專利名稱：一種強(qiáng)韌鋼熱軋板卷生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)方法，尤其涉及一種應(yīng)用于各類工程機(jī)械、礦 山機(jī)械等領(lǐng)域，如大型電伊、自卸車和鉆才幾、煤炭采掘機(jī)械等用的強(qiáng)韌 鋼熱軋纟反巻生產(chǎn)方法。
技術(shù)背景鋼鐵產(chǎn)品是人類社會(huì)最主要的可循環(huán)再生利用的結(jié)構(gòu)與功能材料，同時(shí)鋼4失企業(yè)又是能源消庫毛大戶和環(huán)境負(fù)荷大戶。如何既滿足日益擴(kuò)大 的市場需求，又要降低資源(或能源)及環(huán)境負(fù)荷亦是鋼鐵企業(yè)科^技工 作者面臨的重大課題和研究熱點(diǎn)。通過提高鋼材的綜合性能，特別是大 幅度提高鋼材強(qiáng)度、使用壽命和減少鋼材消耗量是解決上述問題的有效 途征，因而高強(qiáng)度鋼生產(chǎn)技術(shù)成為當(dāng)今鋼鐵界關(guān)注的熱點(diǎn)。高強(qiáng)度鋼其' 強(qiáng)度級(jí)別(如屈服強(qiáng)度as) —般大于450MPa,該類鋼可用于汽車起重 機(jī)吊臂或轉(zhuǎn)臺(tái)汽車起重機(jī)吊臂、轉(zhuǎn)臺(tái)、工程機(jī)械及加長(或加重)集裝 箱主脊梁、大型工程設(shè)備構(gòu)件和大型汽車結(jié)構(gòu)件等。該鋼既要求具有較 高的強(qiáng)度，又要求有較好的塑性和韌性、低的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度及良好的 焊接性能，是工程機(jī)械中用鋼性能要求極嚴(yán)的特殊質(zhì)量級(jí)鋼種之一。 在本發(fā)明之前，高強(qiáng)韌鋼熱軋板巻的生產(chǎn)方法主要有 (1)采用高爐一轉(zhuǎn)爐一鋼包爐(LF爐) 一常規(guī)板坯連鑄(厚度為 180 —250mm)—加熱爐一初軋機(jī)一精軋機(jī)組一層流冷卻一巻取生產(chǎn)方 法。這種生產(chǎn)方法工藝成熟，能生產(chǎn)多種強(qiáng)度級(jí)別的板巻；但存在如下
缺點(diǎn)① 采用較高合金含量的成分設(shè)計(jì)，隨著強(qiáng)度的提高，合金種類增多， 總合金含量升高，合金成本較高；② 軋后的熱軋^^反巻需經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理后才能進(jìn)入銷售市場，工序長、能耗高，提高了生產(chǎn)成本；③ 主要依靠合金的固熔強(qiáng)化，晶粒與組織較粗大，成品鋼材的韌性 相對(duì)較低(尤其是高強(qiáng)度級(jí)別的鋼材)，限制了鋼材強(qiáng)度級(jí)別的提高和 使用范圍。
(2)采用高爐一轉(zhuǎn)爐一鋼包爐(LF爐)一薄板壞連鑄(厚度為50 —150mtn) —均熱爐一精軋才幾組一層流冷卻一巻取生產(chǎn)方法，此生產(chǎn)方 法是隨著CSP工藝技術(shù)的規(guī)才莫化應(yīng)用而產(chǎn)生的 一種新的生產(chǎn)高強(qiáng)鋼的方 法，它與方法(1)比較具有如下優(yōu)點(diǎn)① 工藝流程相對(duì)較短，鋼坯在90(TC以上直接進(jìn)入均熱爐保溫加熱 (無相變)，省去了初軋機(jī)組，設(shè)備投資相對(duì)較低，運(yùn)行成本也較低；'② CSP連鑄坯厚度較薄(50—150mm)，冷卻速率大，鑄坯組織較細(xì)， 析出的二相粒子彌散且顆粒較細(xì)。采用該方法生產(chǎn)高強(qiáng)鋼時(shí)成分設(shè)計(jì)含 量相對(duì)較低，合金成本較低；③ 通過軋制過程溫度和軋制變形量的控制可以實(shí)現(xiàn)板巻的在線熱 處理，熱軋;fel巻可不經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理直4妻進(jìn)入銷售市場，可縮短流程，節(jié) 約生產(chǎn)成本；④ 盡管依然依靠合金元素的固熔強(qiáng)化來提高鋼材的強(qiáng)度，因CSP本 身的特性，有彌散細(xì)小的第二相粒子析出，板巻的韌性有所改善，但是 韌性改善有限。
方法(1 )和方法(2 )的共同特點(diǎn)是① 均來用金屬或金屬的鐵合金作為所要添加合金的合金原料；② 均采用C一Mn—Mo—Cr一V—Nb成分設(shè)計(jì)體系，利用合金元素的 固熔強(qiáng)化作為提高板巻強(qiáng)度的主要手段。 