CN113088811A - 一种含铌合金钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及炼钢技术领域，具体公开了一种含铌合金钢，其包含以下含量的元素：碳0.81～0.84wt％；硅0.23～0.28wt％；锰0.75～0.79wt％；磷0.025wt％以下；硫0.025wt％以下；铬0.24～0.28wt％；铌0.020～0.038wt％；铜0.20wt％以下；以及铁余量。此外，本申请还提供了上述含铌合金钢的制备方法。所述含铌合金钢通过将合金钢中的钒元素替换为铌元素，从而有效降低了原料成本，同时得到的钢材依旧能够保持较高的机械性能，如屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等。

Description

一种含铌合金钢及其制备方法
技术领域
本申请涉及炼钢技术领域，更具体地，其涉及一种含铌合金钢及其制备方法。
背景技术
近年来，随着国家对于新标准《GB/T 24238-2017预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条》的发布，对预应力钢绞线的要求越来越高，使得钢材加钒工艺普遍起来。钒作为微量合金元素，在钢中具有细化晶粒、析出强化和形成合金碳化物的作用，因而其加入不仅可以提高钢绞线的韧性，还可以提高钢绞线的屈服强度、抗拉强度和硬度。
但是，正由于市场需求的扩大，作为加钒钢种的钒铁价格一路上涨，由2015 年的约8万元/吨，上涨到2019年的45万元/吨，特别地，仅2018年9月份一个月就上涨了约15万元/吨，这造成了B钢加钒钢种的钒铁的成本大幅度升高。然而，2019年市场上作为加铌钢种的铌铁价格在30万元/吨左右，成本与钒铁相比明显偏低。并且在钢中，铌合金可以作为钒微合金化的有效替代，因而铌越来越受到行业重视。
因此，本领域技术人员在含钒B钢中以铌代钒来解决现有含钒B钢原料成本过高的问题的同时，如何提高铌的收得率、降低冶炼成本、保证铌在钢中发挥应有的作用，是在钢中铌微合金化的需要解决的技术关键。
发明内容
[技术问题]
为了解决上述问题，本申请的一个目的在于提供一种含铌合金钢。所述含铌合金钢通过将合金钢中的钒元素替换为铌元素，从而有效降低了原料成本，同时以该合金钢制成的预应力钢丝及钢绞线依旧能够保持较高的机械性能，如抗拉强度、断面收缩率等。
本申请的另一个目的在于提供上述含铌合金钢的制备方法。所述制备方法能够降低合金钢的冶炼成本，并且促使铌在钢中充分微合金化，保证铌在钢中发挥与钒相近的作用。
[技术方案]
根据本申请的一个实施方式，提供了一种含铌合金钢，其包含以下含量的元素：
Figure BDA0002961901010000021
在本申请中，所述合金钢属于YL82B型号，并且通过加入铌元素来代替本领域普遍加入的钒元素，由此制得的钢材原料成本较低，并且依旧能够维持原有含钒钢材的抗拉强度、断面收缩率等性能。
进一步地，所述含铌合金钢优选包含以下含量的元素：
Figure BDA0002961901010000022
通过包含上述含量的元素，从而能够获得性能更加优越的YL82B型含铌合金钢。
此外，在本申请所述的含铌合金钢中，氧元素含量在40ppm以下，氮元素含量在60ppm以下，以及镍元素含量在0.10wt％以下。由此可以降低钢材的脆性等缺点。
根据本申请的另一个实施方式，提供了上述含铌合金钢的制备方法，其依次包括以下工艺步骤：
(1)转炉炼钢：将铁水和废钢加入转炉中，吹氧冶炼，其中所述铁水温度为1250℃以上，炼钢过程中采用氧气顶底复吹模式，氧压为0.8MPa以上，终点采用高拉补吹模式，使得C≥0.08wt％，P≤0.015wt％，之后将炼得的钢水由转炉周转至钢包中，其中出钢温度为1600～1630℃，出钢过程中再向钢包中依次加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁和石灰，同时底吹氩气，其中所述铁水与废钢的重量比为(95～105)：(22～28)，以及相对于所述铁水和废钢的总重量，所述碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁和石灰的加入量分别为8.40～8.90 kg/t、0.35～0.45kg/t、11.50～11.70kg/t、1.80～2.00kg/t、3.80～4.00kg/t和2.20～2.40 kg/t；
