一種提高20MnTiB高強(qiáng)度緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及緊固件用鋼的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高20MnTiB緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含硼鋼是我國(guó)合金結(jié)構(gòu)鋼中的主要品種之一，現(xiàn)已相繼開發(fā)了 20余個(gè)鋼種。20MnTiB鋼作為低碳硼鋼，其具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和加工性能被廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)度螺栓螺母。穩(wěn)定且良好的B元素收得率不僅在工藝上能保證成分的穩(wěn)定性，從而改善鋼的淬透性，最終提高鋼的綜合性能的穩(wěn)定性和一致性；而且可以精準(zhǔn)控制鋼中硼的含量，從而防止或者消除硼脆現(xiàn)象，同時(shí)也降低成本，增強(qiáng)鋼材的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，提高B的收得率至關(guān)重要。
[0003]經(jīng)檢索，專利CN200710193055.9，公開了一種鋼鐵冶煉過(guò)程中硼鐵的加入方法，所述的鋼鐵冶煉過(guò)程包括電爐熔化、精煉、真空處理，本方法控制精煉后鋼液中氧含量不大于20ppm、鋁重量含量不小于0.010% ;真空前喂入鋁至鋼液中鋁重量百分含量為0.080-0.120%，然后加入硼鐵，進(jìn)行真空處理，處理過(guò)程大吹氬攪拌。采用本發(fā)明方法后，冶煉后硼的回收率能達(dá)到90%以上，鋼水中硼分布均勻，顯著增加了鋼的淬透性，改善了鋼的致密性和熱乳性能，在不改變塑性和沖擊韌性的前提下增加鋼的強(qiáng)度；其缺點(diǎn)是精煉處理后Al含量過(guò)高，易生成Al2O3夾雜物，造成中間包水口結(jié)瘤，澆鑄不順利而引起斷澆。專利CN200810015497.9，公開了一種真空冶煉含硼鋼提高和穩(wěn)定硼回收率的方法，鋼水真空處理前進(jìn)行硼合金化，依次包括以下步驟:1)、鋼水采用脫氧能力大于硼的脫氧劑脫氧，鋼水經(jīng)LF爐或其他還原爐脫氧精煉后，最終控制爐渣成分FeO)+ (% MnO) < 1.50%, (%Si02) < 15.00%，重量比；2)、加入硼鐵；3)、鋼水真空處理；4)、鋼水真空處理后，取鋼水樣分析硼含量。鋼水真空處理后，取鋼水樣分析，硼回收率穩(wěn)定在90%以上，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)同一含硼鋼種，爐與爐之間熔煉成分硼含量偏差小于2ppm(即0.0002%);其缺點(diǎn)是需要經(jīng)過(guò)真空處理，增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種成本較低，并且能夠提高20MnTiB高強(qiáng)度緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種提高20MnTiB高強(qiáng)度緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法，包括:
[0007]I)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用高拉碳工藝，控制終點(diǎn)C大于0.098wt%，溶解氧α [O]為280X10 6?350X 10 6;冶煉末期底吹攪拌，保持出鋼過(guò)程連續(xù)吹氬；出鋼溫度1650?16900C，出鋼過(guò)程加入Al塊脫氧，加入石灰和螢石造渣，出鋼C控制在0.18?0.22wt%,其它元素按標(biāo)準(zhǔn)中下限控制；
[0008]2)吹氬:到站吹氬3min，根據(jù)出鋼碳，喂入鋁線進(jìn)一步脫氧，溶解氧α [O]為50X 10 6?80X 10 6，再吹氬后起吊至LF;
[0009]3)LF爐精煉:加鋁丸在渣面擴(kuò)散脫氧，渣量控制在1.5?2.0 %，采用CaO-S12-Al2O3渣系，造白渣，精煉渣堿度按3.5?5.0控制，渣系成分為CaO:51.48?56.91%, Si02:10.05 ?16.07%, Al 203:13.54 ?16.85% ；T ^ 1550°C時(shí)，取樣進(jìn)行成分分析，調(diào)整化學(xué)成分；在精煉中后期喂鈦線，再加入硼鐵；精煉過(guò)程全程吹氬，起坑前喂入S1-Ca線，攪拌后上連鑄平臺(tái)。
[0010]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中按噸鋼0.8?1.2kg加入Al塊。
[0011]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中按噸鋼加入石灰580?690kg和螢石75?102kg。
