CN104513931A - 冷镦钢、冷镦钢的钢包炉精炼工艺以及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷镦钢、冷镦钢的钢包炉精炼工艺和该冷镦钢的生产工艺，该冷镦钢包括如下重量百分比的化学成分：C:0.19-0.22%，Si≤0.10%，Mn：0.75-0.90%，P≤0.025%，S≤0.030%，AlT≥0.02%，Cr、Ni、Cu各≤0.20%，其余为Fe。在该冷镦钢生产工艺中通过采用铝深脱氧、喂硅钙丝以及浸入式水口等步骤，使得产出的冷镦钢内部组分配置合理，尤其C:0.19-0.22%和Si≤0.10%两成分含量的组合使该冷镦钢满足了强度、韧性等综合力学性能要求，从而使得该冷镦钢在常温下可加工性能较好。

Description

冷镦钢、冷镦钢的钢包炉精炼工艺以及生产工艺
技术领域
本发明涉及一种冷镦钢、冷镦钢的钢包炉精炼工艺和生产工艺，属于钢铁冶炼技术领域。 
背景技术
冷镦钢一般为低、中碳优质碳素结构钢和优质合金结构钢，用来冷镦成型各种机械标准件和紧固件。冷镦钢金属塑性好，多用于生产互换性较高的标准件，如螺栓、螺母、螺钉、铆钉、自攻螺钉等紧固件和冷镦成型的零部件。随着紧固件的大量使用，冷镦钢市场需求量不断增加，单单我国目前的冷镦钢需求量已达到1000万吨以上。 
冷镦钢冶炼的关键在于提高钢水的纯净度，降低钢水的非金属夹杂物和污染程度。国内外采用的冷镦钢冶炼工艺有两种，一种是目前被各大厂家普遍采用的转炉冶炼冷镦钢工艺，如马钢：转炉-LF-结晶器喂铝-开坯-高线，武钢：转炉-吹氩-LF-方坯连铸-高线，鞍钢：转炉-LF-方坯连铸-高线，首钢：转炉-LF-方坯连铸-高线-斯太尔摩控冷，另一种是目前采用较少的电炉冶炼冷镦钢工艺，（对于低炭冷镦钢）电炉冶炼工艺采用较少主要是因为在冶炼过程中很难控制钢水中硅以及杂质含量，后续精炼工艺以及连铸工艺难以对钢水中的硅以及杂质含量进行合理调整，将使得产出的钢中硅含量和杂质含量较高，而钢中硅含量是冷镦钢的强度、硬度、塑性以及韧性的关键性影响因素，通过电炉冶炼生产的冷镦钢在常温下可加工性能较差，然而众所周知，冷镦钢后续加工过程中变形量大（60%-70%）、变形速度快，其对常温下可加工性能要求特别高。实际生产中，一般厂家很难通过后续精炼工艺以及连铸工艺与电炉冶炼工艺相配合，来合理调控钢水中硅以及杂质含量，从而无法很好的解决经过电炉冶炼出的冷镦钢的常温加工性能低的问题，另外，在调控硅以及杂质含量的同时，对钢水 中其它成分也会有影响，从而影响冷镦钢成品的综合力学性能。 
因此，对于电炉冶炼工艺如何对冷镦钢的生产工艺进行合理调控，使得冷镦钢具有较好的常温加工性能以及机械性能，是现有技术还没有解决的技术难题。 
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电炉冶炼产出的冷镦钢无法同时满足常温加工性能和机械使用性能的技术缺陷，从而提供一种能够同时满足常温加工性能和机械使用性能的冷镦钢。 
本发明所要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中电炉冶炼产出的冷镦钢无法同时满足常温加工性能和机械使用性能的技术缺陷，从而提供一种能够与电炉冶炼工艺相匹配，进而通过对过程以及成分的调控来提高冷镦钢常温加工性能和机械使用性能的冷镦钢的钢包炉精炼工艺。 
本发明所要解决的再一个技术问题在于克服现有技术中电炉冶炼产出的冷镦钢无法同时满足常温加工性能和机械使用性能的技术缺陷，从而提供一种能够与电炉冶炼工艺相匹配，进而通过对过程以及成分的调控来提高冷镦钢常温加工性能和机械使用性能的冷镦钢的生产工艺。 
为解决上述技术问题，本发明是一种冷镦钢，包括如下重量百分比的化学成分：C:0.18-0.23%，Si≤0.10%，Mn：0.70-1.00%，P≤0.030%，AlT≥0.02%，S≤0.035%，其余为Fe。 
一种生产该冷镦钢的钢包炉精炼工艺，在所述钢包炉精炼工艺前期，采用铝进行深度脱氧，并一次性加入铝用量，保证终点全铝含量在0.02%以上，然后加入铁合金，防止出钢下渣。 