一方面，合金種類多，并使用 了較高含量的貴重合金元素，另一方面碳氮化物形成元素含量較高，但 這些元素在冶金過程中與碳氮結(jié)合形成碳氮化物二相粒子的比例較小， 這些合金元素對(duì)鋼材的強(qiáng)韌性貢獻(xiàn)相對(duì)較低，造成這些合金利用率較 低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低合金含量、少用貴合金元素如鉬、鈮、 釩，采用貴合金元素的氧化物直接合金化工藝，充分發(fā)揮氮元素對(duì)鋼材 強(qiáng)韌性的有益作用，強(qiáng)化第二相粒子析出，以生產(chǎn)高強(qiáng)度和高韌性的強(qiáng) 韌鋼熱軋板巻的生產(chǎn)方法，以實(shí)現(xiàn)低合金和能源消耗，減輕環(huán)境污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的一種強(qiáng)' 韌鋼熱軋板巻的生產(chǎn)方法是利用高爐一轉(zhuǎn)爐一CAS-鋼包爐(LF爐)一薄 板坯連鑄(坯厚為50—150mm) —均熱爐一精軋機(jī)組一層流冷卻一巻取 工藝。.將未經(jīng)爐外處理的高爐鐵水倒入90t或10Gt氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn) 爐中，向轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)加入0—20%的廢鋼，進(jìn)行頂吹氧脫碳脫硅操作，加入 造渣劑(如石灰或白云石)和熔劑(如螢石或氧化鐵皮或鐵礦石)造渣 脫磷，倒渣。同時(shí)取樣分析、測溫，當(dāng)鋼水中的碳、磷、疏成分和溫度 命中后出鋼。在轉(zhuǎn)爐吹煉前，將鉻氧化物和鉬氧化物隨廢鋼兌入轉(zhuǎn)爐爐 內(nèi)。轉(zhuǎn)爐頂吹氧，在轉(zhuǎn)爐開吹1 ~ 3min內(nèi)向爐內(nèi)加入錳氧化物或錳礦石，
在吹煉結(jié)束前5min向爐內(nèi)再加入錳氧化物或4孟礦石，同時(shí)又向爐內(nèi)加 入還原劑。在整個(gè)頂吹氧氣過程中進(jìn)行全程底吹氬氣或底吹氮?dú)獠僮鳌?當(dāng)轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水的[C]、 [P] [S]等成分和溫度達(dá)到要求時(shí)，停止頂吹氧氣， 并保持底吹氬氣或氮?dú)?，?duì)鋼水進(jìn)行攪拌。當(dāng)終點(diǎn)鋼水成分 [C]=0. 020-0. 050% 、 [P] CO. 020%、 [S]《0. 040%、
< 0. 060%、 [Mn〗-0. 20~ 0. 50%、 [Cr] =0. 20—0. 50%,鋼水溫度為1620 ~ 1720°C時(shí)， 倒渣出鋼。在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中向鋼包鋼水中加入復(fù)合脫氧劑對(duì)鋼水進(jìn)行初脫 氧，加入還原性脫硫精煉渣進(jìn)行調(diào)渣，出鋼過程全程進(jìn)行鋼包底吹氬氣 或底吹氮?dú)?，利用微小的氬氣泡或氮?dú)馀萁档弯撍械腃O分壓，使鋼 包鋼水中的碳與氧反應(yīng)脫氧。在鋼包底吹氬氣或底吹氮?dú)獾臈l件下將鋼 包送到CAS工位，在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼包鋼水中加入金屬鋁對(duì)鋼水進(jìn)行 深脫氧和鋁微合金化。在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中加入增氮?jiǎng)┘扳C鐵和鈮 鐵，并保持底吹氬氣或底吹氮?dú)?。將微合金化后的鋼水送LF精煉爐工' 位對(duì)鋼水進(jìn)行精煉向LF精煉爐內(nèi)加入還原性脫疏精煉渣進(jìn)^f亍調(diào)渣， 同時(shí)加入還原劑。在鋼水精煉時(shí)，先用大氬氣流強(qiáng)度攪拌鋼水，送電升 溫及脫硫時(shí)繼續(xù)吹氬氣，控鋼頂渣四元堿度及渣中MnO與FeO含量。當(dāng) 鋼水中各元素成分和溫度達(dá)要求時(shí)，停止送電精煉，并向鋼水中喂鈣線 和硼線，喂線后向鋼水吹氬氣或氮?dú)?，從LF精煉爐工位出鋼，送CSP 連鑄。CSP連鑄采用低碳合金鋼保護(hù)渣保護(hù)，控制鋼水過熱度與連鑄拉速， 確保鑄坯入均熱爐溫度大于950°C。鑄坯在均熱爐內(nèi)的加熱溫度為1050 —1150°C,加熱時(shí)間為10~40min,鑄坯開軋溫度為1050—1050°C，終
軋溫度為830—920。C，巻取溫度為550 —650°C。采用如上技術(shù)方案提供的一種強(qiáng)韌鋼熱軋板巻生產(chǎn)主法與目前采 用的高強(qiáng)鋼熱軋板巻生產(chǎn)方法相比，技術(shù)效果在于① 申請(qǐng)人:利用了現(xiàn)有的高爐一轉(zhuǎn)爐一CAS-鋼包爐(LF爐)一薄板坯 連鑄(坯厚50—150mm) —均熱爐一精軋機(jī)組一層流冷卻一巻取工藝等 設(shè)備，不需進(jìn)行設(shè)備4殳資；② 將高強(qiáng)韌鋼熱軋板巻的成分設(shè)計(jì)在C一Mn—Mo—Cr—V—Nb的基 礎(chǔ)上，大幅度降低貴合金元素Mo、 Nb、 V的含量，新添相應(yīng)廉價(jià)的N、 B、 Ti等元素進(jìn)行鋼水微合金化處理，充分利用第二相粒子析出以提高熱軋 板巻的強(qiáng)度和改善熱軋板巻的韌性，降低了生產(chǎn)成本；③ 采用貴合金元素的氧化物來代替它們的金屬鐵合金(或金屬)來 進(jìn)行直接還原合金化處理工藝，降低了貴金屬元素的使用量；④ 采用較低的(均熱爐)加熱溫度(如1050—1150。