[0012]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)爐出鋼采用擋渣出鋼方式，控制轉(zhuǎn)爐下渣量< 100_。
[0013]進(jìn)一步地，所述氬站到站后，根據(jù)出鋼碳按噸鋼0.2?0.3kg喂入鋁線。
[0014]進(jìn)一步地，所述LF爐精煉，按噸鋼加0.33?0.5kg鋁丸在渣面擴(kuò)散脫氧。
[0015]進(jìn)一步地，所述喂鈦線鋼水溫度在1575?1585°C，喂鈦線速度3.0?5.0m/s。
[0016]進(jìn)一步地，所述LF爐精煉起坑前3?5分鐘，按噸鋼0.55?0.65kg喂入S1-Ca線。
[0017]本發(fā)明提供的一種提高20MnTiB高強(qiáng)度緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法，可以使B的收得率由50%提高到80%以上，大大降低了 20MnTiB鋼冶煉成本，而且精確控制B元素收得率不僅在工藝上保證了成分的穩(wěn)定性，改善了鋼的淬透性，并且提高了鋼綜合性能的穩(wěn)定性和一致性，而且可以精準(zhǔn)控制鋼中硼的含量，從而防止或者消除硼脆現(xiàn)象，進(jìn)而的提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
【具體實(shí)施方式】
[0018]—種提高20MnTiB高強(qiáng)度緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法，包括如下步驟:
[0019]I)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用高拉碳工藝，控制終點(diǎn)C大于0.098wt%，防止鋼水過(guò)氧化，鋼中溶解氧α [O]為280 X 10 6?350 X 10 6;冶煉末期底吹攪拌，促進(jìn)鋼、渣平衡，保持出鋼過(guò)程連續(xù)吹氬；采用擋渣出鋼，出鋼溫度控制在1650?1690°C，控制轉(zhuǎn)爐下渣量彡10mm ;采用爐外合金化，出鋼過(guò)程中按噸鋼0.8?1.2kg隨鋼流加入Al塊脫氧；石灰580?690kg、螢石75?102kg出鋼過(guò)程中隨鋼流加入造渣，C控制在0.18?0.22wt% (含合金帶入的碳)，其它元素按標(biāo)準(zhǔn)中下限控制。
[0020]2)吹氬工藝:到站吹氬3min后，測(cè)溫、取樣，根據(jù)出鋼碳，喂入鋁線0.2?0.3kg/t進(jìn)一步脫氧，溶解氧α [O]為50X 10 6?80X 10 6，(碳高按下限加入鋁線，碳低按上限加入招線)，再吹氬3min后起吊至LF。
[0021]3)LF爐精煉工藝:加0.33?0.5kg/t鋁丸在渣面擴(kuò)散脫氧，渣量控制在1.5?
2.0%，采用CaO-S12-Al2O3渣系，視渣況適當(dāng)加入活性石灰、螢石和SiC粉調(diào)整熔渣，渣面脫氧，形成白渣，精煉渣堿度按3.5?5.0控制，渣系成分為CaO:51.48?56.91%, S12:
10.05?16.07%, Al2O3, 13.54?16.85% ；T ^ 1550°C時(shí)，取第一樣進(jìn)行成分分析，按內(nèi)控及目標(biāo)成分要求調(diào)整化學(xué)成分，調(diào)好成分后，嚴(yán)禁大氬量攪拌使鋼水裸露。在精煉中后期喂鈦線，喂線鋼水溫度在1575?1585°C，喂線速度3.0?5.0m/s，再加入硼鐵；精煉過(guò)程全程吹氬，起坑前3?5分鐘按噸鋼0.55?0.65kg喂入S1-Ca線，攪拌3分鐘后上連鑄平臺(tái)。
[0022]采用上述的冶煉的方法取樣分析后，B的收得率不低于80%。
[0023]本發(fā)明從轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)就開始控制鋼溶解氧含量，在轉(zhuǎn)爐降低吹氧量，降低鋼液的整體含氧量，后期通過(guò)鋁來(lái)降低鋼水的氧化性，以及適合的堿度，從而減少加入的鈦、硼與氧接觸而發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致收得率降低，從而達(dá)到提高收得率的目的。
[0024]實(shí)施例1
[0025]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種提高20MnTiB高強(qiáng)度緊固件用鋼冶煉中B的收得率方法，具體如下:
[0026]I)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用高拉碳工藝，控制終點(diǎn)C 0.125wt%，防止鋼水過(guò)氧化，鋼中溶解氧α [O]為285X 10 6;冶煉末期底吹攪拌，促進(jìn)鋼、渣平衡，保持出鋼過(guò)程連續(xù)吹氬；采用擋渣出鋼，出鋼溫度控制在1690°C，控制轉(zhuǎn)爐下渣量30mm ;采用爐外合金化，出鋼過(guò)程中按噸鋼0.8kg隨鋼流加入Al塊脫氧；石灰583kg、螢石82kg，出鋼過(guò)程中隨鋼流加入，C控制在0.21% (含合金帶入的碳)，其它元素在標(biāo)準(zhǔn)中下限。
[0027]2)吹氬工藝:到站吹氬3min后，測(cè)溫、取樣，根據(jù)出鋼碳