(2)钢包精炼：在持续底吹氩气的情况下，将步骤(1)获得钢水的钢包进站至精炼工位，之后以6级电压和25000～35000A的电流送电加热造渣10～13分钟，测温和取样分析成分，根据结果按目标合金钢成分进行调整，之后以4 级电压和30000～35000A的电流送电加热，所述造渣包括以至少3.85kg/吨钢水的总量分2～3批加入石灰，以及加入萤石调节流动性，根据8～10kg/吨钢水的总渣量调节LF炉碱度在3.0～3.8范围内，之后以0.48～0.52kg/吨钢水，优选0.50 kg/吨钢水的总量分批加入碳化硅和/或电石来进行渣面脱氧，控制白渣保持15 分钟以上和FeO＜0.5wt％，待钢水温度为1520～1530℃且成分达标后吊包；以及
(3)连铸：控制中包温度为1481～1491℃，待中间包中钢水液面高度为300 mm以上时开启浇铸，且待中间包中钢水液面高度在250mm以下时停止浇铸，其中控制浇铸过热度为15～25℃。
在本申请中，通过步骤(1)的转炉炼钢过程在氧化性气氛下进行炉料的熔化、脱磷、脱碳和主合金化，从而引入了所需的各种元素，同时通过吹氧和造渣降低某些元素的含量，使得出钢钢水包含0.72～0.78wt％的碳、0.15～0.23wt％的硅、0.70～0.75wt％的锰、0.020wt％以下的磷、0.19～0.24wt％的铬和 0.022～0.028wt％的铌。由此即可进站后续精炼过程以进一步精确调整钢水中的各元素含量。
进一步地，所述步骤(1)中，相对于所述铁水和废钢的总重量，所述碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁和石灰的加入量优选分别为8.65kg/t、0.40kg/t、 11.58kg/t、1.89kg/t、3.93kg/t和2.31kg/t。
进一步地，所述步骤(1)中，所述铁水中磷含量在0.150wt％以下，镍含量小于0.10wt％。通过控制铁水中磷、镍含量，进一步减轻炼钢过程中的造渣需求。
进一步地，所述步骤(1)中，出钢时的底吹切换为10分钟氮氩切换。由此，可以有效控制钢水中的含氮量，从而降低其对合金钢的高温韧性、塑性、冷加工和焊接性能的影响。
进一步地，所述步骤(1)中，炼钢得到的熔渣的碱度R为3.0～3.8。从而能够有效除去钢水的磷、硫等元素。
在本申请中，通过步骤(2)的钢包精炼过程在真空、惰性气氛下实现脱氧、脱硫、去除夹杂、夹杂物变性、微调成分、控制钢水温度等目的。精炼过程中，本申请的开机炉次吊包温度还会在正常炉次基础上高控15℃，以便于更好的接纳和加热钢水。并且，在第一次通电完成且钢水成分均匀后取样，根据化验结果合金钢的目标成分加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁等进行有限次调整，从而得到所需的合金钢成分。此外，本申请根据进站温度适当控制通电时间，可保证在取样时取三分钟样温度＞1510℃。整个精炼过程周期为40～50min，获得的精炼钢水即可出站用于连铸过程。
进一步地，所述步骤(2)中，钢包中钢水的液相线为1466℃。
进一步地，所述步骤(2)中，进站钢水的温度为1480℃以上。通过使进站钢水的温度超过钢水的液相线，从而保证钢水不会析出固体。
进一步地，所述步骤(1)的出钢过程和所述步骤(2)的钢水进站过程中吹氩流量为100～150L/min，氩气压力为0.3～0.4MPa；以及所述步骤(2)中，第一次通电过程中吹氩流量为250～350L/min，第二次通电过程中吹氩流量为 50～100L/min，氩气压力均为0.3～0.4MPa。通过吹氩，能够充分隔绝钢包与空气的接触，同时驱逐钢水中过多的氮元素。
进一步地，所述步骤(2)中，在钢水温度和成分达到要求后以3～5m/s的速度喂硅钡线100m，然后以钢包内钢水液面不裸露的程度软吹氩气10min以上，之后吊包。通过上述程度的软吹氩气，可以实现对钢水弱搅拌的效果，从而使得喂入的硅钡线在钢水中充分扩散均匀，促进硅钡线对钢水中夹杂物的变性处理，使之上浮，并改善流动性。
