CN114959426A - 一种汽车刹车线金属材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车刹车线金属材料的制备方法，通过对低碳低硅铝镇静钢使用铝+钛复合脱氧后，优化低碳低硅铝镇静钢脱氧工艺,进一步提高脱氧效果,达到减少钢中高熔点夹杂物，杜绝了连铸中间包水口结瘤难题达到了稳定生产的目的，同时也解决了因脱氧不充分造成的连铸坯出现气泡的质量难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车刹车线金属材料的制备方法。
背景技术
在生产汽车刹车线金属材料单纯使用铝进行脱氧时产生有两个难题：1.当 钢中铝含量过高时钢水的脱氧效果良好，但如果钢液中产生的脱氧产物Al2O3 过多或者变性不好，连铸浇注过程中易发生中间包水口结瘤现象造成连铸机生 产中断。
当钢中铝含量过低就会造成钢水的脱氧不良，当钢水中氧含量偏高时，钢 水在冷却凝固过程中，随着钢中的溶解氧在钢液的溶解度降低，会析出与钢中 的碳反应产生CO气体在柱状晶生长方向接近铸坯表面形成孔洞叫气泡，气泡裸 露在表面叫表面气泡，没有裸露的叫皮下气泡，气泡小而密集的叫皮下针孔， 在加热炉内铸坯皮下气泡外露被氧化形成脱碳层，在轧材上形成形状和大小不 一的表面翘皮状结疤，同时脱氧不完全，形成夹杂物，拉拔过程中容易断裂。
按产品用途分，有用作冲压和面板成形的SPH系列钢、用于制造低强度系 列紧固件钢、用于制造五金及镀锌线系列拉丝钢、焊条钢等。特别是用钢棉代 替石棉生产刹车片和离合器等摩阻材料，在国际上得到广泛的应用，发展非常 迅速。钢棉用盘条是一种低碳低硅易切削钢，是一种新型材料，主要用于阻磨 材料，如刹车片等，也用于混凝土、塑料以及橡胶强化等诸多领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车刹车线金属材料的制备方法，能够优化低碳 低硅铝镇静钢脱氧工艺,进一步提高脱氧效果,达到减少钢中高熔点夹杂物，杜 绝连铸中间包水口结瘤难题，解决因脱氧不充分造成的连铸坯出现气泡的质量 难题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种汽车刹车线金属材料的制备方法，包括：
1).转炉终点控制：转炉一倒出钢，终点碳按w(C)＝0.02％～0.07％控制， 终点w(S)≤0.030％，终点w(P)≤0.014％，终点温度1615—1640℃；
2).脱氧合金化：合金加入量根据钢包成分要求设定加入量；出钢前加入复 合脱氧剂加入量中碳锰铁：650-750、铝铁：80-120；
3).转炉挡渣操作：转炉出钢过程采用挡渣冒挡前期渣、挡渣锥挡后期渣， 钢包渣层厚度控制在90mm以内；
4).氩站操作：钢水进站后，吹氩，成份、温度均匀后测温，镇静后定氧， 根据定氧仪所测得的钢中氧含量加铝进行调整；保证软吹时间并控制好氩气流 量，钢包内氧含量控制范围[O]≤40ppm，钢包Al含量控制范围0.006％-0.014％， 钢包Ti含量控制范围0.010％-0.015％；
5).LF炉控制：精炼冶炼开始前进行定氧作业，确认钢水中[O]a，当钢水中 [O]a≤20ppm时不配加铝铁；当钢水中[O]a≥20ppm时配加少量铝铁，精炼成分 控制精炼终点[Al]控制在0.005-0.007％，精炼终点[Ti]控制在0.005-0.0010％， 精炼终点[Si]控制在0.015-0.020％，精炼过程造高碱度还原渣，喂入纯钙线 300-400m/炉，Ca/Al＞0.12，软吹≥15min，精炼喂丝后5min进行定氧，要求 钢水中[O]a≤25ppm，促进夹杂物充分变性与上浮；
6).连铸操作：连铸从大包到中间包采用长水口和浸入式水氩封，中间包采 用碱性覆盖剂，结晶器采用预熔保护渣，液相线温度1525～1528℃、中间包温 度控制在1545～1555℃、过热度保持在25～35℃；
7).轧制工艺：加热炉加热温度控制为：预热加热时间大于等于3.5h，残 氧控制在1％--4％，开轧温度980±15℃，精轧入口温度为920±20℃，1架风 机开启度100％，2-8架关，8架风机开启度50％，9、10架风机关，保温罩全关。
