CN111286677A - 一种超低硫低铝高氮钢及冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
一种超低硫低铝高氮钢,其组分及重量百分比含量为:C:0.17%~0.19%、Si=0.26%~0.40%、Mn:1.6%~1.7%、Alt:0.005%~0.020%、P≤0.010%、S≤0.0015%、Ni:0.28%~0.40%、V:0.15%~0.17%、N:0.0100~0.0150%;冶炼方法:KR脱硫;转炉冶炼;脱硫;RH真空处理;常规连铸成坯。同时,不添加含氮合金,避免了含氮合金含有杂质对钢水的二次污染,提高了钢水洁净度,提高了钢质。含氮合金属于单列的特殊合金,如果使用必须单独管理增加了一系列管理上的工作量,也不需要增加设备,只通过连续的三阶段控制RH真空度及真空时间来稳定控制氮含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力容器钢及冶炼方法,确切地属于一种超低硫低铝高氮钢及冶炼方法。
背景技术
低铝超低硫高氮低合金钢可应用于压力容器装置,一方面通过控制低合金钢中硫元素、铝元素,氮元素等含量,另一方面通过相关冶炼工艺控制氧化物夹杂粒子的尺寸、形状、分布等,从而达到改善钢板力学性能等目的。同时因为不添加成本高昂的含氮合金,可以低成本生产好的低铝超低硫高氮低合金钢。
上述控制因素缺一不可,这是因为S是钢中的有害元素,易与锰结合生成MnS夹杂物,降低钢的低温冲击韧性,S元素在钢中易于偏析和富集,降低钢的耐腐蚀性能,因此需要控制极低的S含量,控制S≤0.0015%。
控制钢中的Alt不宜过高,当Alt含量大于0.02%时,易生成脆性氧化铝夹杂,降低钢的抗冲击耐疲劳性,又会促进钢板氧化。因为工艺生产中,铝含量高引起浇注时易结瘤及铸坯表面易结疤、成品表面缺陷多。此外,在成品退火时再结晶过程之前高铝沿亚晶界或原晶界处析出AlN,AlN抑制效果过强,得不到成品退火再结晶所期望的织构。并且,当铝含量较高时,其还容易与中包熔解氧形成Al2O3等,这些有害夹杂物极大地降低了钢板的力学性能和焊接性能,使得焊接线能量低,且焊接区易断裂。Alt<0.005%时,钢水脱氧不充分,钢中含氧较高,浇铸过程中铸坯会形成大量气孔。所以控制Alt在0.005%~0.020%。
控制钢中的N元素在0.100%~0.150%,氮在钢中的主要作用是固溶强化和时效沉淀强化,形成稳定的奥氏体组织,可改善钢的宏观组织,使之致密坚实,并提高强度;氮与钢中Al、V、等合金元素化合成氮化物,可提高钢的强度、硬度、耐磨性和抗蚀性等。
经检索:
中国专利申请号为CN201310667982.5的文献,公开了《一种超低铝钢及其冶炼方法》,其抗拉强度在1290~1300MPa,屈服强度在945~950MPa,伸长率在15~15.5%,冲击功Aku在52~54J,其所述超低铝钢的化学成分,按质量百分比为:0.12%≤C≤0.18%,0.95%≤Si≤1.05%,1.15%≤Mn≤1.25%,0.02%≤Ti≤0.03%,0.10%≤Ni≤0.20%,0.20%≤Mo≤0.30%,0.02%≤V≤0.03%,0≤P≤0.010%,0≤S≤0.010%,0≤Al≤0.0015%,0≤O≤0.0020%,0≤H≤0.0010%,0≤N≤0.0010%,余量为Fe。该发明工艺采用铁水预处理深脱S、P、转炉脱碳、出钢时硅锰脱氧合金化、吹氩排渣、钢包精炼深脱O、S、P并进行Ti、Ni、Mo、V等元素的微合金化、RH真空循环脱气、软吹氩和全保护浇铸的生产路线;该发明的钢种用途,性能与本发明不同,其含硫量较高,增加了钢的脆性;含氮量较低,不属于采用氮元素固溶强化的类型,属于控制元素。
