CN116752029A - 一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钛合金生产技术领域，具体为一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，将钢坯的化学成分进行调整，用Ti元素代替V元素，且Ti元素化学成分百分比为0.006‑0.010％；之后，进行炼钢，其中需遵守供氧制度、造渣制度、终点控制、出钢要求、喂钛线及连铸工序，最后进行轧制。本发明的优点是：一是通过成本测算用钛替代钒氮合金降低生产成本吨钢降低生产成本21元/吨钢；二是力学性能符合国标要求。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金生产技术领域，具体为一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法。
背景技术
带肋钢筋在基础建设中大量应用，钢筋质量直接关系到建构筑物的使用性能，影响着人民生活的方方面面，采用微合金化工艺来保障和稳定带肋钢筋HRB400E应用性能，不再采用提高碳、强穿水等方法，以牺牲焊接等应用性能为代价来生产是行业共识。在HRB400E的生产中，主要微合金化元素有3种，分别是V、Nb和Ti，从微合金化效果、工艺稳定性和经济性等方面综合考虑，大多数企业采用钒氮微合金化工艺生产HRB400E。2017年7月底开始，钒氮合金价格从15万元/吨急剧上涨到35万元/吨，仅钒氮合金一项，就导致HRB400E成本上涨60元/吨钢，同时2018年钒氮合金继续持续上涨，为应对钒氮合金价格急剧攀升带来的HRB400E制造成本上升问题，很多企业开展了HRB400E微合金化工艺应用研究工作，尤其是对炼钢铸坯生产要求高、综合生产成本低的钛微合金化HRB400E生产工艺再次进入人们的视野。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，以解决上述背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，生产工艺包括如下步骤：
S1：钢坯化学成分调整，用Ti元素代替V元素，且Ti元素化学成分百分比为0.006-0.010％；
S2：炼钢；
S3：供氧，采用变压变枪操作，控制好氧压和枪位，均匀升温，且冶炼终点前要采取低枪位操作，氧压≥0.70MPa。
S4：造渣，采用单渣法，头批料石灰为加入总量的2/3，二批料少量、分批次均匀加入；
S5：终点控制，其一，终点成分控制C>0.05％，P≤0.030％，S≤0.030％，其二，终点温度控制为1660℃，其三，正常浇次过程温度控制，包括出钢温度和氩后温度，出钢温度为1640-1650℃，氩后温度为1565-1575℃；
S6：出钢，出钢时间t≥1.50min，且出钢过程要求全程底吹氮气；
S7：喂钛线，炉后吹氩总时间≥6min，软吹≥2min，钢水裸露直径≤250mm；
S8:连铸，包括实行全保护浇注、液相线温度和拉速控制，其中液相线温度为1508℃；
S9：轧制，采用低温开轧及控轧控冷技术，通过细化晶粒度提升力学性能、确保力学性能符合内控要求，开轧温度为980-1020℃，自动控温技术进精轧机温度850-900℃，轧后雾化冷却技术上冷床温度为850-880℃。
进一步地，所述的S4中，造渣原则为初期渣早化，过程渣化好，终渣化透，且渣料必须于终点前3min加完，终点压枪时间＞20s。
进一步地，所述的S6中，钢口良好，不得出现散流，且严禁出钢下渣。
进一步地，所述的S7中，具体喂钛线操作如下：
S7.1，吹氩2-3min后取样，取样后把氩气流量调至软吹，渣面加硅铝钙4-5包；
S7.2，炉后样分析出来后，对成分进行微调，成分、温度合适后，将氩气调至软吹，喂钛线且钢水不裸露，喂线速度3-3.5m/s,喂线数量1m/t钢；
S7.3，钛线喂完后，软吹1-2min，喂入硅钙线80m，上机前钢包加入覆盖剂，钢水面不得裸露。
