CN114250419A - 一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK及其制备方法 - Google Patents

一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK及其制备方法，所述低碳胎圈拉丝钢BT400BK的各化学组分及质量百分比含量为：C：0.09％～0.12％，Si：0.12％～0.20％，Mn：0.45％～0.55％，P≤0.015％，S≤0.012％，Cr≤0.08％，Ni≤0.10％，Cu≤0.08％，Alt≤0.010％，As≤0.030％，Sn≤0.010％，Cu+Cr+Ni≤0.15％，N≤0.0070％，余量为Fe。所述方法包括转炉冶炼、钢包合金化、静吹氩、LF炉精炼、连铸、加热工艺和轧制工艺等步骤。本发明制备出的成品钢材抗拉强度通条性好，盘条表面质量优良，而且具有优良的塑性和延展性。

Description

一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK及其制备方法
技术领域
本发明涉及胎圈钢丝技术领域，尤其涉及一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK及其制备方法。
背景技术
胎圈钢丝主要应用于轮胎行业，我国胎圈钢丝企业较高的产品质量和低成本综合优势，在轮胎行业全球化采购模式中获得了较为广阔的发展机会，同时轮胎产品更新换代速度加速，轮胎企业对骨架材料技术研发提出了更高的要求，高性能胎圈钢丝的应用，不仅可以提高轮胎安全性能，而且能够实现绿色环保的要求。
400MPa级胎圈钢丝用钢BT400BK应用轮胎中丝对钢水洁净度要求非常严格(最大纵向夹杂物宽度尺寸≤35μm、最大横向夹杂物尺寸≤35μm、最大钛夹杂物宽度尺寸≤15μm)，氮气体含量低(N含量≤0.0080％)，要求抗拉强度通条性好，盘条表面质量优良，且具有优良的塑性和延展性。现有方法制备出的胎圈钢丝用钢BT400BK脆性夹杂物和Ti-夹杂物比例增多，脆性夹杂物尺寸超过40μm以上的占16.67％，最大钛夹杂物宽度尺寸超过20μm以上，且抗拉强度偏低≤400MPa，无法满足上述要求，还具有进一步提升和完善的空间。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK及其制备方法，制备出的成品钢材抗拉强度通条性好，盘条表面质量优良，同时具有优良的塑性和延展性。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK，各化学组分及质量百分比含量为：C：0.09％～0.12％，Si：0.12％～0.20％，Mn：0.45％～0.55％，P≤0.015％，S≤0.012％，Cr≤0.08％，Ni≤0.10％，Cu≤0.08％，Alt≤0.010％，As≤0.030％，Sn≤0.010％，Cu+Cr+Ni≤0.15％，N≤0.0070％，余量为Fe。
一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤
S1、转炉冶炼；先将废钢输入氧气顶底复吹转炉，再将铁水输入氧气顶底复吹转炉，加入辅料白灰和白云石，开始升温操作，进行前期脱P，然后中后期脱S，再控制转炉终点C为0.04％～0.05％，P≤0.010％；一次倒炉，避免点吹防止氮含量偏高；然后钢水倒入钢包内；
S2、钢包合金化；出钢1/4～1/3时加入石灰、脱氧剂、铁合金进行合金化；吹氩时间≥5min，出钢时禁止下渣；下渣量≤30mm，然后出站；
S3静吹氩；将S2中出炉后的钢水输入氩站，进行吹氩处理，炉后禁止加入碳化稻壳，然后出站；
S4、LF炉精炼；将S3中出站后的钢水输入LF炉精炼，要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；先精炼微正压操作，化渣前调整风门，若通电时不满足要求，则需要先调整再通电，过程中禁止大吹氩，防止吸氮；然后加入活性石灰、电石渣、硅铁粉等辅料造白渣，加入萤石用于稀释渣，然后加入中碳锰铁、锰硅、硅铁进行微调；喂钙铁线80～100米；软吹时间≥12min，确保静吹时间以及吹氩效果，离炉前加入覆盖剂碳化稻壳，然后出炉；
S5、连铸；将S4中出炉后的钢水输入方坯连铸；使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌；水口须对中，水口插入深度控制在80～90mm，控制过热度；恒定拉速为2.2m/min～2.4m/min铸成定尺150mm×150mm方坯下线；
S6、加热工艺；将S5中下线的方坯吊入推钢式加热炉进行加热；
S7、轧制工艺；将S6中加热后的方坯先进行高压水除鳞处理，随后经过粗轧、中轧、精轧，然后吐丝，吐丝后的盘条经斯太尔摩风冷线运输下线，集成盘卷，进行切头尾处理后打包，获得胎圈拉丝钢成品。
进一步的，所述步骤S1中，废钢占13％，铁水占87％；吨钢辅料加入量：白灰40～50Kg/t，白云石28～32Kg/t，出钢温度1680～1700℃，严禁下渣。
进一步的，所述步骤S2中，石灰10～15Kg/t，脱氧剂0.05～0.08Kg/t；吨钢合金加入目标量：锰硅6.05Kg/t，硅铁0.5Kg/t，增碳剂0.5kg/t。
进一步的，所述步骤S3中，静吹氩时间≥8min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1kg～1.2kg/t，喂线速度3m/s。
进一步的，所述步骤S4中，LF精炼时间60min～80min，全分析温度1635℃～1645℃；吨钢辅料加入量：活性石灰8.0～9.0Kg/t，萤石230Kg/炉，电石渣20Kg/炉，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t；吨钢合金加入量：硅铁粉0.70～0.75Kg/t，中碳锰铁0.24～0.28Kg/t，锰硅0.65～0.7Kg/t，硅铁2.10～2.15Kg/t；并对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求。
