CN111607746A - 一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法 - Google Patents

一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，涉及钢铁冶炼技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09%～0.20%，Si＜0.55%，Mn＜1.60%，P≤0.025%，S≤0.010%，V＜0.20%，Ti：0.050%～0.20%，Cr＜0.30%，Ni＜0.30%，Cu＜0.40%，N＜0.0120%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用转炉冶炼、LF脱硫合金化、RH真空处理，经连铸浇铸，通过高温奥氏体化技术，充分发挥合金强化作用，采用轧制冷却技术，满足产品的强度与韧性匹配，满足客户产品的性能要求。

Description

一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法。
背景技术
随着我国经济发展，钢材用量日益增加，钢厂规模也日益壮大。目前，我国粗钢产量达到10亿吨以上，约占世界钢产量的60％，钢铁业的发展也促进了我国钢厂之间竞争激烈，同时钢材质量也得到稳定提升。国家为了提高我国钢铁企业在世界范围内的竞争力，对高档次钢材尤其是特殊品种类别的合金钢实施退税政策，按吨钢价格的5％～13％进行退税。因此，各个企业对退税品种进行了深入研究，降低成本提高质量，力争开拓国际市场。
处于长江经济带区域的钢厂，地理优势明显，但缺乏矿山，原料靠进口，出口运输成本给企业对外竞争带来巨大压力，在国家优惠政策的指引下，发展低成本高质量的品种合金钢出口，对企业站稳世界供应链中重要环节至关重要。钛元素在合金中属于价格最便宜的元素，采用高钛元素设计出口产品成本最低，对钛退税的超低成本制造进行不断研发，生产高质量含钛薄规格的合金钢，能够为企业在国际钢铁行业的进一步发展提供强有力的保障。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09％～0.20％，Si＜0.55％，Mn＜1.60％，P≤0.025％，S≤0.010％，V＜0.20％，Ti：0.050％～0.20％，Cr＜0.30％，Ni＜0.30％，Cu＜0.40％，N＜0.0120％，Al：0.015％～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1200±20℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～850℃，返红温度650～700℃。
技术效果：本发明采用转炉冶炼、LF脱硫合金化、RH真空处理，经连铸浇铸得到低倍组织满足曼标2级或更好的铝镇静钢，通过高温奥氏体化技术，充分发挥合金强化作用，采用轧制冷却技术，得到以铁素体、珠光体为主的组织类型，满足产品的强度与韧性匹配，满足客户产品的性能要求。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.060％～0.15％，P≤0.025％，副枪定氧目标300～600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧小于15ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥12min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1200±20℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～850℃，返红温度650～700℃，辊速控制在1.0～1.6m/s，加速度控制在0.008～0.016m/s2。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，产品厚度规格为6～20mm。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，用于生产S235JR-Ti、S275JR-Ti、S355JR-Ti级等合金钢板。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，生产S235JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.150％～0.20％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.025％，S≤0.010％，V＜0.20％，Ti：0.050％～0.10％，Cr≤0.20％，Ni＜0.30％，Cu＜0.40％，N＜0.0120％，Al：0.015％～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.090％～0.15％，P≤0.024％，副枪定氧目标300～500ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧12ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥15min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1210±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧830～850℃，返红温度670～700℃，辊速控制在1.2～1.6m/s，加速度控制在0.012～0.016m/s2。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，生产S275JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09％～0.15％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.40～0.60％，P≤0.025％，S≤0.010％，V＜0.20％，Ti：0.10％～0.20％，Cr＜0.30％，Ni＜0.30％，Cu＜0.40％，N＜0.0120％，Al：0.015％～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1660℃，出钢C：0.060％～0.12％，P≤0.023％，副枪定氧目标400～600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧10ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥13min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1190±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～830℃，返红温度650～680℃，辊速控制在1.0～1.3m/s，加速度控制在0.008～0.013m/s2。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中C可以有效提高钢的强度，并且碳元素成本最低，可以有效降低产品成本；Mn可以起到固溶强化作用，同时能形成硫化物，减轻硫的危害，Mn会在奥氏体中聚集，提高奥氏体的稳定性；Ti可以提高产品的强度，但Ti元素活泼，容易产生单颗粒大型夹杂物，并且夹杂物极难去除，影响产品的力学性能，需要合适的范围设计；
(2)本发明中成分设计满足钛退税的国家合金退税要求，采用低碳锰设计理念，有效降低了合金成本设计，降低了产品的制造成本，并保证了产品的质量要求；
(3)本发明根据元素特点，产品设计降低了硫含量要求，主要目的降低LF处理过程中氧含量，定氧后进行钛元素的合金化，有效降低了氧化钛、氮化钛夹杂物的形成，解决了令人困扰的含钛合金钢冲击韧性不稳定的技术难题，降低合金成本的同时，稳定了产品性能稳定；
(4)本发明中对连铸浇铸过程的全保护浇铸，减少了钢水的二次污染，避免了浇铸过程中因二次氧化造成大型夹杂物形成，钢水纯净度的提高，满足了产品性能的稳定性；
(5)本发明中通过奥氏体化工艺及轧制冷却技术，得到了以铁素体、珠光体为主的组织类型，稳定了产品力学性能，产品市场通用性强。
附图说明
图1为实施例1产品的厚度方向心金相组织图；
图2为实施例2产品的厚度方向心金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，生产S235JR-Ti合金钢，产品规格12mm*4130mm*12200mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.17％，Si：0.29％，Mn：0.41％，P：0.015％，S：0.009％，V：0.001％，Ti：0.09％，Cr：0.040％，Ni：0.050％，Cu：0.020％，N：0.0038％，Al：0.029％，余量为Fe和不可避免的杂质。