中国专利申请号为CN201710064843.1的文献,其公开了《一种低硅低铝低氧钢的冶炼方法》,冶炼方法:铁水预处理向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉,将铁水S脱至<0.0020%;脱硫后彻底扒渣,铁水温度>1260℃。转炉兑铁,铁水P≤0.08%,采用单渣法冶炼;铁水P>0.08%,则选择双渣法冶炼;转炉沸腾出钢,出钢C 0.065~0.08%,氧活度500~600ppm,Mn<0.05%,P<0.009%,出钢温度<1665℃。RH真空度0.2kPa以下的时间不低于20min;脱氧后破空,喂Ca-Fe线,Ca含量达到10~25ppm时停止喂线;结束喂线后弱吹氩时间大于10min后直接上机浇注。该文献在不增加生产成本,不拉长生产节奏的前提下,既可保证钢中低铝低氧,又能保证全氧的低值,有效解决低硅低铝钢的全氧控制难题,并有利于钢质的纯净化。其冶炼方法:所述低硅低铝低氧钢的成分质量百分比含量为:C≤0.05%,Si≤0.05%,Mn≤0.05%,Al≤0.002%,O≤0.002%,N≤0.003%,P≤0.010%,S≤0.010%;冶炼方式为铁水预处理深脱S,转炉沸腾出钢,RH脱氧并弱吹氩;具体方法和步骤为:(1)铁水预处理根据铁水情况,向铁水中喷入石灰和钝化金属镁粉,将铁水S脱至<0.0020%;脱硫后彻底扒渣,扒渣后铁水温度>1260℃;(2)转炉兑铁,如果铁水P≤0.08%,采用单渣法冶炼;如果铁水P>0.08%,则选择双渣法冶炼;转炉沸腾出钢,出钢C控制在0.065~0.08%,同时保证出钢时钢中氧活度为500~600ppm;如果钢中氧活度>600ppm,则在炉后进行喂铝线操作,控制罐内钢水氧活度在500~600ppm;出钢Mn控制在0.05%以下,P控制在0.009%以下,出钢温度控制在1665℃以上;(3)出钢后钢包运至RH工位,进站测温后进入真空模式,为保证碳脱氧的能力和效果,RH真空度0.2kPa以下的时间不低于20min;之后定氧加铝,将氧活度控制在40~60ppm后破空,其后进行喂Ca-Fe线操作,在钢中Ca含量达到10~25ppm时停止喂线;结束喂线后进行弱吹氩操作,弱吹氩时间大于10min后直接上机浇注。该文献的钢种用途及性能与本发明不同,其含硫量较高,增加了钢的脆性;含氮量较低,不属于采用氮元素固溶强化的类型,仍属于控制元素。
中国专利申请号为CN94112249.2的文献,公开了一种《低氢高氮钢生产工艺》,其在转炉吹炼由吹炼始到吹炼终的全过程中采用底吹氮,出钢过程中向钢包钢液中加氮合金增氮,在RH本处理过程中以氮气作环流气体保氮,在RH轻处理仍以氮气作环流气体,从RH炉顶料仓加入氮合金微调钢中氮,可冶炼出[H]≤2ppm,T[O]≤40ppm,[S]≤100ppm,[N](100-180)ppm的低氢高氮钢。其生产工艺:从喷枪中吹氮气到钢包钢液中,以获得所设定的氮含量;其在转炉吹炼的全过程采用底吹氮,出钢过程向钢包钢液中加入氮合金增氮,在RH本处理过程中以氮气作环流气体保氮,在RH轻处理加入氮合金微调氮。该文献主要还是在出钢过程向钢包钢液中加入氮合金增氮以及在RH轻处理加入氮合金微调氮,而本发明不添加成本高昂的含氮合金,可以低成本且稳定控制氮含量。
中国专利申请号为CN200410022051.0的文献,公开了《一种高氮钢的冶炼方法》,其包括以下步骤:转炉;加热;真空处理并加入含氮合金;浇注,其在所述真空处理过程中,压力控制在80×102Pa以上。该文献也同样在真空处理并加入含氮合金,而本发明不添加成本高昂的含氮合金,可以低成本且稳定控制氮含量。