进一步的，所述1)中，终点温度1630℃。
进一步的，所述2)中，出钢前加入复合脱氧剂加入量中碳锰铁：700Kg/t、 铝铁：100Kg/t。
进一步的，所述6)中，过热度保持在25～30℃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
低碳低硅铝镇静钢传统工艺路线如下：铁水—转炉(脱氧合金为铝铁、硅钙) —吹氩站(吹氩搅拌、测氧、软吹)—LF炉(造还原渣、补加铝铁、测氧、喂钙 线、软吹)—方坯连铸(保护浇注、中包覆盖剂)；
本发明使用铝+钛复合脱氧的原理：钢中加入Ti、Al复合脱氧后，钢中的 夹杂物主要为球状的Ti、Al的复合氧化物，且尺寸均小于31um。并且这种复合 夹杂物可以IGF形核，而Al含量过高不利于IGF的形成。Ti/A1从0增加到0.8 时，直径小于lum的夹杂物所占比例增幅较大；随着钢中Ti/A1的增加，钢中 直径在1um～3um的夹杂物所占比例有减小的趋势，随着钢中Ti/A1的增加，钢 中直径大于39um的夹杂物所占比例也有减小的趋势，当Ti/A1大于1.63时， 其频率基本稳定在小于5％的范围内。当钢中Al含量小于0.011％时，向钢中添加0.02％Ti脱氧可以得到细小、球状的MgO·A1203·TiOx—Si02·MnS的复合夹 杂物，且钢中夹杂物的颗粒大小明显细化。钢中析出物尺寸更小，分布更加弥 散，具有更强的钉扎力，能在热循环过程中有效钉扎奥氏体晶界。
本发明通过对低碳低硅铝镇静钢使用铝+钛复合脱氧后，优化低碳低硅铝 镇静钢脱氧工艺,进一步提高脱氧效果,达到减少钢中高熔点夹杂物，杜绝了连 铸中间包水口结瘤难题达到了稳定生产的目的，同时也解决了因脱氧不充分造 成的连铸坯出现气泡的质量难题。
具体实施方式
一种汽车刹车线金属材料的制备方法，按下列步骤进行操作：
1.转炉终点控制：
转炉一倒出钢，终点碳按w(C)＝0.02％～0.07％控制，终点w(S)≤0.030％， 终点w(P)≤0.014％，终点温度1615—1640℃；
2.脱氧合金化：
合金加入量根据钢包成分要求设定加入量；出钢前加入复合脱氧剂加入量 中碳锰铁：700Kg/t、铝铁：100Kg/t。
3.转炉挡渣操作:
挡渣效果差不仅增加钢水中氧含量、夹渣物数量，将会产生钢水回磷，产 生磷废；降低合金收得率，提高合金成本；为了减少钢渣对钢水氧化性的影响， 转炉出钢过程采用挡渣冒挡前期渣、挡渣锥挡后期渣，为提高挡渣效果，对挡 渣锥定位进行优化，并加强对出钢口维护。钢包渣层厚度控制在90mm以内，在 个别炉挡渣效果差时，可以适当的增加铝铁用量及在吹氩站采取补救措施。
4.氩站操作:
钢水进站后，吹氩，成份、温度均匀后测温，镇静后定氧，根据定氧仪所 测得的钢中氧含量加铝进行调整；保证软吹时间并控制好氩气流量。钢包内氧 含量控制范围[O]≤40ppm，钢包Al含量控制范围0.007％-0.015％。钢包Ti含量 控制范围0.010％-0.020％。
5.LF炉控制:
精炼冶炼开始前进行定氧作业，确认钢水中[O]a，当钢水中[O]a≤20ppm时 不配加铝铁；当钢水中[O]a≥20ppm时配加少量铝铁。精炼成分控制精炼终点[Al] 控制在0.005-0.007％，精炼终点[Ti]控制在0.005-0.0010％，精炼终点[Si]控 制在0.015-0.020％，精炼过程造高碱度还原渣，喂入纯钙线300-400m/炉，Ca/Al ＞0.12，软吹≥15min，精炼喂丝后5min进行定氧，要求钢水中[O]a≤25ppm， 促进夹杂物充分变性与上浮；
6.连铸操作:
确保浇注系统干燥，根据水蒸气使钢液吸氢原理，如浇注系统钢包、中间 包、保护渣等潮湿，钢液中氢含量增加，易产生气泡。因此，开浇前钢包、中 间包及保护渣要有足够，连铸从大包到中间包采用长水口和浸入式水氩封，中 间包采用碱性覆盖剂，结晶器采用预熔保护渣，液相线温度1525～1528℃、中 间包温度控制在1545～1555℃、过热度保持在25～35℃。过热度大的钢水会从 空气中吸取更多的氧气和氮气，增加钢中的气体含量，因此热度优选25-30℃。
7.轧制工艺：