在本申请中，步骤(3)通过连铸的方式获得了所需的含铌合金钢材。其中，中间包在烘烤前还需要将中包内残余杂物清扫干净，并且在浇铸开始前进行氩气置换吹扫，大包则采用氩封长水口。并且，所述连铸严格控制合适的浇铸过热度，当其小于15℃时，则使用等离子加热以回升至15～25℃的范围内。此外，所述连铸采用全保护浇铸，中间包开始浇铸后其内的钢水液面下降至2/3高度时加入中间包覆盖剂，之后陆续补加覆盖剂，最后加入稻壳，期间以钢水不会露出红色为宜。
进一步地，在步骤(3)中，当上下炉连接转包浇钢时，中间包液面高度为 400mm以上时开启浇铸。
进一步地，所述步骤(3)中，浇铸断面为直径250mm的圆坯，在15～30℃温差下的拉速为1.20m/min，换热速度为0.80m/min。
进一步地，所述步骤(3)中，结晶器水流量为120～130m3/h，二冷水比水量为0.60L/kg，二冷水分配比为27/48/25。通过结晶器和二次冷却器的降温，从而可以将钢水连铸为相应的合金钢。
[有益效果]
综上所述，本申请具有以下有益效果：
根据本申请的含铌合金钢通过将常规合金钢中的钒元素替换为铌元素，从而有效降低了原料成本，同时以该合金钢制成的预应力钢丝及钢绞线依旧能够保持较高的机械性能，如抗拉强度、断面收缩率等。此外，根据本申请的上述含铌合金钢的制备方法能够降低合金钢的冶炼成本，并且促使铌在钢中充分微合金化，保证铌在钢中发挥与钒相近的作用。
本申请通过在转炉中合理调整合金的加入顺序、充分保证出钢过程中钢包底吹氩气时间、充分利用钢水流动冲刷及底吹氩气搅拌的动力学条件，共同促进铌铁的溶解来提高铌铁吸收率。并且，本申请采用的工业铌铁(FeNb60)的熔化温度范围通常为1520～1600℃，在钢水中的熔化更近似于溶解，因此本申请通过控制转炉出钢温度和铌铁合金加入时机来提高铌合金收得率，使得所加入铌铁中Nb元素(FeNb)收得率≥95％。并且，本申请中，铌在钢中发挥碳氮化铌阻止高温晶粒长和固溶铌提高淬透性，发挥固溶强化应有的作用，是以铌代钒微合金化的技术关键。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本申请，以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，但本领域技术人员能够理解的是，本申请所示的实施例仅为本申请的优选实施方式，本申请要求保护的范围并不仅局限于此，而应当以权利要求书的内容为准。
仪器设备
120t顶底复吹转炉
LF钢包精炼炉
六机六流Φ250.0mm圆坯连铸机
实施例1
根据本申请的含铌合金钢的制备方法，所述含铌合金钢包含0.82wt％的碳、0.25wt％的硅、0.77wt％的锰、0.020wt％的磷、0.018wt％的硫、0.26wt％的铬、 0.025wt％的铌、0.08wt％的镍、0.16wt％的铜以及余量的铁，此外氧元素含量为30ppm，氮元素含量为55ppm。所述制备方法依次包括以下工艺步骤：
(1)转炉炼钢：将100t的铁水和25t的废钢加入转炉中，吹氧冶炼，其中所述铁水温度为1250℃以上，磷含量在0.150wt％以下，镍含量小于0.10wt％，炼钢过程中采用氧气顶底复吹模式，氧压为0.8MPa，终点采用高拉补吹模式，使得C≥0.08wt％，P≤0.015wt％，之后将炼得的钢水由转炉周转至钢包中，其中出钢温度为1630℃，出钢过程中再向钢包中依次加入1081.25kg的碳粉、50 kg的铌铁、1447.5kg的硅锰、236.25kg的硅铁、491.25kg的高碳铬铁和300kg 的石灰，同时以吹氩流量为150L/min和氩气压力为0.3MPa来底吹氩气，并且出钢时的底吹切换为10分钟氮氩切换，炼钢得到的熔渣的碱度R为3.8，出钢钢水包含0.72wt％的碳、0.20wt％的硅、0.75wt％的锰、0.020wt％的磷、0.24wt％的铬和0.025wt％的铌以及余量的铁；