中国专利申请号为CN200410017028.2的文献,公开了一种《高氮钢冶炼方法》,一种高氮钢冶炼方法,用于金属材料冶炼技术领域。方法为:配制冶炼物料,由加料口加入至感应熔炼炉内;对感应熔炼室进行抽空,熔炼时真空度控制在6.0×10-6atm~7.0×10-7atm;调整使室内的氨气和氮气或氨氮混合气体总压力在0.1~2atm;进行感应熔炼,使炉料熔化为钢液,调节氨的通入量来控制氨分解率,依靠钢液与氨气之间的界面反应进行渗氮,使钢水达到所需的含氮量;根据材料分析后的输出模拟量和应控制含氮量的输入模拟量的比较以及调节通入熔炼室内的压力和流量来控制含氮量;浇注和凝固;移出锭模。该文献虽可使熔炼高氮钢的压力大大降低,使熔炼>0.4%N的高氮钢,尤其是>0.4%的铁氮二元合金和达2.8%N的铁氮二元合金成为现实,但其钢种用途,性能与本发明不同,其含氮>0.4%,本发明为含N在0.0100~0.0150%。
中国专利申请号为CN200810300678.6的文献,公开了《一种高氮钢的冶炼方法》,其冶炼步骤:(1)用电弧炉或感应炉熔炼钢水,(2)同时采用另一台电弧炉或感应炉熔炼含氮合金,将上述(1)、(2)步骤中的钢水成分的总和与钢种适配,(3)将熔炼的钢水加入到含氮合金液中,并在氮气保护下精炼,得到高氮钢。该文献虽无需复杂的加压、重熔设备,总的冶炼时间大大缩短,仅为现有技术冶炼高氮钢时间的一半,操作简单,而且钢中化学成分稳定,炉与炉间钢的成分波动小,同时能减少脱氧还原剂数量,降低了冶炼成本。但存在需要2台电弧炉或感应炉分别熔炼钢水和熔炼含氮合金,工序复杂成本高。而本发明在真空处理不添加成本高昂的含氮合金,可以低成本且稳定控制氮含量。
中国专利申请号为CN201210212379.3的文献,公开了《一种钢包增氮的方法》,其方法,它包括下述依次的步骤:Ⅰ将装有符合LF炉冶炼的钢水移到LF工位;Ⅱ按照钢种中氮含量的下限与AOD出钢时氮含量差及出钢钢水量,计算补充的氮:(NL-NA)╳MA╳1000=G;设氮气每分钟的流量为V,换算为质量为:V÷22.4╳28=M;高氮钢水对N的吸收为95%±4%,底吹氮的时间不少于:G╳1000÷M÷(95%±4%)=T,吹氮T+(3~4)分钟。NL为冶炼的高氮钢中氮含量的下限;NA为AOD炉出钢时的氮含量:MA为钢水的质量;M为底吹氮气每分钟的质量;Ⅲ吹氮作业结束,在钢包内取样分析。该方法虽增氮量达到高氮钢种要求,容易掌握增氮的时间。但其成分,性能,用途与本发明完全不一样,且工艺也不一样,该文献是在LF炉冶炼,采用底吹氮气增氮,而本发明LF炉只是中间过程,进一步采用RH真空循环,能更好地脱去有害气体,去除夹杂物。
中国专利申请号为CN201210377638.8的文献,公开了一种《在LF精炼过程加氮的方法》。该方法主要应用于以氮元素来提高钢性能的高氮钢的生产中,具体为在LF精炼初期脱氧剂加入钢水后向精炼炉内的钢水中添加含氮合金或在精炼脱氧结束后向钢水中加入含氮合金。其虽相对于在转炉工序进行含氮合金化,轧材中氮含量可以提高20%以上,而且氮的回收率高。但仍需在LF炉冶炼需要添加含氮合金,而本发明LF炉只是中间过程,进一步采用RH真空循环,能更好地脱去有害气体,去除夹杂物。且不添加任何含氮合金,成本低。
中国专利申请号为CN201610720292.5的文献,公开了《一种高氮钢的生产工艺》,其生产工艺:其包括如下步骤:吹氧脱碳,还原扒渣并取样分析,调整元素,造二次精炼渣,纯氮气冲氮,以及纯氩软吹调整氮。本发明利用部分高氮钢品种在进行AOD二次精炼时通入廉价的氮气进行此类钢种的合金化,取代原来的生产工艺中使用昂贵的金属氮化合金,降低生产成本;另外氮气在AOD内还可以清洁钢液,搅拌均匀钢液,减少偏析和调整钢温,避免新的夹杂物产生等,使最终的高氮钢的质量得以提升。该文献由于是在AOD炉用氧氮混合气体,调整混合气体比例来控制钢中氮含量,本发明是在RH真空单纯采用氮气,分阶段控制真空度,不需要氧氮混合气体,如果调整混合气体比例不当会引起生产质量事故。