加热炉加热温度控制为：预热加热时间大于等于3.5h，残氧控制在1％--4％， 开轧温度980±15℃，精轧入口温度为920±20℃，1架风机开启度100％，2-8 架关，8架风机开启度50％，9、10架风机关，保温罩全关。
其中一种汽车刹车线金属材料的制备方法具体实施化学成分见表1，力学性 能检验结果见表2。
表1一种汽车刹车线金属材料的化学成分/％
表2一种汽车刹车线金属材料的力学性能检验结果
| 实施例 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 面缩率/％ | 延伸率/％ |
| 实施例1 | 412 | - | 83 | - |
| 实施例2 | 399 | - | 78 | - |
| 实施例3 | 383 | - | 77 | - |
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，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 (4)
1.一种汽车刹车线金属材料的制备方法，其特征在于，包括：
1).转炉终点控制：转炉一倒出钢，终点碳按w(C)＝0.02％～0.07％控制，终点w(S)≤0.030％，终点w(P)≤0.014％，终点温度1615—1640℃；
2).脱氧合金化：合金加入量根据钢包成分要求设定加入量；出钢前加入复合脱氧剂加入量中碳锰铁：650-750Kg/t、铝铁：80-120Kg/t；
3).转炉挡渣操作：转炉出钢过程采用挡渣冒挡前期渣、挡渣锥挡后期渣，钢包渣层厚度控制在90mm以内；
4).氩站操作：钢水进站后，吹氩，成份、温度均匀后测温，镇静后定氧，根据定氧仪所测得的钢中氧含量加铝进行调整；保证软吹时间并控制好氩气流量，钢包内氧含量控制范围[O]≤40ppm，钢包Al含量控制范围0.006％-0.014％，钢包Ti含量控制范围0.010％-0.015％；
5).LF炉控制：精炼冶炼开始前进行定氧作业，确认钢水中[O]a，当钢水中[O]a≤20ppm时不配加铝铁；当钢水中[O]a≥20ppm时配加少量铝铁，精炼成分控制精炼终点[Al]控制在0.005-0.007％，精炼终点[Ti]控制在0.005-0.0010％，精炼终点[Si]控制在0.015-0.020％，精炼过程造高碱度还原渣，喂入纯钙线300-400m/炉，Ca/Al＞0.12，软吹≥15min，精炼喂丝后5min进行定氧，要求钢水中[O]a≤25ppm，促进夹杂物充分变性与上浮；
6).连铸操作：连铸从大包到中间包采用长水口和浸入式水氩封，中间包采用碱性覆盖剂，结晶器采用预熔保护渣，液相线温度1525～1528℃、中间包温度控制在1545～1555℃、过热度保持在25～35℃；
7).轧制工艺：加热炉加热温度控制为：预热加热时间大于等于3.5h，残氧控制在1％--4％，开轧温度980±15℃，精轧入口温度为920±20℃，1架风机开启度100％，2-8架关，8架风机开启度50％，9、10架风机关，保温罩全关。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车线金属材料的制备方法，其特征在于，所述1)中，终点温度1630℃。
3.根据权利要求1所述的汽车刹车线金属材料的制备方法，其特征在于，所述2)中，出钢前加入复合脱氧剂加入量中碳锰铁：700Kg/t、铝铁：100Kg/t。
4.根据权利要求1所述的汽车刹车线金属材料的制备方法，其特征在于，所述6)中，过热度保持在25～30℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN116042960A (zh) * | 2023-01-20 | 2023-05-02 | 新疆伊犁钢铁有限责任公司 | 一种防止冶炼h08a钢铸坯出现气泡的生产工艺 |
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2022
- 2022-05-09 CN CN202210501547.4A patent/CN114959426A/zh active Pending
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