见表4，轧材低倍情况见表5，轧材探伤情况见表6。
表1 实施例1-8非调质钢化学成分组成及其含量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表1中成分余量为铁和不可避免的杂质。
表2 实施例1-8非调质钢性能指标
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 实施例1-8非调质钢连铸坯低倍情况
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表4 实施例1-8非调质钢轧材高倍夹杂物及晶粒度情况
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表5 实施例1-8非调质钢轧材低倍情况
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表6 实施例1-8非调质钢轧材探伤情况
Figure DEST_PATH_IMAGE012
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种非调质钢的冶炼方法，其特征在于，所述冶炼方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空处理、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程全程底吹氮气，氮气消耗量为23-28Nm3/t钢；转炉高拉碳出钢，出钢C≥0.08%，避免钢水过氧化，出钢过程依次加入钢芯铝2-3㎏/t钢、硅锰合金16-18㎏/t钢、硅铁1-3㎏/t钢、白灰5-6㎏/t钢、精炼渣4-5㎏/t钢，出钢过程严禁下渣，出钢后喂入铝线0.5-0.7㎏/t钢；
（2）LF精炼：LF精炼到位冶炼25分钟内，调整V、Cr、Mn成份至目标含量；LF精炼过程白灰用量为3-5㎏/t钢，白渣保持时间≥25min，碳化硅用量4.5-5.5㎏/t钢、铝粒用量0.5-1.0㎏/t钢，进行扩散脱氧，保证良好的脱氧、脱硫效果，钢中O≤10ppm、S≤0.003%，LF精炼时间≥80min，LF结束钢水N含量为75-90ppm；
（3）VD真空处理：VD真空度≤67Pa，真空保持时间8-10min，破空后钢水N含量50-60ppm；破空后喂入氮化锰线1.8-2.0㎏/t钢调整钢水N含量，破空喂线后软吹时间≥30min，氩气流量≤25L/min；
（4）连铸：拉速0.42-0.44m/min，比水量0.18-0.20L/kg，采用结晶器搅拌及末端搅拌，电搅电流100-150A、电搅频率2.0-8.0HZ，使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷；
所述冶炼方法生产的非调质钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.41-0.44%、Si：0.63-0.67%、Mn：1.48-1.52%、P≤0.015%、S≤0.005%、Cr：0.16-0.20%、Ni≤0.05%、Al：0.010-0.025%、V：0.11-0.12%、Cu≤0.02%、Nb：0.03-0.04%、Ti:0.005-0.009%、N：0.014-0.016%、H≤1.5ppm、O≤10ppm，其余为铁和不可避免的杂质；
所述冶炼方法生产的非调质钢：抗拉强度≥870MPa、屈服强度≥550MPa、断后伸长率≥16%、断面收缩率≥36%、热轧硬度：280-310HBW；
所述冶炼方法氮化锰线收得率≥85%。
2.根据权利要求1所述的一种非调质钢的冶炼方法，其特征在于，所述步骤（1）白灰为优质精炼白灰，其成分组成及性能指标为：CaO≥90%、MgO≤5.0%、SiO2≤2.0%、S≤0.030%、灼减≤4%、活性度≥320、粒度10-50mm≥90%。
3.根据权利要求1所述的一种非调质钢的冶炼方法，其特征在于，所述步骤（2）LF精炼到位钢水中Al含量为0.020-0.040%。
4.根据权利要求1所述的一种非调质钢的冶炼方法，其特征在于，所述步骤（3）氮化锰线成分组成及性能指标为：Mn≥70%、N≥4%、C≤2%、粉重≥450g/m。
5.根据权利要求1所述的一种非调质钢的冶炼方法，其特征在于，所述步骤（4）中，连铸使用中高碳中包覆盖剂、中碳结晶器保护渣，连铸坯下线缓冷，连铸坯入缓冷坑温度≥600℃，连铸坯温度≤200℃开缓冷坑盖，连铸坯温度≤100℃出缓冷坑进行清理。
6.根据权利要求5所述的一种非调质钢的冶炼方法，其特征在于，所述步骤（4）中高碳中包覆盖剂：C：7-17%、SiO2：20-36%、CaO：24-40%，Al2O3≤10%、MgO≤8%、Fe2O3≤5%、F≤3%；中碳结晶器保护渣：C：8.5-16.5%、SiO2：29.5-30.5%、CaO：23.5-33.5%、Al2O3：7-15%、MgO≤7.0%、Fe2O3≤5.0%、F≤6.0%、Na2O+K2O：2.50-8.50%。
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