(2)钢包精炼：在吹氩流量为150L/min，氩气压力为0.3MPa的底吹氩气的情况下，将步骤(1)获得钢水(液相线为1466℃，温度为1480℃以上) 的钢包进站至精炼工位，之后吹氩流量改为350L/min，氩气压力为0.3MPa，以6级电压和35000A的电流送电加热造渣10分钟(保证在取样时取三分钟样温度＞1510℃)，测温和取样分析成分，根据结果按目标合金钢成分加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁等进行有限次调整，严禁多次调整成分，之后吹氩流量为100L/min，氩气压力为0.3MPa，以4级电压和30000A的电流送电加热，所述造渣包括以500kg的总量分3批加入石灰，以及加入萤石调节流动性，根据8kg/吨钢水的总渣量调节LF炉碱度在3.0，之后以0.50kg/吨钢水的总量分批加入碳化硅和/或电石来进行渣面脱氧，控制白渣保持15分钟和FeO ＜0.5wt％，待钢水温度为1525℃且达到所述含铌合金钢的成分配比后，以3m/s 的速度喂硅钡线100m，然后以钢包内钢水液面不裸露的程度软吹氩气10min 以上，之后吊包；以及
(3)连铸：中间包在浇铸开始前进行氩气置换吹扫，大包则采用氩封长水口，中包下水口用
Figure BDA0002961901010000061
的水口，控制中包温度为1491℃，待中间包中钢水液面高度为300mm以上时开启浇铸，或当上下炉连接转包浇钢时，中间包液面高度为400mm以上时开启浇铸，其中控制浇铸过热度为15℃(小于15℃时，则使用等离子加热以回升至15～25℃的范围内)，浇铸断面为直径250mm的圆坯，在15℃温差下的拉速为1.20m/min，换热速度为0.80m/min，结晶器水流量为130m3/h，二冷水比水量为0.60L/kg，二冷水分配比为27/48/25，待中间包中钢水液面高度在250mm以下时停止浇铸，连铸期间，采用全保护浇铸，中间包开始浇铸后其内的钢水液面下降至2/3高度时加入中间包覆盖剂，之后陆续补加覆盖剂，最后加入稻壳，期间以钢水不会露出红色为宜。
由此，即制得根据本申请的含铌合金钢。
实施例2
根据本申请的含铌合金钢的制备方法，所述含铌合金钢包含0.81wt％的碳、0.28wt％的硅、0.79wt％的锰、0.023wt％的磷、0.014wt％的硫、0.24wt％的铬、 0.034wt％的铌、0.09wt％的镍、0.17wt％的铜以及余量的铁，此外氧元素含量为34ppm，氮元素含量为58ppm。所述制备方法依次包括以下工艺步骤：
(1)转炉炼钢：将102t的铁水和28t的废钢加入转炉中，吹氧冶炼，其中所述铁水温度为1250℃以上，磷含量在0.150wt％以下，镍含量小于0.10wt％，炼钢过程中采用氧气顶底复吹模式，氧压为0.9MPa，终点采用高拉补吹模式，使得C≥0.08wt％，P≤0.015wt％，之后将炼得的钢水由转炉周转至钢包中，其中出钢温度为1600℃，出钢过程中再向钢包中依次加入1124.5kg的碳粉、52kg 的铌铁、1505.4kg的硅锰、245.7kg的硅铁、510.9kg的高碳铬铁和300kg的石灰，同时以吹氩流量为100L/min和氩气压力为0.4MPa来底吹氩气，并且出钢时的底吹切换为10分钟氮氩切换，炼钢得到的熔渣的碱度R为3.0，出钢钢水包含0.78wt％的碳、0.23wt％的硅、0.72wt％的锰、0.018wt％的磷、0.19wt％的铬和0.022wt％的铌以及余量的铁；
(2)钢包精炼：在吹氩流量为100L/min，氩气压力为0.4MPa的底吹氩气的情况下，将步骤(1)获得钢水(液相线为1466℃，温度为1480℃以上) 的钢包进站至精炼工位，之后吹氩流量改为250L/min，氩气压力为0.4MPa，以6级电压和25000A的电流送电加热造渣10分钟(保证在取样时取三分钟样温度＞1510℃)，测温和取样分析成分，根据结果按目标合金钢成分加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁等进行有限次调整，严禁多次调整成分，之后吹氩流量为50L/min，氩气压力为0.4MPa，以4级电压和35000A的电流送电加热，所述造渣包括以500kg的总量分3批加入石灰，以及加入萤石调节流动性，根据10kg/吨钢水的总渣量调节LF炉碱度在3.5，之后以0.50kg/吨钢水的总量分批加入碳化硅和/或电石来进行渣面脱氧，再控制白渣保持15分钟和FeO＜0.5wt％，待钢水温度为1520℃且达到所述含铌合金钢的成分配比后，以4m/s 的速度喂硅钡线100m，然后以钢包内钢水液面不裸露的程度软吹氩气10min 以上，之后吊包；以及
(3)连铸：中间包在浇铸开始前进行氩气置换吹扫，大包则采用氩封长水口，中包下水口用
Figure BDA0002961901010000081