进一步地，所述的S8中，全保护浇注分为大包和中包浇注，其中大包采用保护套管加密封垫保护浇铸；中包采用侵入式长水口且满包浇铸，加入覆盖剂黑面，通入氩气保护浇铸，且及时排渣，渣层厚度≤5cm。
进一步地，所述的S8中，液相线温度还包括上台温度和中包温度，上台温度为1565-1575℃，中包温度为1520-1535℃。
进一步地，所述的S8中，拉速控制包括基本拉速和结晶器冷却水流量，基本拉速为2.0-3.3m/min，结晶器冷却水流量为130-150m3/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一是通过成本测算用钛替代钒氮合金降低生产成本吨钢降低生产成本21元/吨钢；二是力学性能符合国标要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，工艺流程依次为高炉铁水、铁水罐、转炉、钢包底吹、方坯连铸、钢坯、热送、加热炉加热、轧制(控轧控冷技术)、轧后雾化冷却方式、定尺打包称重、入库；
具体生产工艺包括如下步骤：
S1：钢坯化学成分调整，用Ti元素代替V元素，且Ti元素化学成分百分比为0.006-0.010％；
S2：炼钢；主要防止钛线喂入时氧化，提升钛的吸收率及均匀性，确保轧制后力学性能稳定性。
S3：供氧，
(1)采用变压变枪操作，控制好氧压和枪位，均匀升温。
(2)冶炼终点前要采取低枪位操作，氧压不小于0.70MPa。
S4：造渣，
(1)造渣方式：采用单渣法，头批料石灰按照加入总量的2/3控制，二批料按照“少量、勤加、分批次”的原则均匀加入；
(2)造渣原则：初期渣早化，过程渣化好，终渣化透；
(3)渣料必须于终点前3分钟加完，全程渣子化好、化透，终点压枪时间确保大于20秒。
S5：终点控制，
其一，终点成分控制C>0.05％，P≤0.030％，S≤0.030％，其二，终点温度控制为1660℃，其三，正常浇次过程温度控制，包括出钢温度和氩后温度，出钢温度为1640-1650℃，氩后温度为1565-1575℃；
S6：出钢，
(1)出钢口符合工艺技术要求，出钢时间t≥1.50min，出钢口良好，不出现散流现象。
(2)做好双挡渣工作，严禁出钢下渣，出钢过程要求全程底吹氮气。
S7：喂钛线，
(1)炉后吹氩总时间不低于6分钟，软吹2分钟以上，软吹要求渣面不大翻，钢水裸露直径不大于250mm为准；
(2)吹氩2-3分钟后取样，取样后把氩气流量调至软吹，渣面加硅铝钙4-5包；
(3)炉后样分析出来后，对成分进行微调，成分、温度合适后，将氩气调至软吹，开始喂钛线操作，喂线速度3-3.5m/s,软吹以钢水不裸露为原则，喂线数量1米/t钢；
(4)钛线喂完后，软吹1-2min，喂入硅钙线80m。上机前钢包加入覆盖剂，钢水面不得裸露。
S8:连铸，
其一，连铸实行全保护浇注：
(1)大包采用保护套管加密封垫保护浇铸；
(2)中包采用侵入式长水口，中包加入覆盖剂黑面操作，通入氩气保护浇铸；
(3)中包及时排渣，渣层厚度不得超过5cm，中包执行满包浇铸。
其二，液相线温度1508℃：
上台温度为1565-1575℃，中包温度为1520-1535℃。
其三，拉速控制：
(1)基本拉速：2.0-3.3m/min；
(2)结晶器冷却水流量130-150m3/h。
S9：轧制，
为了确保力学性能符合内控要求，轧制采用低温开轧及控轧控冷技术，通过细化晶粒度提升力学性能、确保力学性能符合内控要求。
(1)开轧温度控制在980-1020℃；
(2)通过自动控温技术确保进精轧机温度850--900℃；
(3)通过轧后雾化冷却技术确保上冷床温度控制在850--880℃。
实施例1：
直径为10的钛合金，其主要元素化学成分百分比如下：C＝0.233％、Si＝0.42％、Mn＝1.25％、P＝0.021％、S＝0.019％、Ti＝0.006％，余量为其他元素，此时，力学性能,rel＝440、rm＝590、agt＝15，符合国际标准。
实施例2：