一种生产该冷镦钢的钢包炉精炼工艺，采用石灰等造白渣，白渣造好后，使得所述白渣在流动状态下保持不少于20分钟。 
一种生产该冷镦钢的钢包炉精炼工艺，根据钢水中含硅量决定喂入的硅钙 丝长度，喂丝后进行软吹氩5分钟。 
一种生产该冷镦钢的钢包炉精炼工艺，钢水的过热度控制在30－35℃之间。 
一种生产该冷镦钢的钢包炉精炼工艺，将从该工艺出来的钢水的化学成分的重量百分比控制如下：C：0.19－0.22%、Si≤0.10%、Mn:0.75-0.90%、P≤0.025%、S≤0.025%，AlT≥0.02%、Cr、Ni、Cu各≤0.20%。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，还包括位于钢包炉冶炼工艺之前的电炉冶炼工艺和位于钢包炉冶炼工艺后的连铸工艺。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，所述电炉为100吨电炉，所述电炉熔炼工艺具体包括配料步骤、第一次加料步骤、通电步骤以及第二次加料步骤，通过上述步骤之间的配合使得电炉熔炼达到红包出钢，保持钢包温度大于1000℃，出钢温度控制在1600－1630℃之间，终点碳含量≥0.06%。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述配料步骤中，往所述100吨电炉内加入15－45吨铁水，然后根据所加铁水量配入废钢量，所述废钢中铜的含量小于0.22%。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述配料步骤后进行第一次加料，往所述100吨电炉内加30－50吨的废钢或废钢与生铁的混合物。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述第一次加料步骤后，开始对电炉通电，在废钢及铁水熔化阶段采用33000-47000kw功率送电，1.5分钟后开始用65000-75000kw功率送电，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t时，停止对所述100吨电炉供电。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述熔化阶段内，在所述100吨电炉功率消耗达到130kwh/t时，或者当所述100吨电炉炉门区的废钢发红且有熔池形成时，采用碳氧枪进行废钢切割助熔操作，并在所述切割操作过程中间断地以每分钟10―20kg速度喷入碳粉。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述熔化阶段内， 往所述100吨钢包内加入用于脱硫的石灰、萤石作为造渣材料。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述熔化阶段的末期进行吹氧操作，保证每小时2500－4000Nm3的氧流量，氧压控制为0.9－1.5Mpa，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t时，停止吹氧。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在进行所述吹氧操作的同时，往所述100吨电炉内以每分钟10－60kg的速度喷入碳粉，并待造好泡沫渣后进行埋弧冶炼。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述通电步骤后，开始第二次加料，往所述100吨电炉内加25-45吨的废钢，重新对所述100吨电炉进行通电，并保持75000-77800kw供电直至熔化阶段结束。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述连铸工艺中，采用浸入式水口将由所述钢包炉精炼工艺产出的钢水引入中间包，并将中间包中的钢水引入结晶器，所述中间包、结晶器与所述浸入式水口之间采用氩封保护。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述结晶器中，采用成分如下的结晶器保护渣：R：0.86%、SiO2：29.5%、CaO：25.5%、Al2O3：10%、Fe2O3：3%、MgO<3%、F：6%、R2O：4%、C固：16%。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，所述结晶器水流量为每分钟2400-2500升，所述结晶器采用频率5Hz、电流380A的电磁搅拌。 