C )和開軋溫度 (如1050—1150。C ),同時(shí)采用中等的終軋溫度(如830—920°C )和較'低的巻取溫度(如550—65(TC ),節(jié)約了能源，并經(jīng)過控制好各機(jī)架間 的冷卻和各機(jī)架的壓下率達(dá)到控制第二相粒子的析出，改善了高強(qiáng)韋刃鋼熱軋板巻的韌性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 將未經(jīng)爐外處理的高爐鐵水倒入90t或100t氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)，并向爐內(nèi)1A 0—20%的廢鋼，在轉(zhuǎn)爐pi^東前將0. 5 ~ 15kg /14各氧化物 (如Cr03)和1 ~ 25kg / t鋼鉬氧化物(如MoO )隨廢鋼兌入轉(zhuǎn)爐爐內(nèi),根據(jù)常規(guī)冶煉方法，進(jìn)行頂吹氧脫碳脫硅操作，加入造渣劑和熔劑，造
渣脫磷。在轉(zhuǎn)爐開吹1 ~ 3min內(nèi)向爐內(nèi)加入1~ 15kg/t鋼錳氧化物(如 Mn0)或錳礦石，在吹煉結(jié)束前5min內(nèi)再向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入0~12kg/t鋼錳 氧化物或錳礦石，同時(shí)向轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)加入O. 5~6. Okg/t鋼還原劑。所述造 渣劑選自石灰、白云石中的一種，熔劑選自螢石、氧化鐵皮、鐵礦石中 的一種，錳礦石選自錳含量大于20%的礦石，還原劑選自碳粉、碳化硅 粉、鋁、鋁鐵合金、硅、硅鐵合金粉。在整個(gè)頂吹氧的吹煉過程中進(jìn)行 全程底吹氬氣或底吹氮?dú)獠僮鳎状禋鍤饣虻状档獨(dú)獾墓?yīng)強(qiáng)度為在 開始底吹的5min內(nèi)按0. 015 ~ 0. 02mVt鋼'min控制，中期按0. 015 ~ 0. 03m3/t鋼-min控制，底吹結(jié)束前3min才姿0. 04 ~ 0. 08m7t鋼.min控制。 當(dāng)轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)鋼水的[C]、 [P]、 [S]等成分和溫度達(dá)到要求時(shí)，停止頂吹 氧，并保持底吹氬氣或底吹氮?dú)?-3min，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌，控制轉(zhuǎn)爐終 點(diǎn)鋼水成分滿足如下要求[C]=0. 020 ~ 0. 050°/" [P]《0.020%、 [S〗< 0.040%、
< 0.060%、 [Mn]=0. 20~ 0. 30%、 [Cr] =0. 20 ~ 0. 50%,鋼水溫 度在1620 ~ 1720。C時(shí)，倒渣出鋼。在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中向鋼包鋼水中加入0. 10~ 3. 50kg/t鋼復(fù)合脫氧 劑，對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧，所述復(fù)合脫氧劑可選自硅鋁鋇合金、硅鈣鋇合金、 珪4丐、硅鋁、珪錳、鋁鐵中的一種，同時(shí)向鋼包鋼水中力口入l. 0 5.5kg/t,還 原性脫硫精煉渣進(jìn)行調(diào)渣，所述還原性脫碌u精煉渣選自預(yù)熔渣、合成調(diào) 渣劑中的一種(為市場可買產(chǎn)品)，在向鋼包鋼水中加入復(fù)合脫氧劑和 還原性脫硫精煉渣的同時(shí)，出鋼過程全程進(jìn)行鋼包底吹氬氣或底吹氮 氣，底吹氬氣或底吹氮?dú)鈴?qiáng)度為0. 01-0. 09m3/t鋼.min，利用微小的氬氣 泡或氮?dú)馀萁档弯撍幸谎趸?CO)的分壓，以使鋼水中的碳與氧反 應(yīng)進(jìn)行鋼水脫氧。在鋼包底吹氬氣或底吹氮?dú)獾臈l件下將鋼包送CAS工
位，在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼包鋼水中加入金屬鋁對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧和鋁凝: 合金化，金屬鋁的加入量可根據(jù)鋼水中原有.的酸溶鋁[Als]含量及鋼水 所要求的酸溶鋁含量來確定，使鋼水中的酸溶鋁含量[Als]控制0. 03~ 0. 05%,即[Als] =0.03—0.05%。同時(shí)在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中加入0.2 ~ 1.5kg/t鋼增氮?jiǎng)瑢撍械空{(diào)到0. 010%,即[N]-O. 010%，向鋼水 中加入釩鐵(Fe-V )和鈮鐵(Fe-Nb )，使鋼水中的[V] =0. 