CN111778447A - 一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法 - Google Patents

一种极低成本含硼厚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硼厚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：0.16%～0.20%，Si＜0.55%，Mn＜1.60%，P≤0.025%，S≤0.0250%，Nb＜0.05%，V＜0.13%，Ti＜0.050%，Cr＜0.30%，Cu＜0.4%，Mo＜0.10%，N＜0.012%，B：0.0008%～0.004%，Al：0.015%～0.050%。采用转炉冶炼、LF脱硫合金化、RH真空处理，经连铸浇铸，通过低温奥氏体化技术，采用TMCP轧制工艺及ACC冷却技术，充分发挥了硼、铬合金淬透性的作用，大幅度增加合金强化作用，满足客户产品的性能要求。

Description

一种极低成本含硼厚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硼厚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。硼元素在合金中属于价格最便宜的元素，采用高硼元素设计出口产品成本最低，对硼退税的超低成本制造进行不断研发，生产高质量含硼厚规格的合金钢，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硼厚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：0.16％～0.20％，Si＜0.55％，Mn＜1.60％，P≤0.025％，S≤0.0250％，Nb＜0.05％，V＜0.13％，Ti＜0.050％，Cr＜0.30％，Cu＜0.4％，Mo＜0.10％，N＜0.012％，B：0.0008％～0.004％，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炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空处理结束后静搅；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度750～850℃，终轧温度750～790℃,入水温度控制在710～740℃，返红温度控制在300～600℃。
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，通过低温奥氏体化技术，有效细化组织晶粒度，采用TMCP轧制工艺及ACC冷却技术，充分发挥了硼、铬合金淬透性的作用，大幅度增加合金强化作用，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硼厚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≤0.030％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.080％～0.12％，P≤0.020％；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅1～5min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥12min，真空处理结束后静搅时间≥12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度750～850℃，终轧温度750～790℃，入水温度控制在710～740℃，返红温度控制在300～600℃，辊速控制在0.2～0.8m/s，加速度控制在0.002～0.008m/s2。
前所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，产品厚度规格为20～100mm。
前所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，用于生产S235JR-B、S275JR-B、S355JR级别合金钢板。
前所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，生产S235JR-B合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.160％～0.18％，Si：0.20％～0.30％，Mn：0.40％～0.60％，P≤0.025％，S≤0.0250％，Nb≤0.0010％，V＜0.13％，Ti：0.006％～0.020％，Cr：0.15％～0.25％，Cu＜0.4％，Mo＜0.10％，N＜0.012％，B：0.0030～0.0040％，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≤0.030％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.080％～0.11％，P≤0.020％；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅2～3min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥15min，真空处理结束后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度810～850℃，终轧温度770～790℃，入水温度控制在730～740℃，返红温度控制在350～600℃，辊速控制在0.2～0.5m/s，加速度控制在0.002～0.005m/s2。
前所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，生产S275JR-B含硼合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.180％～0.20％，Si：0.10％～0.20％，Mn：1.10％～1.30％，P≤0.025％，S≤0.0250％，Nb＜0.05％，V＜0.13％，Ti：0.006％～0.020％，Cr：0.10％～0.20％，Cu＜0.4％，Mo＜0.10％，N＜0.012％，B：0.0020～0.0030％，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≤0.030％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1660～1680℃，出钢C：0.010％～0.12％，P≤0.020％；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅2～4min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥13min，真空处理结束后静搅时间≥13min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度750～810℃，终轧温度750～770℃，入水温度控制在710～730℃，返红温度控制在300～400℃，辊速控制在0.5～0.8m/s，加速度控制在0.005～0.008m/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，提高合金中碳含量设计，可以有效降低产品成本；Mn可以起到固溶强化作用，Mn会在奥氏体中聚集，提高奥氏体的稳定性；
(2)本发明中成分设计满足硼退税的国家合金退税要求，硼合金退税不但合金使用量低，同时合金成本低，采用这种合金退税方式，在同等钢级的成分设计上合金成本与制造成本最低；
(3)本发明根据元素特点，设计了产品冶炼及制造工艺，B设计可以提高淬透性及产品的强度，通过轧制冷却，可以大幅度提高产品的拉伸性能，有效发挥了B元素的合金作用，提高了产品的淬透性，促进了碳元素的强化作用；
(4)本发明采用低温加热工艺，降低了钢板原始晶粒度，细化组织晶粒，强化了强度，低温家人节省了燃气能源消耗，降低了制造成本；
(5)本发采用二阶段轧制工艺，降低了二开及终轧温度，提高了组织的均匀性，采用快速冷却工艺，充分发挥了B元素的淬透性功能，强化了产品屈服强度与抗拉强度的提高，轧制冷却工艺保证了产品具有良好韧性，产品性能得到了保证。
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硼厚规格出口合金钢生产方法，生产S235JR-B合金钢，产品规格29mm*3180mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.17％，Si：0.26％，Mn：0.53％，P：0.013％，S：0.0090％，Nb：0.0010％，V：0.002％，Ti：0.0120％，Cr：0.19％，Cu：0.021，Mo：0.003％，N：0.0041％，B：0.0036％，Al：0.041％，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：0.025％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1668℃，出钢C：0.090％，P：0.014％；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅5min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间13min，真空处理结束后静搅时间12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1129℃，均热时间43min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度795℃，终轧温度780℃，入水温度控制在735℃，返红温度控制在560℃，辊速控制在0.8m/s，加速度控制在0.006m/s2。
实施例2
本实施例提供的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，生产S275JR-B合金钢，产品规格80mm*3180mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.19％，Si：0.19％，Mn：1.28％，P：0.015％，S：0.0080％，Nb：0.001％，V：0.003％，Ti：0.016％，Cr：0.18％，Cu：0.022％，Mo：0.004％，N：0.0029％，B：0.0027％，Al：0.035％，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：0.015％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1649℃，出钢C：0.090％，P：0.020％；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅3min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间15min，真空处理结束后静搅时间13min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1112℃，均热时间45min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度751℃，终轧温度755℃，入水温度控制在715℃，返红温度控制在330℃，辊速控制在0.2m/s，加速度控制在0.002m/s2。
将上述实施例1和实施例2产品进行力学性能测试，结果如下表：
Figure BDA0002539444530000051
同时，由图1、2可知，实施例1和实施例2产品采用高碳、高硼、低铬的合金设计思路，采用低温奥氏体化工艺、TMCP轧制技术，得到了以铁素体、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，满足性能要求，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)

