[发明专利]钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种钢的生产方法。

背景技术

CN1793404A公开了一种采用“转炉冶炼钢液→钢液精炼→连续铸钢→型钢轧制”的工艺来生产屈服强度(R_eL)不低于450MPa、抗拉强度(R_m)不低于550MPa、-40℃低温冲击吸收功(Ak_v)不小于24J的铁道货车用高强度耐大气腐蚀型钢的方法。该方法采用5个步骤生产高强度耐大气腐蚀型钢，即第一步为转炉冶炼钢液，第二步为钢包预脱氧和初步合金化，第三步为LF炉和RH炉的钢液精炼和最终合金化，第四步为浇铸，第五步为型钢轧制，采用该方法完全可生产出合格的高强度耐大气腐蚀型钢。但该方法在第三步需要喂钙线(见说明书第4页第26-27行和说明书第5页第5行)，喂入量为每吨钢0.1～0.3kg。喂入钙线可球化硫化物夹杂，降低夹杂物评级级别，条件是钙线能有效地喂进钢液。但在实际生产中，由于钢包渣十分容易冷却结壳，特别是在RH真空处理后，使得钙线不能有效的喂入钢液，只能喂在钢渣的上面，失去了喂钙线的作用。通过适当的摇动钢包操作，可使钢渣熔化，进而可熔化钢渣表面的钙线，但此时钙线容易和大气中的氧发生剧烈反应，使钢包内的钢液发生强烈的翻动现象，该翻动首先对设备和操作员工的安全十分有害，其次是促进了钢液的吸氧现象，反而严重污染钢液，结果也不能达到喂钙线的目的。根据生产统计，约有10～20％的生产炉次会发生上述现象。

CN1793395A提供了一种通过控制钢的V/N比和钛含量的方法来细化耐大气腐蚀、耐火耐候钢的晶粒度的方法，该方法使该类钢的屈服强度达到了450MPa以上，且钢的耐低温冲击性能好。通常在“转炉冶炼→连续铸钢”工艺流程条件下应用CN1793395A的方法，可在转炉出钢过程中向钢包添加含Ti、V和N的铁合金(例如添加FeTi、VN等合金)来控制Ti、V和N的含量，十分容易就可控制Ti在0.005～0.015％、V在0.08～0.15％、N在0.010～0.020％范围内。问题是“转炉冶炼→连续铸钢”工艺流程不能很好的控制钢液浇铸温度，该流程的温度控制点是转炉的出钢温度，转炉冶炼完后还要加入大量的铁合金和部分盖罐材料，这些材料的加入会产生很大的温度降幅(通常为50～100℃)，且温度降幅的波动很大，使得炉与炉之间的浇铸温度波动也大，不利于钢液的连续浇铸和改善铸坯的内部和表面质量，所以大多数钢厂一般采用“转炉冶炼→LF炉→连续铸钢”工艺代替“转炉冶炼→连续铸钢”工艺。

但是，以“转炉冶炼→LF炉→连续铸钢”的工艺流程实施CN1793395A的方法，Ti、V和N元素的加入就显得比较困难了，原因是V和Ti元素与氧的亲和力大，N是气体元素，在转炉出钢过程中向钢包加入含上述元素的合金后，因钢液还要经过电加热(LF炉)工序的加热，Ti和V元素容易被烧损，另外由于LF炉中长时间的加热搅拌作用也会导致钢液中的溶解N形成N₂分子从钢液中溢出，这些均是使Ti、V和N元素的收得率低且波动也大的因素，从而增加了CN1793395A的方法的实施难度。如果在LF炉工序加入含上述元素的合金进行合金化，也比较困难，原因是加入的合金必须首先穿过钢液上面的渣层才能到达钢液，在穿过渣层的过程中与氧亲和力强的合金元素有一定的烧损现象。另外，V和N元素的合金化在采用加VN合金(V含量78％，N含量12％)的方法来实现时，由于VN合金的堆比重为3.4左右，小于钢液6.8的比重，使得加入的VN合金是存在于钢液与钢渣的界面上，这时N元素也很难被钢液吸收，大多形成N₂分子溢出，不能保证N元素的收得率稳定。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种钢的生产方法，该方法不对钢液进行喂钙处理。

本发明的另一目的是提供一种钢的生产方法，该方法能够提高V、Ti和N的收得率并能确保V、Ti和N的收得率稳定。

本发明的再一目的是提供一种生产具有良好低温冲击性能的耐大气腐蚀型钢的方法，由该方法生产的型钢的屈服强度(R_eL)和冲击吸收功(-40℃Ak_v)分别能达到450MPa和24J以上。