直径为20的钛合金，其主要元素化学成分百分比如下：C＝0.239％、Si＝0.43％、Mn＝1.30％、P＝0.018％、S＝0.015％、Ti＝0.008％，余量为其他元素，此时，力学性能,rel＝445、rm＝600、agt＝16，符合国际标准。
实施例3：
直径为28的钛合金，其主要元素化学成分百分比如下：C＝0.245％、Si＝0.50％、Mn＝1.33％、P＝0.025％、S＝0.016％、Ti＝0.010％，余量为其他元素，此时，力学性能,rel＝435、rm＝595、agt＝14，符合国际标准。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，生产工艺包括如下步骤：
S1：钢坯化学成分调整，用Ti元素代替V元素，且Ti元素化学成分百分比为0.006-0.010％；
S2：炼钢；
S3：供氧，采用变压变枪操作，控制好氧压和枪位，均匀升温，且冶炼终点前要采取低枪位操作，氧压≥0.70MPa。
S4：造渣，采用单渣法，头批料石灰为加入总量的2/3，二批料少量、分批次均匀加入；
S5：终点控制，其一，终点成分控制C>0.05％，P≤0.030％，S≤0.030％，其二，终点温度控制为1660℃，其三，正常浇次过程温度控制，包括出钢温度和氩后温度，出钢温度为1640-1650℃，氩后温度为1565-1575℃；
S6：出钢，出钢时间t≥1.50min，且出钢过程要求全程底吹氮气；
S7：喂钛线，炉后吹氩总时间≥6min，软吹≥2min，钢水裸露直径≤250mm；
S8:连铸，包括实行全保护浇注、液相线温度和拉速控制，其中液相线温度为1508℃；
S9：轧制，采用低温开轧及控轧控冷技术，通过细化晶粒度提升力学性能、确保力学性能符合内控要求，开轧温度为980-1020℃，自动控温技术进精轧机温度850-900℃，轧后雾化冷却技术上冷床温度为850-880℃。
2.根据权利要求1所述的一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，其特征在于：所述的S4中，造渣原则为初期渣早化，过程渣化好，终渣化透，且渣料必须于终点前3min加完，终点压枪时间＞20s。
3.根据权利要求1所述的一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，其特征在于：所述的S6中，钢口良好，不得出现散流，且严禁出钢下渣。
4.根据权利要求1所述的一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，其特征在于：所述的S7中，具体喂钛线操作如下：
S7.1，吹氩2-3min后取样，取样后把氩气流量调至软吹，渣面加硅铝钙4-5包；
S7.2，炉后样分析出来后，对成分进行微调，成分、温度合适后，将氩气调至软吹，喂钛线且钢水不裸露，喂线速度3-3.5m/s,喂线数量1m/t钢；
S7.3，钛线喂完后，软吹1-2min，喂入硅钙线80m，上机前钢包加入覆盖剂，钢水面不得裸露。
5.根据权利要求1所述的一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，其特征在于：所述的S8中，全保护浇注分为大包和中包浇注，其中大包采用保护套管加密封垫保护浇铸；中包采用侵入式长水口且满包浇铸，加入覆盖剂黑面，通入氩气保护浇铸，且及时排渣，渣层厚度≤5cm。
6.根据权利要求1所述的一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，其特征在于：所述的S8中，液相线温度还包括上台温度和中包温度，上台温度为1565-1575℃，中包温度为1520-1535℃。
7.根据权利要求1所述的一种钛微合金强化技术生产抗震钢的方法，其特征在于：所述的S8中，拉速控制包括基本拉速和结晶器冷却水流量，基本拉速为2.0-3.3m/min，结晶器冷却水流量为130-150m3/h。
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