1.一种极低成本含硼厚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：0.16%～0.20%，Si＜0.55%，Mn＜1.60%，P≤0.025%，S≤0.0250%，Nb＜0.05%，V＜0.13%，Ti＜0.050%，Cr＜0.30%，Cu＜0.4%，Mo＜0.10%，N＜0.012%，B：0.0008%～0.004%，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炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空处理结束后静搅；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度750～850℃，终轧温度750～790℃, 入水温度控制在710～740℃，返红温度控制在300～600℃。
2.根据权利一种要求1所述的一种极低成本含硼厚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≤0.030%；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.080%～0.12%，P≤0.020%；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅1～5min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥12min，真空处理结束后静搅时间≥12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度750～850℃，终轧温度750～790℃，入水温度控制在710～740℃，返红温度控制在300～600℃，辊速控制在0.2～0.8m/s，加速度控制在0.002～0.008m/s2。
3.根据权利一种要求1所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，其特征在于：产品厚度规格为20～100mm。
4.根据权利要求1所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，其特征在于：用于生产S235JR-B、S275JR-B、S355JR级别合金钢板。
5.根据权利要求4所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，其特征在于：
生产S235JR-B合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.160%～0.18%，Si：0.20%～0.30%，Mn：0.40%～0.60%，P≤0.025%，S≤0.0250%，Nb≤0.0010%，V＜0.13%，Ti：0.006%～0.020%，Cr：0.15%～0.25%，Cu＜0.4%，Mo＜0.10%，N＜0.012%，B：0.0030～0.0040%，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≤0.030%；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.080%～0.11%，P≤0.020%；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅2～3min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥15min，真空处理结束后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度810～850℃，终轧温度770～790℃，入水温度控制在730～740℃，返红温度控制在350～600℃，辊速控制在0.2～0.5m/s，加速度控制在0.002～0.005m/s2。
6.根据权利要求4所述的一种极低成本含硼厚规格出口合金钢生产方法，其特征在于：
生产S275JR-B含硼合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.180%～0.20%，Si：0.10%～0.20%，Mn：1.10%～1.30%，P≤0.025%，S≤0.0250%， Nb＜0.05%，V＜0.13%，Ti：0.006%～0.020%，Cr：0.10%～0.20%，Cu＜0.4%，Mo＜0.10%，N＜0.012%，B：0.0020～0.0030%，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≤0.030%；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1660～1680℃，出钢C：0.010%～0.12%，P≤0.020%；
S3、LF炉进行脱硫及合金化操作，确保成分满足产品设计要求，合金化结束后进行钙处理，钙处理后静搅2～4min；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥13min，真空处理结束后静搅时间≥13min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸浇铸，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1120±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用二阶段轧制工艺进行轧制，二开温度750～810℃，终轧温度750～770℃，入水温度控制在710～730℃，返红温度控制在300～400℃，辊速控制在0.5～0.8m/s，加速度控制在0.005～0.008m/s2。
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