01 ~ 0. 06%、 [Nb〗=0. 01-0.04%,并保持吹氬氣或吹氮?dú)?~6min。所述增氮?jiǎng)┻x自 硅氮合金、鈦氮合金、錳氮合金、鈮氮合金、釩氮合金、硼氮合金中的 一種。將微合金化后的鋼包送LF精煉爐工位對(duì)鋼水進(jìn)行精煉。向LF精煉 爐內(nèi)加入l-15kg/t鋼還原性脫硫精煉渣(如預(yù)熔渣或合成調(diào)渣劑)，目 的在于造還原渣并對(duì)鋼水脫硫去除鋼水中的夾雜物，并向LF精練爐內(nèi) 加入0—5kg/t鋼還原劑，還原轉(zhuǎn)爐出鋼過程中加入的氧化物，即進(jìn)行調(diào) 渣。在鋼水精煉時(shí)，先用供氣強(qiáng)度為5 ~ 8NL/t鋼'min的氬氣(即大氬氣 流量)攪拌l-2min,以便r^i;扭電fH顯時(shí)4^氬氣強(qiáng)度為1 ~4NL/t鋼.min,脫 硫時(shí)供氬氣強(qiáng)度為3 ~ 6NL/t鋼'min。將鋼包頂渣四元磁度控制在1. 5 ~ 2.5之間，即R-( CaO+MgO )/ (Si02+Al203) =1. 5 ~ 2. 5,并使渣中(MnO+FeO ) < 1. 0% 。當(dāng)頂渣發(fā)自時(shí)，根據(jù)鋼水中各元素目標(biāo)值進(jìn)行成分微調(diào)。當(dāng)鋼 水中各種元素成分和溫度達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，停止供電精煉。鋼水精煉結(jié)束 后向鋼水中喂鈣線，在喂鈣線之前或之后向鋼水中喂硼線，喂硼線速度 可控制在5 —40m/min。喂線處理后對(duì)LF精煉爐內(nèi)的鋼水進(jìn)行吹氬氣或 吹氮?dú)馓幚?~10min,取樣分析，確認(rèn)鋼水成分達(dá)到目標(biāo)值要求 [C]=0. 02-0. 07% 、 [Si]=0. 10-0. 35% 、 [Mn] =0. 50—1. 40% 、[Nb] =0. 01—0. 04% 、 [Ti] =0. Ol—O. 04% 、 [V] =0. 01—0. 06% 、 [Mo]=0. 10-0. 25%、 [Cr]=0. 20-0. 60%、 [P]《0.025%、 [S]《0.010%、 [B]=0. 0015-0. 006%、 [Als]=0. 03-0. 05%、 [N]=0. 010-0. 018%,從LF精 煉爐工位出鋼，運(yùn)輸至CSP連鑄待澆鑄。CSP連鑄采用低石友合金鋼保護(hù)渣，所述低碳合金鋼保護(hù)渣為市場可 買產(chǎn)品，已有技術(shù)。鋼水過熱度控制在ls 45x:之間，連4壽拉速控制在 2. 5-5. 0m/min,連鑄坯入均熱爐的溫度(即入爐溫度)大于950°C ,連 鑄坯在均熱爐內(nèi)的加熱溫度為1050—1150。C，加熱時(shí)間為10—40rain, 開軋溫度為1050—1050。C,終軋溫度為830—920°C,巻耳又溫度為550 —650°C。實(shí)施例1將未經(jīng)爐外處理的鐵水倒入100t氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉精爐內(nèi)，并向 爐內(nèi)^AlO。/。的廢鋼，在轉(zhuǎn)爐pJ^東前，將9. Okg/t^各氧化物和25kg/t J目氧 化物隨廢鋼兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，進(jìn)行頂吹氧脫碳脫硅操作，并加入造渣劑(如 石灰)和熔劑(如螢石)造渣脫磷，倒渣。在轉(zhuǎn)爐開吹lmin向爐內(nèi)加 入8kg/t鋼錳氧化物，在吹煉結(jié)束前5min向爐內(nèi)加入12kg/t鋼錳礦石， 同時(shí)向爐內(nèi)加入3. 5kg/t鋼還原劑(如碳粉)。在整個(gè)吹煉過程中進(jìn)行全 程底吹氬氣(Ar)操作，在開始底吹氬氣的5min內(nèi)供氬氣強(qiáng)度為 0. 015mVt鋼.min,中期為0. 03m3/t鋼.min,底吹氬氣結(jié)束之前3min供氬 氣強(qiáng)度為0. 06mVt鋼.min。當(dāng)爐內(nèi)鋼水的[C]、 [P] 、 [S]等成分和溫度達(dá) 到要求時(shí)，停止頂吹氧，并保持底吹氬2min,對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌，控制轉(zhuǎn) 爐終點(diǎn)鋼水[C]-O. 020 ~ 0. 050%、 [P]< 0.020%、 [S] < 0. 040°/"
《 0.060%、 [Mn]=0.20~0. 30%、 [Cr]=0. 20 ~ 0. 50%,鋼水溫度為1620。C倒渣出鋼。