一种包括上述钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，在所述连铸步骤中，控制钢水温度在1536－1571℃，并采用每分钟1.5－1.0米的拉速。 
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 
1.本发明提供的冷镦钢，其化学成分的重量百分比为：C:0.18-0.23%，Si≤0.10%，Mn：0.70-1.00%，P≤0.030%，S≤0.035%，AlT≥0.02%，Cr、Ni、Cu各≤0.20%，其余为Fe，上述组分合理匹配，尤其C:0.19-0.22%和Si≤0.10% 两成分含量的组合使该冷镦钢满足了强度、韧性等综合力学性能要求，从而使得该冷镦钢在常温下可加工性能较好。 
2.本发明提供的用于冷镦钢生产的钢包炉精炼工艺，采用铝脱氧，并根据电炉冶炼步骤后终点碳的含量以及冷镦钢对酸溶铝的要求，一次性加入铝用量，保证终点全铝含量在0.02%以上，然后加入铁合金，防止出钢下渣，该工艺中，通过一次性加铝即可实现对由电炉冶炼后进入该工艺步骤中的钢液的深度脱氧，以使钢液的洁净度较高；同时，采用一次性加铝进行深度脱氧还有利于降低硅含量，有利于最终冷镦钢产品的常温下可加工性能；另外，通过保证终点全铝在0.02%以上满足对于冷镦钢的国家标准；在采用铝进行深度脱氧后加入铁合金可以对钢液成分进行微调，并防止出钢下渣，避免了渣中的硅进入钢液后增加硅含量。 
3.本发明提供的钢包炉精炼工艺，加入铁合金后，保证钢包炉炉渣碱度合适并保持一定流动性，造好白渣，白渣出现说明已经脱氧充分，所述白渣保持不少于20分钟，进一步保证脱氧效果。 
4.本发明提供的钢包炉精炼工艺，造好白渣并保证白渣至少20分钟后根据钢液中含硅量决定喂入200米硅钙丝长度，用于调整钢液中钙成分，避免由于钙不足而导致只有部分Al2O3夹杂物变性成液态钙铝酸盐或者钙量过多而导致有固态的CaS生成；过喂硅钙丝可以改善夹杂物的形态；在喂丝后进行软吹氩使铝酸钙充分上浮，减少全氧含量。 
5.本发明提供的钢包炉精炼工艺，控制出钢成分：C:0.19-0.22%，Si≤0.10%，Mn：0.75-0.90%，P≤0.025%，S≤0.025%，AlT≥0.02%，Cr、Ni、Cu各≤0.20%，其余为Fe，在钢包炉精炼工艺中控制上述出钢成分，使该成分接近于要求的成品冷镦钢材成分，以降低后续连铸工艺在成分调整上的工艺要求，使得整体工艺便于实现。 
6.本发明提供的包括电炉冶炼步骤、钢包炉精炼步骤以及连铸步骤在内的冷镦钢生产工艺，采用浸入式水口将由所述钢包炉精炼工艺产出的钢水引入中 间包，并将中间包中的钢水引入结晶器，所述中间包、结晶器与所述浸入式水口之间采用氩封保护。通过设置浸入式水口和氩封保护，防止在整体工艺步骤的转化过程中，钢水被外界氧气接触。 
7.本发明提供的冷镦钢的生产工艺，在连铸步骤中，钢液由浸入式水口进入结晶器后，其采用的结晶器保护渣具有较好的吸收夹杂物的能力，既能充分吸收Al2O3杂质，又能保持良好的理化和使用性能。 
8.本发明提供的冷镦钢的生产工艺，其结晶器通过采用频率5HZ、电流380A的电磁搅拌，用于控制该冷镦钢的表面质量和内部组织。 
9.本发明提供的冷镦钢的生产工艺，在连铸工艺中，温度控制在1536-1571℃，拉速为每分钟1.5-1.0米，高拉速对冷镦钢的冷镦性能不利，而该拉速设置既保证冷镦性能，又保证了冷镦钢的生产效率。 
具体实施方式
实施例1 