进一步的，所述步骤S5中，结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续；平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
进一步的，所述步骤S6中，整个加热过程控制预热段温度880±20℃，加热段温度1080±20℃，均热段温度1140±20℃，加热时间2.5±0.2h。
进一步的，所述步骤S7中，整个轧制过程的轧制温度和冷却速度具体控制如下：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1010±20℃；精轧入口温度：880±20℃；吐丝温度：920±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.35m/s；辊道增速设定3～5％。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、利用精选原料+转炉沉淀脱氧工艺和低碳低磷低硫增碳技术+LF炉精炼功能和非金属夹杂变性处理技术+连铸中间包冶金和保护浇注技术保证钢水洁净度。
2、通过轧钢斯太尔摩控轧控冷工艺，保证盘条强度稳定性。
3、控制盘条尺寸精度达到GB/T14981中B+精度。
附图说明
图1是本发明所提出的一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明所提出的一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK，各化学组分及质量百分比含量为：C：0.09％～0.12％，Si：0.12％～0.20％，Mn：0.45％～0.55％，P≤0.015％，S≤0.012％，Cr≤0.08％，Ni≤0.10％，Cu≤0.08％，Alt≤0.010％，As≤0.030％，Sn≤0.010％，Cu+Cr+Ni≤0.15％，N≤0.0070％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤
S1、转炉冶炼；先将废钢输入氧气顶底复吹转炉，再将铁水输入氧气顶底复吹转炉，其中，按质量百分比，废钢占13％，铁水占87％；然后加入辅料白灰、白云石，其中，吨钢辅料加入量：白灰40～50Kg/t，白云石28～32Kg/t，然后开始升温操作，进行前期脱P、中后期脱S，再控制转炉终点C为0.040％～0.050％，P≤0.010％，出钢温度1680～1700℃，严禁下渣；随后经一次倒炉，避免点吹防止氮含量偏高；然后钢水倒入钢包内；
S2、钢包合金化；出钢1/4～1/3时加入石灰、脱氧剂、铁合金进行合金化；吹氩时间≥5min，其中，石灰10～15Kg/t，脱氧剂0.05～0.08Kg/t；吨钢铁合金加入量：锰硅6.05Kg/t，硅铁0.5Kg/t，增碳剂0.5kg/t；然后出炉，出钢时禁止下渣；下渣时，下渣量≤30mm；
S3、静吹氩；将S2中出炉后的钢水输入氩站，进行吹氩处理，静吹氩时间≥8min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1kg～1.2kg/t，喂线速度3m/s；净空500mm，渣厚40mm；且处理后禁止加入碳化稻壳，然后出站；
S4、LF炉精炼；将S3中出站后的钢水输入LF炉精炼，先精炼微正压操作，化渣前调整风门，若通电时不满足要求，则需要先调整再通电，过程中禁止大吹氩，防止吸氮；然后加入活性石灰、电石渣、硅铁粉等辅料造白渣，加入萤石用于稀释渣，然后加入中碳锰铁、锰硅、硅铁进行微调；喂钙铁线80～100米；软吹时间≥12min，确保静吹时间以及吹氩效果，离炉前加入覆盖剂碳化稻壳，然后出炉；
该步骤要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；LF精炼时间60min～80min，全分析温度1635℃～1645℃；吨钢合金加入量：硅铁粉0.70～0.75Kg/t，中碳锰铁0.24～0.28Kg/t，锰硅0.65～0.7Kg/t，硅铁2.10～2.15Kg/t；吨钢辅料加入量：活性石灰8.0～9.0Kg/t，萤石230Kg/炉，电石渣20Kg/炉，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t；过程中对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；
S5、连铸；将S4中出炉后的钢水输入方坯连铸；使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌；其中，结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续；平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃，全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；另外，水口须对中，水口插入深度控制在80～90mm；恒定拉速为2.2m/min～2.4m/min铸成定尺150mm×150mm方坯下线；铸坯切割采用自动加人工相结合的方式；
S6、加热工艺；将S5中下线的方坯吊入推钢式加热炉，整个加热过程控制预热段880±20℃，加热段1080±20℃，均热段1140±20℃，加热时间2.5±0.2h，然后出炉；
S7、轧制工艺；将S6中加热后的方坯先进行高压水除鳞处理，随后依次粗轧、中轧、精轧、然后吐丝，吐丝后的盘条经斯太尔摩风冷线运输下线，集成盘卷，进行切头尾处理后打包，获得胎圈拉丝钢成品。
整个轧制过程的轧制温度和冷却速度具体控制如下：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1010±20℃；精轧入口温度：880±20℃；吐丝温度：920±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.35m/s；辊道增速设定3～5％。
本发明中未详尽事宜均为本领域内的常规设置。
化学成分检验结果
