[发明专利]一种低合金高强度结构钢的生产方法

权利要求书

1.一种低合金高强度结构钢的生产方法，按照下列步骤进行生产，包括铁水脱硫预处理→转炉吹炼→转炉出钢渣洗原位去夹杂→钢包钢水底吹氩搅拌→板坯连铸，其特征在于：

A、成分设计：成分组成以重量百分比：[C]：0.16～0.20％；[Si]：0.15-0.30％；[Mn]：0.35～0.45％；[P]：≤0.015％；[S]：≤0.006％％；[Nb]：0.010～0.020％；[Al]：0.015～0.040％；[N]：≤0.0045％，其它为铁和不可避免的杂质；

B、铁水脱硫预处理：高炉铁水扒渣，铁水罐投入脱硫剂进行脱硫预处理，脱硫剂为活性石灰和萤石，其中活性石灰占92％，萤石8％，脱硫剂加入量每吨铁水为5kg～5.5kg，KR法搅拌脱硫，脱硫后铁水罐顶渣中加入炉渣凝聚剂，其主要成分为CaO+MgO之和≤5％、AL₂O₃为25％，SiO₂为65％，Na₂O+K₂O之和8％，软熔点温度≤1230℃，铁水预处理后的[S]含量小于0.002％；

C、转炉冶炼出钢过程的脱氧合金化及控制钢水增氮方法：(1)转炉首先装入废钢和氧化铁皮，然后兑入铁水；(2)转炉吹炼时，为防止二次吹氧时熔池冲击坑钢水裸露增氮，要求一次脱碳成功，其控制参数为供氧压力0.8～0.90MPa,流量25500～2650m³/h，强度为2.95～3.45Nm³/t·min，吹氧时间不大于16min，其中前8分钟，供氧强度3.10Nm³/t·min，后期为加强熔池搅拌，氧气流量提高到了26500m³/h，供氧强度提高到了3.3Nm³/t·min；转炉底吹氩搅拌供气强度全程为0.06～0.25Nm³/t.min；前半程时间长度不大于8分钟，为氮气，后半程为氩气，转炉出钢温度为1640～1680℃，转炉出钢[C]含量为0.08～0.11％，[P]含量不大于0.012％，[S]含量不大于0.008％；

D、转炉出钢渣洗：转炉出钢，吨钢加入0.30kg铝铁，然后吨钢加入1kg/t萤石和3kg/t石灰，为了调整钢包顶渣成分含量，依次加入0.4kg/t硅铁增加钢包顶渣的SiO₂含量、钢包顶渣改制剂2.0-2.5kg/t，改质剂主要成分及含量CaO25％、CaF₂5％、Al₂O₃40-50％，SiO₂不大于5％，Al含量为30％，钢包底吹氩强搅拌时间控制在8-12分钟；

E、连铸板坯偏析控制：(1)成分设计控制偏析：为了有效控制板坯偏析，结合控轧控冷工艺条件，成分设计上尽可能减少易偏析元素的含量，采用低锰、低P以及超低硫设计，[Mn]：0.35～0.45％；[P]：≤0.015％；[S]：≤0.006％；(2)连铸过程控制板坯偏析的方法：对于120吨钢包，钢包底吹氩强搅拌钢水温降为2.0～2.5℃，根据连铸板坯的断面，连铸上钢水温度控制在1575～1605℃；板坯连铸过程钢水的保温方法；中间包采用无碳高碱度覆盖剂，主要组分为铺展性好的高碱度覆盖剂石灰粉，主要成分CaO≥80％、S≤0.05％，SiO₂≤8％、Al₂O₃≤5.0；连铸采用大包长水口采用密封圈+氩封保护，中间包浸入式水口+氩封保护浇铸；连铸时钢水[N]增量小于0.0005％；连铸板坯宽1510mm,板坯厚度250mm，设定板坯拉速为0.8～1.0m/min，0.90m/min为目标恒拉速连铸；连铸板坯凝固末端采用轻压下，压下量控制在3.0mm～4.0mm；

F、含铌钢连铸板坯角部裂纹控制：钢中的N含量不大于0.0045％，C含量设计为0.16-0.20％，采用强冷模式使连铸板坯的表面晶粒细化；

G、板坯轧制：板坯加热温度1170±25℃，板坯的粗轧返回温度1040±15℃；采用两阶段控制轧制，一阶段再结晶区轧制采用大压下破碎晶粒，在轧制高强度结构钢时使粗轧1个道次空过，增加中间坯厚度，粗轧的最后一道次和精轧的第一道次联合采用大压下量轧制，粗轧最后一道次下量120mm，精轧第1道次压下量16mm，设计的精轧温度860±20℃，二阶段开轧温度低于未再结晶温度，轧制后钢板快速冷却进一步细化组织晶粒，卷取温度540±20℃。