的水口，控制中包温度为1486℃，待中间包中钢水液面高度为300mm以上时开启浇铸，或当上下炉连接转包浇钢时，中间包液面高度为400mm以上时开启浇铸，其中控制浇铸过热度为25℃(小于15℃时，则使用等离子加热以回升至15～25℃的范围内)，浇铸断面为直径250mm的圆坯，在30℃温差下的拉速为1.20m/min，换热速度为0.80m/min，结晶器水流量为120m3/h，二冷水比水量为0.60L/kg，二冷水分配比为27/48/25，待中间包中钢水液面高度在250mm以下时停止浇铸，连铸期间，采用全保护浇铸，中间包开始浇铸后其内的钢水液面下降至2/3高度时加入中间包覆盖剂，之后陆续补加覆盖剂，最后加入稻壳，期间以钢水不会露出红色为宜。
由此，即制得根据本申请的含铌合金钢。
实施例3
根据本申请的含铌合金钢的制备方法，所述含铌合金钢包含0.84wt％的碳、0.27wt％的硅、0.77wt％的锰、0.019wt％的磷、0.025wt％的硫、0.24wt％的铬、 0.038wt％的铌、0.05wt％的镍、0.17wt％的铜以及余量的铁，此外氧元素含量为38ppm，氮元素含量为52ppm。所述制备方法依次包括以下工艺步骤：
(1)转炉炼钢：将95t的铁水和22t的废钢加入转炉中，吹氧冶炼，其中所述铁水温度为1250℃以上，磷含量在0.150wt％以下，镍含量小于0.10wt％，炼钢过程中采用氧气顶底复吹模式，氧压为0.8MPa，终点采用高拉补吹模式，使得C≥0.08wt％，P≤0.015wt％，之后将炼得的钢水由转炉周转至钢包中，其中出钢温度为1620℃，出钢过程中再向钢包中依次加入925.55kg的碳粉、42.8 kg的铌铁、1239.06kg的硅锰、202.23kg的硅铁、420.51kg的高碳铬铁和300 kg的石灰，同时以吹氩流量为120L/min和氩气压力为0.3MPa来底吹氩气，并且出钢时的底吹切换为10分钟氮氩切换，炼钢得到的熔渣的碱度R为3.4，出钢钢水包含0.75wt％的碳、0.15wt％的硅、0.70wt％的锰、0.015wt％的磷、 0.22wt％的铬和0.028wt％的铌以及余量的铁；
(2)钢包精炼：在吹氩流量为120L/min，氩气压力为0.3MPa的底吹氩气的情况下，将步骤(1)获得钢水(液相线为1466℃，温度为1480℃以上) 的钢包进站至精炼工位，之后吹氩流量改为300L/min，氩气压力为0.4MPa，以6级电压和30000A的电流送电加热造渣13分钟(保证在取样时取三分钟样温度＞1510℃)，测温和取样分析成分，根据结果按目标合金钢成分加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁等进行有限次调整，严禁多次调整成分，之后吹氩流量为70L/min，氩气压力为0.3MPa，以4级电压和32000A的电流送电加热，所述造渣包括以500kg的总量分3批加入石灰，以及加入萤石调节流动性，根据9kg/吨钢水的总渣量调节LF炉碱度在3.2，之后以0.50kg/吨钢水的总量分批加入碳化硅和/或电石来进行渣面脱氧，控制白渣保持15分钟和FeO＜0.5 wt％，待钢水温度为1530℃且达到所述含铌合金钢的成分配比后，以5m/s的速度喂硅钡线100m，然后以钢包内钢水液面不裸露的程度软吹氩气10min以上，之后吊包；以及
(3)连铸：中间包在浇铸开始前进行氩气置换吹扫，大包则采用氩封长水口，中包下水口用
Figure BDA0002961901010000091
的水口，控制中包温度为1481℃，待中间包中钢水液面高度为300mm以上时开启浇铸，或当上下炉连接转包浇钢时，中间包液面高度为400mm以上时开启浇铸，其中控制浇铸过热度为20℃(小于15℃时，则使用等离子加热以回升至15～25℃的范围内)，浇铸断面为直径250mm的圆坯，在20℃温差下的拉速为1.20m/min，换热速度为0.80m/min，结晶器水流量为125m3/h，二冷水比水量为0.60L/kg，二冷水分配比为27/48/25，待中间包中钢水液面高度在250mm以下时停止浇铸，连铸期间，采用全保护浇铸，中间包开始浇铸后其内的钢水液面下降至2/3高度时加入中间包覆盖剂，之后陆续补加覆盖剂，最后加入稻壳，期间以钢水不会露出红色为宜。
由此，即制得根据本申请的含铌合金钢。
实施例4