中国专利申请号为CN201611198724.7的文献,公开了《一种控制高氮钢中氮含量的方法》:所述方法包括如下步骤:在转炉炉后安装用于提供氮气或氩气的系统;获取前一天的转炉碳氧积;根据所述转炉碳氧积来设定出钢过程及强搅过程中钢水车底吹气体种类及流量。本发明在转炉炉后安装用于提供氮气或氩气的系统,实现了炉后钢水车底吹气体的自由切换和流量的精确控制,为炉后底吹气体控氮创造条件。本发明摸索出以前一天碳氧积为指标的不同炉况对应的出钢过程及强搅过程的控氮参数。其虽不加入任何氮化合金,可精确控制钢中氮含量,满足高氮钢的要求,但其是指控制转炉出钢过程的钢水氮含量,对于必须经过RH等炉外精炼工艺的钢种而言,该文献就无法适用,而本发明是在RH真空控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在而不足,提供一种在保证各合金元素含量基础上,解决了在KR脱硫、炉渣和废钢返硫,钢包炉低Alt条件下的深脱硫工艺、钢包炉和RH真空的炉渣返硫问题,并使N在0.0100~0.0150%之间。
实现上述目的的措施:
一种超低硫低铝高氮钢,其组分及重量百分比含量为:C:0.17%~0.19%、Si=0.26%~0.40%、Mn:1.6%~1.7%、Alt:0.005%~0.020%、P≤0.010%、S≤0.0015%、Ni:0.28%~0.40%、V:0.15%~0.17%、N:0.0100~0.0150%,余量为铁和不可避免的杂质;同时要求Nb+V+Ti≤0.18%,Cr+Mo≤0.09%,Cu≤0.07%;并控制C、Mn、Si、Ni、V添加量之和在2.0~3.0%。
优选地:Alt的重量百分比含量在0.005~0.016%。
优选地:S的重量百分比含量S≤0.001%。
优选地:N的重量百分比含量为0.011~0.015%。
冶炼一种超低硫低铝高氮钢的方法,其步骤:
1)经KR脱硫,期间:进行两次以上扒渣处理,即扒前渣及扒后渣,且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于6min;裸露面不低于90%;脱硫后铁水中S≤0.001%;
2)进行转炉冶炼,采用S≤0.004%的脱硫渣,控制加入的原料中:活性灰中S≤0.015%,优质轻烧白云石中S≤0.013%、S≤0.010%的返矿或S≤0.010%的改质剂中的至少一种;控制出钢钢水中S≤0.003%,N:0.0040~0.0050%;全程采用底吹氮气控制氮气流量在475~525m3/h;
3)进行脱硫,控制脱硫结束后钢水中Alt含量≤0.020%,精炼结束钢水中N含量在0.013~0.025%;
4)分段进行RH真空处理:在此期间不添加含氮合金;
真空处理第一阶段:处理时间为13-16min,驱动气体采用氮气,真空度不超过0.133kpa,并在此真空度下保持8-12min;
真空处理第二阶段:处理时间为8-12min,驱动气体采用氮气,真空度在0.5-0.95kpa,并在此真空度下保持8-12min;
真空处理第三阶段:处理时间为10-15min,驱动气体采用氮气,真空度在4~7kpa,并在此真空度下保持10-15min;
5)按常规连铸成坯。
优选地:
真空处理第一阶段:驱动气体氮气的流量为95~105m3/h,真空度不超过0.123kpa;
