[发明专利]含Ti、Cr微合金建筑钢棒材及其LF炉生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种含Ti、Cr微合金建筑钢棒材及其LF炉生产方法。

背景技术

微合金钢主要是指在钢中添加很少量或者是微量的某种元素就能明显提高性能的钢，特别是提高钢的强度指标。现有技术条件下微合金钢主要通常添加很少量或者是微量钒、铌和钛而得到。微合金化的作用机制是：作为微量元素的钒、铌和钛加入钢液后，与钢液中的碳和氮结合，形成碳、氮的化合物质点，即V(C、N)，Nb(C、N)和Ti(C、N)质点，这些质点具有一定的沉淀强化和晶粒细化的作用，可明显的提高钢的强度。

由此可看出，实际上微合金钢钒、铌和钛的作用均是和氮分不开的，但一般情况下采用转炉冶炼钢，残留氮含量在0.0030％～0.065％范围内，采用电炉冶炼钢，残留氮含量在0.050％～0.085％范围内，大多数情况下。如要充分发挥钒、铌和钛的作用，是必须要额外加入氮元素才能实现的。

早期在微合金钢中增加氮，是通过添加3％～6％的氮化类合金来实现的，但由于氮化类合金含氮很低，造成合金加入量大，且收得率不稳定，逐渐被氮含量较高的氮化钒合金代替。目前微合金钢的生产中几乎很难再使用3％～6％的氮化类合金，几乎全部使用即含钒、且氮含量又高的氮化钒合金。氮化钒合金主要有VN12、VN14和VN16三个牌号。一般情况下该三个牌号氮和钒的比值是基本固定的，分别为12：78(N:V)；14：78(N:V)；16：78(N:V)，即氮和钒的比值最高为VN16的16：78，即合金中含有16％的N，含有78％钒。氮化钒合金虽然既含钒、且氮含量又高，但对于微合金钢中不同的微合金化技术路线，特别是复合微合金钢，例如V-Ti-N，甚至于V-Ti-Nb-N，也是不能满足需求的。

发明内容

针对现有制备含氮合金钢所选用氮化钒合金氮含量低、种类少等问题，本发明提供了一种新的制备含氮合金的方法。该方法采用添加含氮包芯线的方式精确控制氮含量，氮收得率高。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种含Ti、Cr微合金建筑钢棒材及其LF炉生产方法。

本发明提供一种含Ti、Cr微合金建筑钢棒材，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.15％～0.30％、Si：0.30％～1.00％、Mn：0.60％～1.30％、N:0.0060％～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、Ti:0.010％～0.050％、Cr:0.10％～0.60％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供了一种上述含Ti、Cr微合金建筑钢棒材的LF炉生产方法，包括以下步骤：

高炉铁水经转炉冶炼、LF精炼、连铸制得钢坯；钢坯经加热、连续式棒材轧制生产线轧制成材、冷却制成圆棒或带肋钢筋；其中LF炉精炼后在钢包内喂入包芯线调整N，钢坯加热温度控制为950～1220℃,均热温度控制为1000～1200℃，加热和均热总时间90～120min；所述钢坯成分为：按重量百分比计，C：0.15％～0.30％、Si：0.30％～1.00％、Mn：0.60％～1.30％、N:0.0060％～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、Ti:0.010％～0.050％，Cr:0.10％～0.60％，余量为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，上述含Ti、Cr微合金建筑钢棒材的LF炉生产方法，包括以下步骤：

a、转炉冶炼

在转炉内加入铁水和废钢，利用转炉吹氧脱C，进行冶炼，待钢水C含量为0.05％～0.15％，P含量≤0.025％、S含量≤0.035％，钢水温度≥1650℃时出钢；

出钢1/3-2/3时，加入FeSi、FeMn、FeCr合金和增碳剂，控制C为0.15％～0.30％、Si为0.30％～1.00％，Mn为0.60％～1.30％，Cr为0.10％～0.60％；

b、喂包芯线

出钢后转入钢包，钢包到达炉后小平台后，向钢包内吹入惰性气体；钢水包达到LF炉后进行电加热，加入FeTi合金，控制Ti为0.010％～0.050％，加入含N包芯线，控制钢液中N含量为0.0060％～0.0180％；

c、连铸

控制连铸机中包的过热度为20～50℃，将钢液连铸成的钢坯断面为150mm×150mm～200mm×200mm的方坯，空冷至室温；

d、钢坯加热和轧制

钢坯加热温度控制为950～1220℃,均热温度控制为1000～1200℃，加热和均热总时间为90～120min，采用连续式棒材轧制生产线轧制成圆棒或带肋钢筋。