CN110284046B

CN110284046B - 一种汽车用低密度钢的制备工艺

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Publication number: CN110284046B
Application number: CN201910521147.8A
Authority: CN
Inventors: 邵肖静; 季晨曦; 李海波; 陈斌; 邓小旋; 姜英花; 尹娜; 刘柏松; 张宏艳
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Corp
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-11-13
Anticipated expiration: 2039-06-17
Also published as: CN110284046A

Abstract

本发明涉及一种汽车用低密度钢的制备工艺，包括如下步骤：对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；将所述脱硫铁水依次加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼，获得脱磷碳钢水：对所述脱磷碳钢水进行第一次加铝后，进行转炉出钢，所述出钢过程中，加入缓释脱氧剂后，进行第二次加铝，获得脱磷碳氧钢水；对所述脱磷碳氧钢水进行RH精炼，并调整钢化学成分后，进行循环纯脱气，获得汽车用低密度钢；所述钢化学成分的重量百分比为：C≤0.6％，Si≤0.3％，Mn：1‑1.5％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al：1.8‑4％，N≤0.002％。

Description

一种汽车用低密度钢的制备工艺

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种汽车用低密度钢的制备工艺。

背景技术

低密度钢在先进高强钢的基础上增加了AI，不仅具有高的强度和延伸率，可降低钢的密度，同时增加钢本身的耐蚀性能，迎合了钢铁材料作为汽车材料的未来发展需求，使得含铝低密度钢成为当前国际上新型钢铁材料的研发新热点之一。

对于低密度钢而言，钢中的铝含量≥1.3％，铝含量较高，如何将铝安全高效的加入钢中，成为低密度钢冶炼的技术难题。此外，低密度钢作为汽车用钢要求钢材具有高的洁净度。然而，当钢液中的铝含量超过1％后，随着铝含量的增加，钢液中全氧含量不降反升，全氧含量升高势必造成钢水洁净度降低，此外，铝含量的升高还会生成大量的AIN，这必然会导致夹杂物，特别是T.O数量的增多，进一步降低钢水洁净度，恶化钢板质量。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的汽车用低密度钢的制备工艺。

本发明实施例提供一种汽车用低密度钢的制备工艺，包括如下步骤：

对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；

将所述脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼，获得脱磷碳钢水；

对所述脱磷碳钢水进行第一次加铝后，进行转炉出钢，所述出钢过程中，加入缓释脱氧剂后，进行第二次加铝，获得脱磷碳氧钢水；

对所述脱磷碳氧钢水进行RH精炼，并调整钢化学成分后，进行循环纯脱气，获得汽车用低密度钢；所述钢化学成分的重量百分比为：C≤0.6％，Si≤0.3％，Mn：1-1.5％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al：1.8-4％，N≤0.002％。

进一步的，所述脱硫铁水的目标S质量百分含量≤0.001％，扒渣率≥95％。

进一步的，所述脱磷转炉终点目标P的质量百分含量≤0.035％，所述脱碳转炉终点目标C的质量百分含量≤0.06％，所述双联冶炼终点温度为1670-1690℃。

进一步的，所述铝总质量为6835-15189kg，其中，所述第一次加铝质量为2278-5063kg，所述第二次加铝质量为3417.5-7594kg。

进一步的，所述转炉出钢采用前后挡渣出钢，其中，目标渣层厚度≤50mm。

进一步的，所述缓释脱氧剂中铝金属的质量百分含量为40-50％。

进一步的，所述RH精炼过程中，真空处理压强为≤100Pa，真空处理时间≥12min。

进一步的，所述钢化学成分调整过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn，铝粒调Al，Si-Fe调Si。

进一步的，所述循环纯脱气时间≥8min。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明依次对铁水进行脱硫、脱磷、脱碳、脱氧处理，降低钢水中S、P、C和O的含量，使钢液有较高的洁净度，保证低密度钢良好的性能，脱氧过程中，对钢水进行第一次加铝后，再进行转炉出钢，所述出钢过程中，加入缓释脱氧剂后，进行第二次加铝，高的铝含量为了保证加铝的安全性，防止发生喷溅采取了分批加入方式，本发明的汽车用低密度钢的化学成分的重量百分比为：C≤0.6％，Si≤0.3％，Mn：1-1.5％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al：1.8-4％，N≤0.002％，该成分体系保证了低密度钢良好的力学性能。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请提供一种汽车用低密度钢的制备工艺，包括如下步骤：

对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；

本申请中，所述脱硫铁水的目标S质量百分含量≤0.001％，扒渣率≥95％。

本申请中，所述脱磷转炉终点目标P的质量百分含量≤0.035％，所述脱碳转炉终点目标C的质量百分含量≤0.06％，所述双联冶炼终点温度为1670-1690℃。

本申请中，所述铝总质量为6835-15189kg，其中，所述第一次加铝质量为2278-5063kg，所述第二次加铝质量为3417.5-7594kg。

本申请中，所述转炉出钢采用前后挡渣出钢，其中，目标渣层厚度≤50mm。

本申请中，所述缓释脱氧剂中铝金属的质量百分含量为40-50％。

本申请中，所述RH精炼过程中，真空处理压强为≤100Pa，真空处理时间≥12min。

本申请中，所述钢化学成分调整过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn，铝粒调Al，Si-Fe调Si。