真空处理第二阶段:驱动气体氮气的流量为106~124m3/h,真空度在0.65~0.915kpa;
真空处理第三阶段:驱动气体氮气的流量为125~145m3/h,真空度在4.5~6.5kpa。
本发明各合金元素及含量的选择原理如下:
碳(C):是提高钢材强度最有效的元素,碳含量的增加钢的抗拉强度和屈服强度随之提高,但延伸率和冲击韧性下降,耐腐蚀能力也会下降,而且钢材的焊接热影响区还会出现淬硬现象,导致焊接冷裂纹的产生。为保证钢板获得良好的综合性能,因此,本发明的C含量优选为0.17~0.19%,采用RH真空工艺精确控制碳含量,能更好地保证性能稳定性。
硅(Si):能改善钢的耐腐蚀性能,常被添加到不锈钢、低合金钢、耐蚀合金中,以提高这些合金的耐蚀性,使它们具有耐氯化物应力腐蚀破裂、耐点蚀、耐热浓硝酸腐蚀、抗氧化、耐海水腐蚀等性能。Si还能提高低合金钢在海水中飞溅带的耐蚀性,本发明的Si含量优选为0.26%~0.40%。
锰(Mn):是重要的强韧化元素,随着Mn含量的增加,钢的强度明显增加,而冲击转变温度几乎不发生变化,含1%的Mn大约可提高抗拉强度100MPa,同时,Mn稍有提高钢的耐腐蚀性能,本发明的Mn含量优选为1.6%~1.7%。
铝(Alt):控制钢中的Alt不宜过高,当Alt含量大于0.02%时,易生成脆性氧化铝夹杂,降低钢的抗冲击耐疲劳性,又会促进钢板氧化。因为工艺生产中,铝含量高引起浇注时易结瘤及铸坯表面易结疤、成品表面缺陷多。此外,在成品退火时再结晶过程之前高铝沿亚晶界或原晶界处析出AlN,AlN抑制效果过强,得不到成品退火再结晶所期望的织构。并且,当铝含量较高时,其还容易与中包熔解氧形成Al2O3等,这些有害夹杂物极大地降低了钢板的力学性能和焊接性能,使得焊接线能量低,且焊接区易断裂。Alt<0.005%时,钢水脱氧不充分,钢中含氧较高,浇铸过程中铸坯会形成大量气孔。所以控制Alt=0.005%~0.020%,优选地在0.005~0.016%。
磷(P):P具有一定的提高耐腐蚀性作用,但P是一种易于偏析的元素,在钢的局部产生严重偏析,降低塑性及韧性,对低温韧性极为有害,因此控制P≤0.0010%。
硫(S):S是钢中的有害元素,易与锰结合生成MnS夹杂物,降低钢的低温冲击韧性,S元素在钢中易于偏析和富集,降低钢的耐腐蚀性能,因此需要控制极低的S含量,控制S≤0.0015%,优选地S≤0.001%。
氮(N):氮在钢中的主要作用是固溶强化和时效沉淀强化,可改善钢的宏观组织,使之致密坚实,并提高强度;氮与钢中Al、V等合金元素化合成氮化物,可提高钢的强度、硬度、耐磨性和抗蚀性等。因此控制钢中的N元素0.010%~0.015%,优选地在0.011~0.015%。
镍(Ni):能显著提高钢的强度,韧性,形成良好的淬透性,提高钢的耐腐蚀性。本发明控制Ni在0.28~0.40%。
钒(V):能细化晶粒,提高强度和屈服比,改善钢的焊接性能。降低热处理时脱碳敏感性,从而提高表面质量。本发明控制V在0.15%~0.17%。
本发明之所以控制控制脱硫结束后钢水中Alt含量≤0.020%,是由于Alt≥0.020%,后续RH真空工艺不能进一步将Alt降低,而当Alt含量大于0.02%时,易生成脆性氧化铝夹杂,降低钢的抗冲击耐疲劳性,又会促进钢板氧化。因为工艺生产中,铝含量高引起浇注时易结瘤及铸坯表面易结疤、成品表面缺陷多。此外,在成品退火时再结晶过程之前高铝沿亚晶界或原晶界处析出AlN,AlN抑制效果过强,得不到成品退火再结晶所期望的织构。并且,当铝含量较高时,其还容易与中包熔解氧形成Al2O3等,这些有害夹杂物极大地降低了钢板的力学性能和焊接性能,使得焊接线能量低,且焊接区易断裂。钢包炉精炼结束钢水中N含量在0.013~0.025%,是由于RH真空处理第一阶段,必须控制真空度不超过0.133kpa,才能有效去除有害气体和夹杂物,确保探伤合格。而真空度不超过0.133kpa的情况下,RH真空循环钢水脱氮的能力远大于氮气环流增氮的能力,使得钢水中氮含量<0.0110%,不能达到N=0.0110%~0.0150%的要求,所以控制钢包炉精炼结束钢水中N含量在0.0130~0.0250%。