在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中向轉(zhuǎn)爐鋼水中加入1. 5kg/t鋼復(fù)合脫氧劑(如硅鋁鋇合金)，對(duì)鋼水進(jìn)行初銳氧，向鋼水中加入5. 5kg/t鋼還原性脫硫精煉渣(如預(yù)熔渣)進(jìn)行調(diào)渣。出鋼過程全程進(jìn)行鋼包底吹氬氣，供氬氣強(qiáng)度為0. 09m7t鋼'min。將鋼包送CAS工位，在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中 加入金屬鋁對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧和鋁微合金化，加入的金屬鋁使鋼水中的 酸溶鋁[Als]-O. 03%,同時(shí)在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中加入1. Okg/t鋼增氮 劑(如硅氮合金)，將鋼水中的氮含量調(diào)到目標(biāo)值的下限，即[N]=0. 010%， 向鋼水中加入釩鐵(Fe-V)和鈮鐵(Nb-Fe)，使鋼水中的[V] =0. 04%、 [Nb]=G. 01%，并^f果持吹氬氣3min。將孩i合金化后的鋼水送LF精煉爐工位對(duì)鋼水進(jìn)行精煉向LF精煉 妒內(nèi)加入1. Okg/t鋼還原性脫硫精煉渣如(合成調(diào)渣劑)進(jìn)行調(diào)渣，并 加入5. 0kg/"還原劑(如碳化硅粉)。在鋼水精煉時(shí)先用供氬氣強(qiáng)度為 6. 0NL/t鋼.min攪拌鋼水1. 5min，以便化渣，送電升溫時(shí)吹氬氣強(qiáng)度在 2. 5NL/t鋼'min,脫碌u時(shí)吹氬氣強(qiáng)度保持在6. 0NL/t鋼.min。將鋼包頂渣 四元堿度R控制2. 0,使渣中(Fe0+Mn0) <1. 0%。當(dāng)頂渣發(fā)自時(shí)，根據(jù) 鋼水中各元素目標(biāo)值進(jìn)行成分^f敫調(diào)，在鋼水中各種元素成分和溫度達(dá)到 目標(biāo)值時(shí)，停止送電精煉，并向鋼水中喂鈣線，在喂鈣線之前向鋼水中 喂硼線，喂硼線速度為20m/min。喂線處理后，對(duì)鋼水進(jìn)行吹氬氣處理 6min，取樣分析，確認(rèn)鋼水各元素成分達(dá)到目標(biāo)值要求，從LF精煉爐 工位出鋼，送CSP連鑄。CSP連鑄采用低碳合金鋼保護(hù)渣，鋼水過熱度為45。C，連鑄拉速為 3.5m/min,連鑄坯入均熱爐溫度大于950°C，連鑄坯在均熱爐內(nèi)的加熱 溫度為1100°C,加熱時(shí)間為25min，開軋溫度為U5(TC，終軋溫度為
920°C，巻取溫度為600°C。用以上方法冶煉屈服強(qiáng)度(crs)為600MPa的強(qiáng)韌鋼，鋼材成品成 分為C=0. 055%、 Mn=l. 35%、 Si=0, 25%、 Nb=0. 030%、 Ti=0. 03%、 V=0. 035%、 Mo=0. 16%、 Cr=0. 45%、 B=0.0035%, N=0. 012%，主要力學(xué)性能指標(biāo):屈服 強(qiáng)度ds-645MPa、抗拉強(qiáng)度cr^785MPa、延伸55=19%， -20。C沖擊功為 56AKV . J,綜合成本降低510. 87元/噸。實(shí)施例2將未經(jīng)爐外處理的鐵水倒入ioot氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉精爐內(nèi)，并向 爐內(nèi)狀20%的廢鋼，在轉(zhuǎn)爐p"東前，將0.5kg/t^各氧^f勿和20kg/t^目氧化物 隨廢鋼兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，進(jìn)行頂吹氧脫碳脫硅操作，并加入造渣劑(如石灰) 和熔劑(如氧化l^皮)造渣脫磷，倒渣。在轉(zhuǎn)爐開吹2min向爐內(nèi)加入 15kg/t鋼錳礦石，在吹煉結(jié)束前5min不向爐內(nèi)加入錳氧化物，向爐內(nèi)加 入6. Okg/t ^還原劑(如鋁)。在整個(gè)吹煉過程中進(jìn)行全程底吹氬氣(Ar ) 才斜乍，在開始底p線氣的5min內(nèi)供氬氣強(qiáng)度為0.020m3/t鋼.min,中期為-0. 015m3/1鋼-nain, 底吹氬氣結(jié)束之前3min供氬氣強(qiáng)度為0. 04m3/t 鋼'min。 當(dāng)爐內(nèi)鋼水的[C]、 [P]、 [S]等成分和溫度達(dá)到要求時(shí)，停止頂吹氧， 并保持底吹氬2. 5min，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌,控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水[C]-0. 020 ~ 0.050%、 [P〗< 0.020°/" [S]《0. 040°/"
《0.060°/" [Mn] =0. 20 ~ 0. 30%、 [Cr]=0. 20~0. 50%，鋼水溫度為1680。C倒渣出鋼。在轉(zhuǎn)爐.出鋼過程中向轉(zhuǎn)爐鋼水中加入3. 5kg/t鋼復(fù)合脫氧劑(如硅 4丐鋇合金)，對(duì)鋼水進(jìn)行初銳氧，向鋼水中加入l. 0kg/t鋼還原性脫硫精 煉渣(如預(yù)熔渣)進(jìn)行調(diào)渣。出鋼過程全程進(jìn)行鋼包底吹氬氣，供氬氣 強(qiáng)度為0. 06m7t鋼min。將鋼包送CAS工位，在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中
