[发明专利]一种中碳高强强韧钢残余元素含量的控制方法

说明书

本发明提供了中碳高强强韧钢残余元素含量的控制方法，属于钢的冶炼除杂技术领域。该控制方法包括以下步骤：(1)控制熔炼温度1570～1620℃，分批次均匀加入渣料，溶清后保证除渣量达80％以上，制成初炼钢水；(2)将初炼钢水转移至LF炉，加入渣料，J‑Al粉和J‑Ca粉复合脱氧，待渣白升温至1660℃以上，维持P_Ar＝0.3～0.5MPa，补加渣料制成精炼钢水；(3)将精炼钢水转至VD炉，进行除渣，控制真空度67Pa以下，维持15min，吹Ar至P_Ar＝0.1～0.2MPa，进行后续冶炼制钢。通过本发明的控制方法，所得钢残余杂质元素含量为：S≤10ppm、Ti≤70ppm、N≤25ppm。

技术领域

本发明属于钢的冶炼除杂技术领域，具体涉及一种中碳高强强韧钢残余元素含量的控制方法。

背景技术

当今先进高性能钢铁材料的应用越来越广泛，需求量也越来越大。高强强韧钢即是其中一种，现已发展成为应用广泛的重要钢类，大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢等特殊领域。

高强强韧钢材料不仅要有较高的强度，同时还要在尽可能低的成本下具有优异的韧性，尤其对材料平面断裂韧性指标要求很高。目前现有的高强钢冶炼方法，一般中碳高强钢的气体含量及纯净度较低，难以满足武器装备、航空航天等特殊领域用钢的需求，大多依靠进口，特殊领域使用的高强钢生产技术有待加强。

因此，对中碳高强强韧钢的纯净度研究迫在眉睫，亟待开发一种具有高纯净度，特别是控制中碳高强强韧钢中残余元素如Ti、S、N含量降低的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，从而提供一种中碳高强强韧钢残余元素含量的控制方法。本发明提供的方法很好控制了中碳高强强韧钢中残余元素如Ti、S、N的含量，满足了其在特殊工作环境下的使用要求。

本发明的目的之一是提供一种中碳高强强韧钢残余元素含量的控制方法，为了实现该目的，本发明采用的技术方案如下：

一种中碳高强强韧钢残余元素含量的控制方法，包括以下步骤：

(1)炼制钢水时，控制熔炼温度为1570～1620℃，熔炼过程中分批次小批量均匀加入渣料，使渣料完全覆盖钢液；待溶清后保证除渣量达到80％以上，制成初炼钢水；

(2)将步骤(1)的初炼钢水转移至LF炉，加入渣料，所述渣料为石灰和萤石按质量比2～5:1组成，在LF精炼期加入J-Al粉和J-Ca粉进行复合脱氧，待渣白快速升温至1660℃以上，维持Ar气压力为P_Ar＝0.3～0.5MPa，补加渣料制成精炼钢水；

(3)将步骤(2)的精炼钢水转至VD炉，进行除渣，然后抽真空，使真空度为67Pa以下，维持真空度达15min，吹Ar气保持P_Ar＝0.1～0.2MPa，进行后续冶炼制钢。

本发明通过上述控制方法，在步骤(1)中能够确保化料过程的内生夹杂TiO的去除，防止后期精炼过程TiO的还原导致Ti含量增加，通过步骤(1)的方法可使钢水中Ti含量降低至Ti(％)≤70ppm以下；进一步通过步骤(2)的方法，加入渣料先最大可能去除钢中的S含量，后续精炼过程中进一步补加渣料，确保在高温高碱度沸腾下能够很好去除SO₂气体，使钢水中的S含量能够降低到S(％)≤10ppm以下，很好保证了所得材料的洁净性；在步骤(3)中，由于VD炉去N率与钢水原始的N含量有很大关系，前期精炼炉冶炼有效保持吹氩压力和渣料的覆盖量可以减少后期真空脱N的压力，使去N率增加，通过本发明的步骤(3)处理，最终使得钢中的N(％)≤25ppm，去N率达到65％以上。本发明方法，很好实现了中碳高强强韧钢冶炼过程中S含量、Ti含量和N含量的同时控制，最终所得钢中，以重量百分比％计，S(％)≤10ppm、Ti(％)≤70ppm、N(％)≤25ppm。

进一步的是，步骤(1)中所述炼制钢水在非真空感应炉中进行。