本发明之所以控制真空处理第一阶段:处理时间为13-16min,驱动气体采用氮气,真空度不超过0.133kpa,并在此真空度下保持8-12min,是由于RH真空必须控制真空度不超过0.133kpa,才能有效去除有害气体和夹杂物,确保钢板探伤合格。而真空度不超过0.133kpa的情况下,RH真空循环钢水脱氮的能力远大于氮气环流增氮的能力,钢水中含氮质量百分比的平衡点为0.0070%~0.0080%。真空处理第二阶段:处理时间为8-12min,驱动气体采用氮气,真空度在0.5~0.95kpa,并在此真空度下保持8-12min,是由于在此真空度条件下,一方面进一步去除夹杂物,另一方面此真空度条件下采取氮气环流,钢水增氮速率为0.00015~0.00020%/min,此时钢水中氮含量平衡点为0.0082%~0.0104%,还不能完全达到要求;真空处理第三阶段:处理时间为10-15min,驱动气体采用氮气,真空度在4~7kpa,并在此真空度下保持10-15min,是由于到第三阶段已经非常有效地去除了钢水中有害气体及夹杂物,钢水已经非常纯净满足纯净度要求,所以第三阶段是以增氮为主要目的,此真空度条件下采取氮气环流,钢水增氮速率为0.0003~0.00032%/min,此时钢水中氮含量平衡点为0.0112%~0.0152%,钢水中氮含量能达到要求。
本发明与现有技术相比,在保证各合金元素含量基础上,解决了在KR脱硫、炉渣和废钢返硫,钢包炉低Alt条件下的深脱硫工艺、钢包炉和RH真空的炉渣返硫问题,并使N在0.010~0.015%之间,而且不需要添加含氮合金,使生产成本大幅下降,至少降低在30%;同时还能避免含氮合金中的杂质对钢水的二次污染,提高钢水洁净度;再含氮合金属于单列的特殊合金,如果使用必须单独管理,这就又会增加工作量;也不会增加设备,其在原有设备上通过连续的三阶段控制RH真空度及真空时间来稳定控制氮含量。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述:
表1为本发明各实施例及对比例的成分取值列表;
表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表。
本发明各实施例按照以下方法进行生产:
1)经KR脱硫,期间:进行两次以上扒渣处理,即扒前渣及扒后渣,且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于6min;裸露面不低于90%;脱硫后铁水中S≤0.001%;
2)进行转炉冶炼,采用S≤0.004%的脱硫渣,控制加入的原料中:活性灰中S≤0.015%,优质轻烧白云石中S≤0.013%、S≤0.010%的返矿或S≤0.010%的改质剂中的至少一种;控制出钢钢水中S≤0.003%,N:0.0040~0.0050%;全程采用底吹氮气控制氮气流量在475~525m3/h;
3)进行脱硫,控制脱硫结束后钢水中Alt含量≤0.020%,精炼结束钢水中N含量在0.013~0.025%;
4)分段进行RH真空处理:在此期间不添加含氮合金;真空处理第一阶段:处理时间为13-16min,驱动气体采用氮气,真空度不超过0.133kpa,并在此真空度下保持8-12min;