熔炼号 C％ Si％ Mn％ P％ S％ Ti％ N％
9E25302 转炉终点样 0.052 0.07 0.008 0.032
9E25302 炉后样 0.078 0.08 0.35 0.009 0.029
9E25302 LF第1次样 0.086 0.09 0.45 0.009 0.027
9E25302 LF第2次样 0.097 0.16 0.49 0.011 0.021
9E25302 LF第3次样 0.099 0.16 0.49 0.010 0.012 0.0010
9E25302 连铸中间包样 0.098 0.15 0.46 0.010 0.012 0.0045
CS分析及气体含量
Figure BDA0003444487990000061
显微组织和非金属夹杂物
Figure BDA0003444487990000062
脆性夹杂物、Ti-夹杂物及氧化铁皮厚度
Figure BDA0003444487990000071
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK，其特征在于：所述低碳胎圈拉丝钢BT400BK的各化学组分及质量百分比含量为：C：0.09％～0.12％，Si：0.12％～0.20％，Mn：0.45％～0.55％，P≤0.015％，S≤0.012％，Cr≤0.08％，Ni≤0.10％，Cu≤0.08％，Alt≤0.010％，As≤0.030％，Sn≤0.010％，Cu+Cr+Ni≤0.15％，N≤0.0070％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种400MPa级低碳胎圈拉丝钢BT400BK的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤
S1、转炉冶炼；先将废钢输入氧气顶底复吹转炉，再将铁水输入氧气顶底复吹转炉，加入辅料白灰和白云石，开始升温操作，进行前期脱P，然后中后期脱S，再控制转炉终点C为0.04％～0.05％，P≤0.010％；一次倒炉，避免点吹防止氮含量偏高；然后钢水倒入钢包内；
S2、钢包合金化；出钢1/4～1/3时加入石灰、脱氧剂、铁合金进行合金化；吹氩时间≥5min，出钢时禁止下渣；下渣量≤30mm，然后出站；
S3静吹氩；将S2中出炉后的钢水输入氩站，进行吹氩处理，炉后禁止加入碳化稻壳，然后出站；
S4、LF炉精炼；将S3中出站后的钢水输入LF炉精炼，要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；先精炼微正压操作，化渣前调整风门，若通电时不满足要求，则需要先调整再通电，过程中禁止大吹氩，防止吸氮；然后加入活性石灰、电石渣、硅铁粉等辅料造白渣，加入萤石用于稀释渣，然后加入中碳锰铁、锰硅、硅铁进行微调；喂钙铁线80～100米；软吹时间≥12min，确保静吹时间以及吹氩效果，离炉前加入覆盖剂碳化稻壳，然后出炉；
S5、连铸；将S4中出炉后的钢水输入方坯连铸；使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌；水口须对中，水口插入深度控制在80～90mm，控制过热度；恒定拉速为2.2m/min～2.4m/min铸成定尺150mm×150mm方坯下线；
S6、加热工艺；将S5中下线的方坯吊入推钢式加热炉进行加热；
S7、轧制工艺；将S6中加热后的方坯先进行高压水除鳞处理，随后经过粗轧、中轧、精轧，然后吐丝，吐丝后的盘条经斯太尔摩风冷线运输下线，集成盘卷，进行切头尾处理后打包，获得胎圈拉丝钢成品。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，废钢占13％，铁水占87％；吨钢辅料加入量：白灰40～50Kg/t，白云石28～32Kg/t，出钢温度1680～1700℃，严禁下渣。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，石灰10～15Kg/t，脱氧剂0.05～0.08Kg/t；吨钢合金加入目标量：锰硅6.05Kg/t，硅铁0.5Kg/t，增碳剂0.5kg/t。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，静吹氩时间≥8min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂复氮合金包芯线1kg～1.2kg/t，喂线速度3m/s。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，LF精炼时间60min～80min，全分析温度1635℃～1645℃；吨钢辅料加入量：活性石灰8.0～9.0Kg/t，萤石230Kg/炉，电石渣20Kg/炉，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t；吨钢合金加入量：硅铁粉0.70～0.75Kg/t，中碳锰铁0.24～0.28Kg/t，锰硅0.65～0.7Kg/t，硅铁2.10～2.15Kg/t；并对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续；平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，整个加热过程控制预热段温度880±20℃，加热段温度1080±20℃，均热段温度1140±20℃，加热时间2.5±0.2h。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S7中，整个轧制过程的轧制温度和冷却速度具体控制如下：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1010±20℃；精轧入口温度：880±20℃；吐丝温度：920±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.35m/s；辊道增速设定3～5％。
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