本申请中，所述循环纯脱气时间≥8min。

下面将结合具体实施例对本申请的汽车用低密度钢冶炼方法进行详细说明。

实施例1

对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；

对所述脱磷碳钢水进行第一次加铝后，进行转炉出钢，所述出钢过程中，加入缓释脱氧剂后，进行第二次加铝，获得脱磷碳氧钢水：

对所述脱磷碳氧钢水进行RH精炼，并调整钢化学成分后，进行循环纯脱气，获得汽车用低密度钢；所述钢化学成分的重量百分比为：Mn：1％，Al：1.8％，C：0.6％，Si：0.3％，P：0.02％，S：0.005％。

其中，所述脱硫铁水的目标S质量百分含量为0.0015％，扒渣率为95％。

其中，所述脱磷转炉终点目标P的质量百分含量为0.015，所述脱碳转炉终点目标C的质量百分含量为0.06％，所述双联冶炼终点温度为1670℃。

其中，出钢前加铝量为1450kg，第二次加铝质量为1778kg。

其中，所述转炉出钢采用前后挡渣出钢，其中，目标渣层厚度为50mm。

其中，所述缓释脱氧剂中铝金属的质量百分含量为40％。

其中，所述RH精炼过程中，真空处理压强为80Pa，真空处理时间为20min。RH铝加入量1500kg。

其中，所述钢化学成分调整过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn，铝粒调Al，Si-Fe调Si。

其中，所述循环纯脱气时间为8min。

实施例2

对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；

对所述脱磷碳氧钢水进行RH精炼，并调整钢化学成分后，进行循环纯脱气，获得汽车用低密度钢；所述钢化学成分的重量百分比为：C：0.6％，Si：0.3％，Mn：1.5％，P：0.020％，S：0.003％，AI：4％，N：0.002％。

其中，所述脱硫铁水的目标S质量百分含量为0.001％，扒渣率为99％。

其中，所述脱磷转炉终点目标P的质量百分含量为0.035％，所述脱碳转炉终点目标C的质量百分含量为0.06％，所述双联冶炼终点温度为1690℃。

其中，第一次加铝质量为4563kg，第二次加铝质量为6094kg。

其中，所述缓释脱氧剂中铝金属的质量百分含量为50％。

其中，所述RH精炼过程中，真空处理压强为70Pa，真空处理时间为25min。

其中，所述钢化学成分调整过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn，铝粒调Al加入量为2000kg，Si-Fe调Si。

其中，所述循环纯脱气时间为10min。

对比例1

采用常规精炼双联工艺生产汽车用低密度钢的制备工艺，包括如下步骤：

对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；

对所述脱磷碳钢水进行出钢操作，所述出钢过程中加入缓释脱氧剂；

对所述脱磷碳氧钢水进行LF炉精炼，并调整钢液化学成分；所述钢化学成分的重量百分比为：C：0.6％，Si：0.3％，Mn：1.5％，P：0.020％，S：0.005％，AI：3.4％。

对所述脱磷碳氧钢水进行RH精炼，进行循环纯脱气，获得汽车用低密度钢；所述钢化学成分的重量百分比为：C：0.6％，Si：0.3％，Mn：1.5％，P：0.020％，S：0.005％，Al：4％，N：0.002％。

其中，所述缓释脱氧剂中铝金属的质量百分含量为50％。

其中，LF炉化学成分调整过程中，采用高碳Mn-Fe调Mn，铝粒调Al加入量为10657kg，Si-Fe调Si。

其中，所述RH精炼过程中，真空处理压强为70Pa，真空处理时间为25min。铝粒调Al加入量为2000kg。

测量实施例1-3和对比例1制得的汽车用低密度钢精炼精炼时长如表1所示、连铸坯夹杂物评级如表2所示。

表1精炼时间

	精炼时间，min
		实施例1	40
实施例2	50
		对比例1	110

表2夹杂物评级

	A类	B类	C类	D类
					实施例1	1.5	1.5	0	0.5
实施例2	1.0	1.5	0	0.5
					对比例1	1.5	2.5	0	1

与现有技术相比，本申请的汽车用低密度钢的制备工艺具有以下特点：

使用本申请工艺可以保证安全生产条件下铝的合理加入，在保证成分合格的条件下，冶炼周期缩短、夹杂物评级≤2.0级并且夹杂物成分和形态控制更加合理。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

对铁水进行脱硫预处理，获得脱硫铁水；

对所述脱磷碳氧钢水进行RH精炼，调整钢化学成分后，进行循环纯脱气，获得汽车用低密度钢；所述钢化学成分的重量百分比为：C≤0.6％，Si≤0.3％，Mn：1-1.5％，P≤0.010％，S≤0.010％，Al：1.3-4％，N≤0.0025％。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述脱硫铁水的目标S质量百分含量≤0.001％，扒渣率≥95％。

3.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述脱磷转炉终点目标P的质量百分含量≤0.035％，所述脱碳转炉终点目标C的质量百分含量≤0.06％，所述双联冶炼终点温度为1670-1690℃。

4.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述铝总质量为6835-15189kg，其中，所述第一次加铝质量为2278-5063kg，所述第二次加铝质量为3417.5-7594kg。

5.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述转炉出钢采用前后挡渣出钢，其中，目标渣层厚度≤50mm。

6.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述缓释脱氧剂中铝金属的质量百分含量为40-50％。

7.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述RH精炼过程中，真空处理压强为≤100Pa，真空处理时间≥12min。

8.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述钢化学成分调整过程中，采用微碳Mn-Fe调Mn，铝粒调Al，Si-Fe调Si。

9.根据权利要求1所述的一种汽车用低密度钢的制备工艺，其特征在于，所述循环纯脱气时间≥8min。