真空处理第二阶段:处理时间为8-12min,驱动气体采用氮气,真空度在0.5~0.95kpa,并在此真空度下保持8-12min;
真空处理第三阶段:处理时间为10-15min,驱动气体采用氮气,真空度在4~7kpa,并在此真空度下保持10-15min;
5)按常规连铸成坯。
表1本发明各实施例及对比例的成分列表(wt%)
表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
续表2
本发明不仅使N在0.010~0.015%之间,而且不需要添加含氮合金,使生产成本降低大幅下降,即可下降33~43%。
上述实施例仅为最佳例举,而并非是对本发明的实施方式的限定。
Claims (6)
1.一种超低硫低铝高氮钢,其组分及重量百分比含量为:C:0.17%~0.19%、Si=0.26%~0.40%、Mn:1.6%~1.7%、Alt:0.005%~0.020%、P≤0.010%、S≤0.0015%、Ni:0.28%~0.40%、V:0.15%~0.17%、N:0.0100~0.0150%,余量为铁和不可避免的杂质;同时要求Nb+V+Ti≤0.18%,Cr+Mo≤0.09%,Cu≤0.07%;并控制C、Mn、Si、Ni、V添加量之和在2.0~3.0%。
2.如权利要求1所述的一种超低硫低铝高氮钢,其特征在于: Alt的重量百分比含量在0.005~0.016%。
3.如权利要求1所述的一种超低硫低铝高氮钢,其特征在于:S的重量百分比含量S ≤0.001%。
4.如权利要求1所述的一种超低硫低铝高氮钢,其特征在于:N的重量百分比含量为0.011~0.015%。
5.冶炼如权利要求1所述的一种超低硫低铝高氮钢的方法,其步骤:
1)经KR脱硫,期间:进行两次以上扒渣处理,即扒前渣及扒后渣,且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于6min;裸露面不低于90%;脱硫后铁水中S≤0.001%;
进行转炉冶炼,LD-LHF-RH-CC工艺制备低铝超低硫高氮低合金钢
2)进行转炉冶炼,采用S≤0.004%的脱硫渣,控制加入的原料中:活性灰中S≤0.015%,优质轻烧白云石中S≤0.013%、S≤0.010%的返矿或S≤0.010%的改质剂中的至少一种;控制出钢钢水中S≤0.003%,N:0.0040~0.0050%;全程采用底吹氮气控制氮气流量在475~525m3/h;
3)进行脱硫,控制脱硫结束后钢水中Alt含量≤0.020%,精炼结束钢水中N含量在0.013~0.025%;
4)分段进行RH真空处理:在此期间不添加含氮合金;
真空处理第一阶段:处理时间为13-16min,驱动气体采用氮气,真空度不超过0.133kpa, 并在此真空度下保持8-12min;
真空处理第二阶段:处理时间为8-12 min,驱动气体采用氮气,真空度在0.5 ~0.95kpa, 并在此真空度下保持8-12min;
真空处理第三阶段:处理时间为10-15 min,驱动气体采用氮气,真空度在4 ~7kpa, 并在此真空度下保持10-15min;
5)按常规连铸成坯。
6.如权利要求5所述的冶炼一种超低硫低铝高氮钢的方法,其特征在于:
真空处理第一阶段:驱动气体氮气的流量为95~105m3/h,真空度不超过0.123kpa;
真空处理第二阶段:驱动气体氮气的流量为106~124m3/h,真空度在0.65 ~0.915kpa;
真空处理第三阶段:驱动气体氮气的流量为125~145m3/h,真空度在4.5 ~6.5kpa。
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