加入金屬鋁對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧和鋁微合金化，加入的金屬鋁使鋼水中的酸溶鋁[Als]-O. 04%，同時(shí)在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中加入0. 2kg/t銅增氮 劑(如錳氮合金)，將鋼水中的氮含量調(diào)到目標(biāo)值的下限，即[N]=0, 010%， 向鋼水中加入釩鐵(Fe-V )和鈮鐵(Nb-Fe ),使鋼水中的[V] =0. 06%、 [Nb]=0. 03%，并保持吹氬氣4min。將微合金化后的鋼水送LF精煉爐工位對(duì)鋼水進(jìn)行精煉向LF精煉 爐內(nèi)加入8. 0kg/t鋼還原性脫石克精煉渣如(合成調(diào)渣劑)進(jìn)行調(diào)渣，并 加入2. 5kg/t鋼還原劑(如硅鐵合金粉)。在鋼水精煉時(shí)先用供氬氣強(qiáng)度 為8, ONL/t鋼'min攪拌鋼水lmin，以便化渣，送電升溫時(shí)吹氬氣強(qiáng)度在4. ONL/t鋼.min,脫硫時(shí)吹氬氣強(qiáng)度保持在4. 5NL/t鋼.min。將鋼包頂渣 四元石威度R控制2. 5,.使渣中(FeO+MnO) <1.0°/。。當(dāng)頂渣發(fā)自時(shí)，根據(jù) 鋼水中各元素目標(biāo)值進(jìn)行成分微調(diào)，在鋼水中各種元素成分和溫度達(dá)到 目標(biāo)值時(shí)，停止送電精煉，并向鋼水中喂4丐線，在喂4丐線之前向鋼水中 喂硼線，喂硼線速度為5. Qm/min，喂線處理后，對(duì)鋼水進(jìn)行吹氬氣處理. 10min，取樣分析，確認(rèn)鋼水各元素成分達(dá)到目標(biāo)值要求，從LF精煉爐.工位出鋼，送CSP連鑄。CSP連鑄采用低碳合金鋼保護(hù)渣，鋼水過熱度為3(TC,連鑄拉速為5. Om/min,連鑄坯入均熱爐溫度大于950°C,連鑄坯在均熱爐內(nèi)的加熱 溫度為1150°C,加熱時(shí)間為1Gmin，開軋溫度為1050°C,終軋溫度為 870°C，巻取溫度為650°C。用以上方法冶煉屈服強(qiáng)度(as)為600MPa的強(qiáng)韌鋼，鋼材成品成 分為C=0. 060%、 Mn=l. 40%、 Si=0. 30%、 Nb=0. 040%、 Ti-0. 02%、 V=0, 05°/" Mo=0. 2%、 Cr=0.35%、 B=0.0045%， N=0. 015%，主要力學(xué)性能指標(biāo):屈服強(qiáng)
度cT尸620MPa、抗拉強(qiáng)度cT產(chǎn)785MPa、延伸5產(chǎn)18%, -20。C沖擊功為 60AKV J,綜合成本降低520元/噸。 實(shí)施例3將未經(jīng)爐外處理的鐵水倒入90t氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉精爐內(nèi)，不兌入 廢鋼，在轉(zhuǎn)爐吹煉前，將15kg/t鋼鉻氧化物和1. Okg/t鋼鉬氧化物隨廢 鋼兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，進(jìn)行頂吹氧脫碳脫珪才乘作，并加入造渣劑(如石灰)和 炫劑(如螢石)iii查l^壽，倒渣。在轉(zhuǎn)爐開吹3min向爐內(nèi)加入1. Okg/t ^孟 氧化物，在吹煉結(jié)束前5min向爐內(nèi)加入8. Okg/t鋼錳礦石，同時(shí)向爐內(nèi) 加入O. 5kg/t鋼還原劑(如鋁鐵合金)。在整個(gè)吹煉過程中進(jìn)行全程底吹 氮?dú)?N)才剩乍，在開始底吹氮?dú)獾?min內(nèi)供氮?dú)鈴?qiáng)度為0. 018mVt ,min, 中期為0. 025mVt鋼'rain， 底吹氮?dú)饨Y(jié)束之前3min供氮?dú)鈴?qiáng)度為0. 08m3/t 當(dāng)爐內(nèi)鋼水的[C]、 [P]、 [S]等成分和溫度達(dá)到要求時(shí)，停止頂吹氧， 并保持底吹氮3min,對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌，控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水[C] =0. 020 ~ 0.050%、 [P]< 0.020%、 [S]《0.040%、