根据本申请的含铌合金钢的制备方法，所述含铌合金钢包含0.82wt％的碳、0.23wt％的硅、0.75wt％的锰、0.020wt％的磷、0.015wt％的硫、0.28wt％的铬、 0.020wt％的铌、0.12wt％的铜以及余量的铁，此外氧元素含量为36ppm，氮元素含量为47ppm。所述制备方法依次包括以下工艺步骤：
(1)转炉炼钢：将100t的铁水和25t的废钢加入转炉中，吹氧冶炼，其中所述铁水温度为1250℃以上，磷含量在0.150wt％以下，镍含量小于0.10wt％，炼钢过程中采用氧气顶底复吹模式，氧压为0.9MPa，终点采用高拉补吹模式，使得C≥0.08wt％，P≤0.015wt％，之后将炼得的钢水由转炉周转至钢包中，其中出钢温度为1610℃，出钢过程中再向钢包中依次加入1081.25kg的碳粉、50 kg的铌铁、1447.5kg的硅锰、236.25kg的硅铁、491.25kg的高碳铬铁和300kg 的石灰，同时以吹氩流量为120L/min和氩气压力为0.3MPa来底吹氩气，并且出钢时的底吹切换为10分钟氮氩切换，炼钢得到的熔渣的碱度R为3.8，出钢钢水包含0.74wt％的碳、0.153wt％的硅、0.71wt％的锰、0.012wt％的磷、0.22 wt％的铬和0.026wt％的铌以及余量的铁；
(2)钢包精炼：在吹氩流量为120L/min，氩气压力为0.3MPa的底吹氩气的情况下，将步骤(1)获得钢水(液相线为1466℃，温度为1480℃以上) 的钢包进站至精炼工位，之后吹氩流量改为250L/min，氩气压力为0.3MPa，以6级电压和35000A的电流送电加热造渣10分钟(保证在取样时取三分钟样温度＞1510℃)，测温和取样分析成分，根据结果按目标合金钢成分加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁等进行有限次调整，严禁多次调整成分，之后吹氩流量为80L/min，氩气压力为0.4MPa，以4级电压和30000A的电流送电加热，所述造渣包括以500kg的总量分2批加入石灰，以及加入萤石调节流动性，根据10kg/吨钢水的总渣量调节LF炉碱度在3.8，之后以0.50kg/吨钢水的总量分批加入碳化硅和/或电石来进行渣面脱氧，控制白渣保持15分钟和FeO＜0.5 wt％，待钢水温度为1520℃且达到所述含铌合金钢的成分配比后，以5m/s的速度喂硅钡线100m，然后以钢包内钢水液面不裸露的程度软吹氩气10min以上，之后吊包；以及
(3)连铸：中间包在浇铸开始前进行氩气置换吹扫，大包则采用氩封长水口，中包下水口用
Figure BDA0002961901010000101
的水口，控制中包温度为1481℃，待中间包中钢水液面高度为300mm以上时开启浇铸，或当上下炉连接转包浇钢时，中间包液面高度为400mm以上时开启浇铸，其中控制浇铸过热度为25℃(小于15℃时，则使用等离子加热以回升至15～25℃的范围内)，浇铸断面为直径250mm的圆坯，在25℃温差下的拉速为1.20m/min，换热速度为0.80m/min，结晶器水流量为125m3/h，二冷水比水量为0.60L/kg，二冷水分配比为27/48/25，待中间包中钢水液面高度在250mm以下时停止浇铸，连铸期间，采用全保护浇铸，中间包开始浇铸后其内的钢水液面下降至2/3高度时加入中间包覆盖剂，之后陆续补加覆盖剂，最后加入稻壳，期间以钢水不会露出红色为宜。
由此，即制得根据本申请的含铌合金钢。
测试实施例
分别将实施例1至4制得的含铌合金钢热轧为直径6.0mm和11.0mm的盘条，然后进行拉伸试验测定其抗拉强度Rm和断面收缩率Z，其结果显示于以下表1中。
[表1]
Figure BDA0002961901010000111
由上述表1可以看出，根据本申请制得的含铌合金钢均具有优良的机械性能，符合国家标准GB/T 24238-2017的要求，从而可以替代原有的含钒B钢，作为YL82B型钢来制造预应力钢丝及钢绞线，有效节约了成本。本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种含铌合金钢，其特征在于，包含以下含量的元素：
Figure FDA0002961892000000011
2.根据权利要求1所述的含铌合金钢，其特征在于，包含以下含量的元素：
Figure FDA0002961892000000012
