[发明专利]一种低夹杂洁净钢的生产方法

摘要

一种低夹杂洁净钢的生产方法，按规定的配比制备出钢材料，且满足以下条件：钢中Nb、Ti、Mo的碳氮化物析出物，该析出物中Nb∶Ti∶Mo原子比为4∶1∶0.2，析出物粒径是40‑60nm，最终组织以面积率统计为97％以上的贝氏体，铁素体、珠光体面积率在3％以下，平均晶粒尺寸2‑5μm；屈服强度为730‑810MPa，抗拉强度为850‑930MPa，‑40℃冲击韧性为110‑130J，延伸率为17‑20％。

主权项

1.一种低夹杂洁净钢的生产方法，其特征在于：钢成分是C 0.012‑0.015％、Si 0.15‑0.18％、Mn 0.85‑0.88％、P≤0.005％、S≤0.005％、Nb 0.045‑0.055％、Ti 0.010‑0.012％、Al≤0.005％、Cr 1.85‑1.95％、Mo 0.65‑0.75％、Ni 2.55‑2.65％、Cu 0.15‑0.19％、W 0.005‑0.008％、Zr 0.0001‑0.0004％、Ta 0.0001‑0.005％、稀土La+Y 0.0001‑0.0005％、La∶Y质量比是2∶1、B 0.0001‑0.0005％、N 0.001‑0.005％、N/Al为1.2‑1.4，余量为Fe和不可避免的杂质元素，形成了Nb、Ti、Mo的碳氮化物析出物，该析出物中Nb∶Ti∶Mo原子比为4∶1∶0.2，析出物粒径是40‑60nm，最终组织以面积率统计为97％以上的贝氏体，铁素体、珠光体面积率在3％以下，平均晶粒尺寸2‑5μm；屈服强度为730‑810MPa，抗拉强度为850‑930MPa，‑40℃冲击韧性为110‑130J，延伸率为17‑20％。工艺路线包括：配比备料→铁水预处理脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取。具体步骤如下：(1)KR铁水预处理脱硫：拔渣保证液面渣层厚度≤15mm，吹氧时间为14～18min，供氧强度为10000～13000m3/h，处理前铁水S含量≤0.03％，喷吹粒度为1.2‑1.5cm的颗粒镁以及加入粒度为0.5‑0.7mm的石灰粉对高炉铁水脱硫，镁的加入量为0.2‑0.3kg/t，石灰粉的加入量为10‑11kg/t，处理后铁水中硫含量≤0.001％；(2)转炉冶炼：选用200t转炉，选取步骤(1)制备的铁水和其他来源的废钢和钢渣，废钢中S含量≤0.005％、C含量≤0.07％，钢渣中氧化渣含量为15‑16wt％，铁水∶废钢∶钢渣的质量比是15∶1∶1.2，先加废钢，后加铁水，最后加钢渣，采用双渣操作，转炉底吹氩气和氮气，前期氮气强度为0.06‑0.1Nm3/min*t‑1，后期氩气流量为0.15‑0.2Nm3/min*t‑1，碳含量目标≤0.04％，磷含量≤0.015％，转炉终渣碱度为3.45‑3.5，出钢温度为1650‑1670℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加5‑5.5kg/t的石灰和1.5‑2kg/t的萤石造顶渣；(3)LF精炼工艺：先加入0.2‑0.25kg/t的铝粉、0.2‑0.3kg/t的萤石、0.2‑0.3kg/t的Fe‑30Si粉、1‑2kg/t的石灰，先控制底吹氩流量在500‑550L/mm直到石灰熔化后调整为180‑190L/min，炉渣完全白渣后停止通电，造白渣目标成分：CaO 55％，SiO2 27％，Al2O3 12％，MgO 5％，FeO+Fe2O3+MnO≤1.0％；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在800‑850L/min，在此状态下搅拌11‑13min，之后控制底吹氩流量在100‑150L/min，在此状态下搅拌9‑11min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；RH精炼：在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳，提升Ar流量880‑900NL/min，进行钢水脱氢，保证深真空处理时间≥15min，加入0.04‑0.05kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧，然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化，最后一批合金调整完成之后，要求真空处理时间为6‑7min，期间测温、取样、微调成份；真空结束进行定氢；每炉钢水喂入SiCa线，并保证钢水中Ca含量在25～30ppm之间，根据钢中钙含量调整；吊包前对钢水进行软吹，软吹氩气流量控制在50‑60L/min，渣面不吹开，保证钢水软吹时间14‑15min；软吹后静置8‑9min；(4)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣，得到厚度为50mm的板坯；(5)加热和轧制；将厚度为50mm的板坯装进加热炉，加热温度1180～1185℃，加热时间50‑60min，第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，具体是第一道次开轧温度为1120℃，第一道次压下量为10‑11mm，第二道次开轧温度为1070℃，第二道次压下量为9‑10mm，第三道次开轧温度为1030℃，第三道次压下量为7‑8mm，第四道次开轧温度为940℃，第四道次压下量为5‑6mm，第五道次开轧温度为870℃，第五道次压下量为3‑4mm；第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，具体是第一道次开轧温度为820℃，第一道次压下量为2.5‑3.5mm，第二道次开轧温度为770℃，第二道次压下量为1‑2mm；(6)冷却和卷取；钢板进入层流冷却区域，以15～25℃/s的冷却速度冷却至530～550℃，之后卷取。