《0.060%、 [Mn] =0. 20 ~ 0. 30°/" [Cr]-O. 20 ~ 0. 50%，鋼水溫度為1720。C倒渣出鋼。在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中向轉(zhuǎn)爐鋼水中加入0. lkg/t鋼復(fù)合脫氧劑(如硅 釣)，對(duì)鋼水進(jìn)行初銳氧，向鋼水中加入3. 5kg/t鋼還原性脫硫精煉渣(如 預(yù)熔渣)進(jìn)行調(diào)渣。出鋼過程全程進(jìn)行鋼包底吹氮?dú)?，供氮?dú)鈴?qiáng)度為 0. 01ra3/t鋼'min。將鋼包送CAS工位，在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中加入金 屬鋁對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧和鋁孩t合金化，加入的金屬鋁使鋼水中的酸溶鋁 [Als]=0. 05%，同時(shí)在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中加入1. 5kg/t鋼增氮?jiǎng)?如 鈦氮合金)，將鋼水中的氮含量調(diào)到目標(biāo)值的下限，即[N]-O. 010°/ ,向 鋼水中加入釩鐵(Fe-V)和鈮鐵(Nb-Fe)，使鋼水中的[V] =0. 01%、 閣=0.04%，并保持吹氮?dú)?min。將微合金化后的鋼水送LF精煉爐工位對(duì)鋼水進(jìn)行精煉向LF精煉 爐內(nèi)加入15kg/t鋼還原性脫硫精煉渣如(合成調(diào)渣劑)進(jìn)行調(diào)渣，不加 入還原劑。在鋼水精煉時(shí)先用供氬氣強(qiáng)度為5. 0NL/t銅.min攪拌鋼水 2min,以便化渣，送電升溫時(shí)吹氬氣強(qiáng)度在1. 0NL/t tmin,脫名危時(shí)吹 氬氣強(qiáng)度保持在3. 0NL/ t鋼'min。將鋼包頂渣四元堿度R控制1. 5,使 渣中(FeO+MnO) < 1. 0°/。。當(dāng)頂淹發(fā)自時(shí)，根據(jù)鋼水中各元素目標(biāo)值進(jìn) 行成分微調(diào)，在鋼水中各種元素成分和溫度達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，停止送電精 煉，并向鋼水中喂鈣線，在喂鈣線之前向鋼水中喂硼線，喂硼線速度為 40m/min。喂線處理后，對(duì)鋼水進(jìn)行吹氮?dú)馓幚?min,耳又樣分對(duì)斤，確認(rèn) 鋼水各元素成分達(dá)到目標(biāo)值要求，從LF精煉爐工位出鋼，送CSP連鑄。CSP連鑄采用低碳合金鋼保護(hù)渣，鋼水過熱度為15°C,連鑄拉速為 2. 5m/min，連4壽坯入均熱爐溫度大于95(TC,連鑄坯在均熱爐內(nèi)的加熱 溫度為1050°C，加熱時(shí)間為40min，開軋溫度為IIO(TC，終軋溫度為' 830°C,巻耳又溫度為550°C。用以上方法冶煉屈服強(qiáng)度(as)為600MPa的強(qiáng)韌鋼，鋼材成品成 分為C-O. 065°/。、 Mn=l. 30%、 Si=0. 25%、 Nb-O. 020%、 Ti=0. 04%、 V=0. 04%、 Mo=0.15%、 Cr=0.55%、 B=0.004%, N=0. 016%,主要力學(xué)性能指標(biāo)屈服強(qiáng) 度(7尸630MPa、抗拉強(qiáng)度cjb-775MPa、延伸5產(chǎn)18. 5%, -2(TC沖擊功為 65AKV . J,綜合成本降低520. 50元/噸。
權(quán)利要求
1、 一種強(qiáng)韌鋼熱軋板巻生產(chǎn)方法，其特征在于將未經(jīng)爐外處理 的鐵水倒入90t或100t氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐內(nèi)，向爐內(nèi)兌入0-20%的 廢鋼，在轉(zhuǎn)爐吹煉前，將O. 5-15Kg/t鋼鉻氧化物和1-25kg/t鋼鉬氧化物 隨廢鋼兌入轉(zhuǎn)爐內(nèi)；進(jìn)行頂吹氧脫碳脫硅操作，并加入造渣劑和熔劑造 渣脫磷，倒渣；在轉(zhuǎn)爐開吹l-3min向爐內(nèi)加入l-15kg/t都猛氧化物或錳 礦石，在吹煉結(jié)束前5min向爐內(nèi)再加入0-12kg/t桐錳氧化物或錳礦石， 同時(shí)向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入0. 5-6. Okg/"還原劑；在整個(gè)吹煉過程中進(jìn)行全程底 吹氮?dú)饣虻状禋鍤獠僮?，底吹氮?dú)饣虻状禋鍤獾墓鈴?qiáng)度為在開始底 吹的5min內(nèi)按0. 015-0. 02 m3/t鋼'min控制，中I廟安O. 015—0. 03 mVt鋼'min控 制，底吹結(jié)束前3min按0. 04-0. 08 mVt鋼'min控制；當(dāng)轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)鋼水 的[C]、 [P]、 [S]等成分和溫度達(dá)到要求時(shí)，停止頂吹氧,保持底吹氮?dú)?或底吹氬氣2-3min，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌，控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水成分為' [C〗=0. 020-0. 050%、 [P〗< 0. 020%、 [S] < 0. 040%、