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S：0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1655℃，出钢C：0.090％，P：0.013％，副枪定氧目标500ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧12ppm，脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度0.1mbar，真空处理时间15min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1210℃，均热时间42min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧830℃，返红温度680℃，辊速控制在1.5m/s，加速度控制在0.012m/s2。
实施例2
本实施例提供的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，产品规格18mm*3106mm*12000mm，
生产S275JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.13％，Si：0.22％，Mn：0.56％，P：0.011％，S：0.007％，V：0.002％，Ti：0.18％，Cr：0.02％，Ni：0.030％，Cu：0.030％，N：0.0033％，Al：0.039％，余量为Fe和不可避免的杂质。
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S：0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1643℃，出钢C：0.060％，P：0.015％，副枪定氧目标600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧10ppm，脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度0.1mbar，真空处理时间13min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1216℃，均热时间43min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧826℃，返红温度630℃，辊速控制在1.2m/s，加速度控制在0.010m/s2。
将实施例1、实施例2获得的产品进行力学性能测试，结果如下表：
Figure BDA0002539743640000051
同时，由图1、2可知，实施例1、实施例2产品得到以铁素体、珠光体为主的组织类型，产品经性能检验，强度与韧性匹配良好。本发明采用高钛的合金设计思路，采用纯净钢冶炼工艺、轧制冷却技术，满足了客户性能要求，降低了生产成本。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其特征在于：
其化学成分及质量百分比如下：C：0.09%～0.20%，Si＜0.55%，Mn＜1.60%，P≤0.025%，S≤0.010%，V＜0.20%，Ti：0.050%～0.20%，Cr＜0.30%，Ni＜0.30%，Cu＜0.40%，N＜0.0120%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1200±20℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～850℃，返红温度650～700℃。
2.根据权利一种要求1所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其特征在于：
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010%；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.060%～0.15%，P≤0.025%，副枪定氧目标300～600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧小于15ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥12min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1200±20℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～850℃，返红温度650～700℃，辊速控制在1.0～1.6m/s，加速度控制在0.008～0.016m/s2。
3.根据权利一种要求1所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其特征在于：产品厚度规格为6～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其特征在于：用于生产S235JR-Ti、S275JR-Ti、S355JR-Ti级等合金钢板。
5.根据权利要求4所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其特征在于：
生产S235JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.150%～0.20%，Si：0.20%～0.40%，Mn：0.30%～0.50%，P≤0.025%，S≤0.010%，V＜0.20%， Ti：0.050%～0.10%，Cr≤0.20%，Ni＜0.30%，Cu＜0.40%，N＜0.0120%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010%；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.090%～0.15%，P≤0.024%，副枪定氧目标300～500ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧12ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥15min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1210±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧830～850℃，返红温度670～700℃，辊速控制在1.2～1.6m/s，加速度控制在0.012～0.016m/s2。
6.根据权利要求4所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其特征在于：
生产S275JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09%～0.15%，Si：0.15%～0.35%，Mn：0.40～0.60%，P≤0.025%，S≤0.010%，V＜0.20%，Ti：0.10%～0.20%，Cr＜0.30%，Ni＜0.30%，Cu＜0.40%，N＜0.0120%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010%；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1660℃，出钢C：0.060%～0.12%，P≤0.023%，副枪定氧目标400～600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧10ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥13min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1190±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～830℃，返红温度650～680℃，辊速控制在1.0～1.3m/s，加速度控制在0.008～0.013m/s2。
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