3.一种根据权利要求1或2所述的含铌合金钢的制备方法，其特征在于，依次包括以下工艺步骤：
(1)转炉炼钢：将铁水和废钢加入转炉中，吹氧冶炼，其中所述铁水温度为1250℃以上，炼钢过程中采用氧气顶底复吹模式，氧压为0.8MPa以上，终点采用高拉补吹模式，使得C≥0.08wt％，P≤0.015wt％，之后将炼得的钢水由转炉周转至钢包中，其中出钢温度为1600～1630℃，出钢过程中再向钢包中依次加入碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁和石灰，同时底吹氩气，其中所述铁水与废钢的重量比为(95～105)：(22～28)，以及相对于所述铁水和废钢的总重量，所述碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁和石灰的加入量分别为8.40～8.90kg/t、0.35～0.45kg/t、11.50～11.70kg/t、1.80～2.00kg/t、3.80～4.00kg/t和2.20～2.40kg/t；
(2)钢包精炼：在持续底吹氩气的情况下，将步骤(1)获得钢水的钢包进站至精炼工位，之后以6级电压和25000～35000A的电流送电加热造渣10～13分钟，测温和取样分析成分，根据结果按目标合金钢成分进行调整，之后以4级电压和30000～35000A的电流送电加热，所述造渣包括以至少3.85kg/吨钢水的总量分2～3批加入石灰，以及加入萤石调节流动性，根据8～10kg/吨钢水的总渣量调节LF炉碱度在3.0～3.8范围内，之后以0.48～0.52kg/吨钢水的总量分批加入碳化硅和/或电石来进行渣面脱氧，控制白渣保持15分钟以上和FeO＜0.5wt％，待钢水温度为1520～1530℃且成分达标后吊包；以及
(3)连铸：控制中包温度为1481～1491℃，待中间包中钢水液面高度为300mm以上时开启浇铸，且待中间包中钢水液面高度在250mm以下时停止浇铸，其中控制浇铸过热度为15～25℃。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，相对于所述铁水和废钢的总重量，所述碳粉、铌铁、硅锰、硅铁、高碳铬铁和石灰的加入量分别为8.65kg/t、0.40kg/t、11.58kg/t、1.89kg/t、3.93kg/t和2.31kg/t；
所述铁水中磷含量在0.150wt％以下，镍含量小于0.10wt％。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，出钢时的底吹切换为10分钟氮氩切换；
炼钢得到的熔渣的碱度R为3.0～3.8。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，钢包中钢水的液相线为1466℃，进站钢水的温度为1480℃以上。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的出钢过程和所述步骤(2)的钢水进站过程中吹氩流量为100～150L/min，氩气压力为0.3～0.4MPa；以及所述步骤(2)中，第一次通电过程中吹氩流量为250～350L/min，第二次通电过程中吹氩流量为50～100L/min，氩气压力均为0.3～0.4MPa。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在钢水温度和成分达到要求后以3～5m/s的速度喂硅钡线100m，然后以钢包内钢水液面不裸露的程度软吹氩气10min以上，之后吊包。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，当上下炉连接转包浇钢时，中间包液面高度为400mm以上时开启浇铸。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，浇铸断面为直径250mm的圆坯，在15～30℃温差下的拉速为1.20m/min，换热速度为0.80m/min；
结晶器水流量为120～130m3/h，二冷水比水量为0.60L/kg，二冷水分配比为27/48/25。
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