《0. 060%、 [Mn]=0. 20-0. 30%、 [Cr]=0. 20-0. 50%,鋼水溫度在1620-1720。C，倒渣 出鋼；在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中向鋼水中加入0. 10—3.50kg/t鋼復(fù)合脫氧劑，對(duì) 鋼水進(jìn)行初脫氧，向鋼水中加入1. 0-5. 5kg/t鋼還原性脫硫精煉渣進(jìn)行 調(diào)渣；出鋼過程全程進(jìn)行鋼包底吹氬氣或底吹氮?dú)猓状禋鍤饣虻状档?氣強(qiáng)度為0. Ol-O. 09m7t鋼.min;將鋼包送CAS工位，在CAS浸澤罩內(nèi) 向鋼包鋼水中加入金屬鋁對(duì)鋼水進(jìn)行深脫氧和鋁微合金化，使鋼水中的 酸溶鋁[Als卜O. 03—0. 05%,同時(shí)在CAS浸澤罩內(nèi)向鋼水中力口入0. 2-1. 5kg/t鋼 增氮?jiǎng)逛撍械縖N] =0.010%,向鋼水中加入釩鐵和鈮鐵，使鋼水中的[V] =0. 01 ~ O.06%、 [Nb]=0.01 ~ (X04%,并保持鋼包底吹氬氣或 底吹氮?dú)?—6min;爐內(nèi)加入l-15kg/t鋼還原性脫硫精煉渣進(jìn)行調(diào)渣，并加入0-5Kg/t鋼還 原劑；在鋼水精煉時(shí)先用供氬氣強(qiáng)度為5 ~ 8NL/t鋼'min攪拌鋼水1 ~ 2min,以便化渣，送電升溫時(shí)吹氬氣強(qiáng)度保持在1~4NL/ t鋼.min,脫 石克時(shí)吹氬氣強(qiáng)度保持在3~6NL/ t鋼.min;將鋼包頂渣四元堿度R控制 在1.5-2. 5之間，使渣中(Fe0+Mn0) < 1. 0%;當(dāng)頂渣發(fā)白時(shí)，根據(jù)鋼 水中各元素目標(biāo)值進(jìn)行成分微調(diào)，在鋼氷中各種元素成分和溫度達(dá)到目 標(biāo)值時(shí)，停止送電精煉，并向鋼水中喂鉤線，在喂鈣線之前或之后向鋼 水中喂硼線，喂硼線速度控制在5 — 40m/min，喂線處理后，對(duì)鋼水進(jìn)行 吹氬氣或氮?dú)馓幚?-10min,并取樣分^f,確認(rèn)鋼水各元素成分達(dá)到目 標(biāo)值要求即[C]=0, 02-0. 07%、 [Si] =0. 10-0. 35%、 [Mn] =0. 50-l眉、' [Nb]-O. 01-0. 04% 、 [Ti]=0. 01-0. 04% 、 [V] =0. Ol-O. 06% 、 [Mo〗=0. 10-0. 25%、 [Cr]=0. 20—0. 60%、 [P]《0. 025%、 [S]《0.010%、 [B]=0. 0015-0. 006%、 [A1S]=0. 03-0. 05%、 [N] =0, 010-0. Ol斷從LF精 煉爐工位出鋼，運(yùn)輸至CSP連鑄待澆鑄；CSP連鑄采用低碳合金鋼保護(hù)渣，鋼水過熱度控制在15-45。C之間， 連鑄拉速控制在2. 5-5. 0m/min,連鑄坯入均熱爐溫度大于95(TC,連鑄 坯在均熱爐內(nèi)的加熱溫度為1050—115(TC,加熱時(shí)間為10—40min，開 軋溫度為1050—1150。C，終軋溫度為83O—920。C，巻取溫度為550—650 °C;其中 錳礦石選自錳含量大于20%的礦石，造渣劑選自石灰、白云石中的一種， 熔劑選自螢石、氧化鐵皮、鐵礦石中的一種， 還原劑選自碳粉、碳化硅粉、鋁、鋁鐵合金、硅、硅鐵合金粉中 的一種，復(fù)合脫氧劑選自硅鋁鋇合金、硅鈣鋇合金、硅鈣、硅鋁、鋁錳、 鋁鐵中的一種，還原性脫硫精煉渣選自預(yù)熔渣、合成調(diào)渣劑中的一種， 增氮?jiǎng)┻x自硅氮合金、鈦氮合金、錳氮合金、鈮氮合金、釩氮合 金、硼氮合金中一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強(qiáng)韌鋼熱軋板卷生產(chǎn)方法，將鐵水、廢鋼和鉻氧化物、鉬氧化物兌入轉(zhuǎn)爐中，加造渣劑；吹煉初期加入錳氧化物或錳礦石，吹煉結(jié)束前再加入錳氧化物或錳礦石與還原劑，全程底吹氮?dú)饣驓鍤?，待鋼水成分與溫度適當(dāng)時(shí)出鋼，在出鋼過程中向鋼水中加入復(fù)合脫氧劑和還原性脫硫精煉渣，全程鋼包底吹氬或氮。鋼包在CAS工位向鋼水中加金屬鋁進(jìn)行深脫氧和微合金化，加入增氮?jiǎng)⑩C鐵、鈮鐵，保持吹氬或吹氮。鋼包送LF精煉爐工位，向LF精煉爐內(nèi)加入石灰和還原性脫硫精煉渣，吹氬，送電升溫再吹氬，精煉后期喂鈣線和硼線；供CSP連鑄，鑄坯入爐溫度＞950℃，控制好加熱溫度、開軋溫度、終軋溫度和卷取溫度。有高的強(qiáng)度和好的韌性。
文檔編號(hào)B21B37/74GK101121992SQ20071003578
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者吳光亮 申請(qǐng)人:湖南華菱漣源鋼鐵有限公司