本实施例提供一种用于冷镦钢生产的钢包炉精炼工艺，在所述钢包炉精炼工艺前期，采用铝进行深度脱氧，根据钢包炉内钢液温度、炉内终点碳含量以及冷镦钢对酸溶铝的要求，一次性加入铝用量150-200kg，并保证终点全铝含量在0.02%以上，一次性加入铝之后加入铁合金，防止出钢下渣。 
通过一次性加入铝用量，可实现对钢包炉内钢水的深度脱氧，以达到洁净度的要求，还可以改善夹杂物的形态和分布；并且，往所述钢包炉内一次性加铝可以降低炉内钢水中的硅含量，以使硅含量控制在≦0.10%范围内，有利于提高最终冷镦钢产品的常温下可加工性能；另外，在采用铝进行深度脱氧之后加入铁合金可以对钢液成分进行微调。在所述钢包炉出钢的过程中严格控制防止出钢下渣，避免了渣进入钢液后提高硅含量，而此时如果出现下渣，那么由渣进入而导致的硅含量提升则很难再被去除。 
在所述钢包炉精炼工艺中，采用石灰等造白渣，待白渣造好后，保持所述 白渣在流动状态下不少于20分钟。通过该步骤操作可以提高钢水的脱氧效果，白渣造好说明炉内钢水已经脱氧充分，而保持白渣不少于20分钟则进一步保证了脱氧效果。 
在所述钢包炉精炼工艺中，根据钢水含硅量决定喂入的硅钙丝长度，喂丝后，进行软吹氩气5分钟，需要注意的是，喂丝时应提高喂丝速度，提高喂丝速度可以增加硅钙丝的***深度，使钙在更深的钢水中熔解，通过喂入硅钙丝既可以控制炉内钢水中钙含量，还可以改善钢水中夹杂物形态。 
在所述钢包炉精炼工艺中，将钢水的过热度应控制在30－35℃之间。 
通过对钢包炉精炼工艺的整体控制，使得从所述钢包炉精炼工艺出来的钢水的化学成分的重量百分比如下：C：0.19%、Si：0.08%、Mn:0.86%、P：0.019%、S：≦0.016%、AlT：0.023%、Cr：0.06%、Ni：0.04%、Cu：0.13%。 
实施例2 
本实施例提供一种采用实施例1所述的钢包炉精炼工艺的冷镦钢生产工艺，所述冷镦钢生产工艺还包括位于所述钢包炉精炼步骤之前的电炉熔炼步骤和位于所述钢包炉精炼之后的连铸步骤。 
所述电炉为100吨电炉，所述电炉熔炼工艺具体包括配料步骤、第一次加料步骤、通电步骤以及第二次加料步骤。其中， 
在所述配料步骤中，往所述100吨电炉内加铁水15吨，然后根据所加铁水量配入废钢量，所述废钢中铜的含量为0.22%。 
在所述配料步骤后进行第一次加料，往所述100吨电炉内加50吨的废钢与生铁的混合物。 
在所述第一次加料步骤后开始对电炉通电，在废钢及铁水熔化阶段采用33000kw小功率送电，1.5分钟后采用65000kw功率送电，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t左右时，停止对所述100吨电炉供电。 
在上述电炉通电步骤之后进行第二次加料，往所述100吨电炉内加45吨的废钢，并重新对所述100吨电炉进行通电，并保持最大允许功率供电直至熔化期结束。 
在所述熔化阶段内，在所述100吨电炉功率消耗达到130kwh/t时，采用碳氧枪进行废钢切割助熔操作，并在所述切割操作过程中间断地以每分钟20kg速度喷入碳粉。 
在所述熔化阶段内，往所述100吨电炉内加入用于脱硫的石灰、萤石作为造渣材料；在所述熔化阶段的末期进行吹氧操作，保证每小时2500Nm3的氧流量，氧压控制为0.9Mpa，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t左右时，停止吹氧；在进行所述吹氧操作的同时，往所述100吨电炉内以每分钟20kg的速度喷入碳粉，并待造好泡沫渣后进行埋弧冶炼。 
在上述步骤结束后，采用红包出钢，保持钢包温度大于1000℃，并确认透气砖透气良好，出钢温度控制在1600℃，终点碳含量0.06%。 
在上述电炉冶炼步骤之后，将从电炉冶炼步骤出来的钢水引入钢包炉，进行实施例1所述的钢包炉精炼工艺，需要注意的是，在本实施例中，喂硅钙丝长度200米，对钢水的过热度应控制在30℃，在所述钢包炉精炼工艺后将该工艺出来的钢水的化学成分的重量百分比控制如下：C：0.21%、Si：0.09%、Mn:0.90%、P：0.021%、S：0.017%、AlT：0.026%、Cr：0.08%、Ni：0.06%、Cu：0.18%。 
在钢包炉精炼工艺之后，进行连铸步骤，其中， 
采用铝碳质长水口作为浸入式水口将由所述钢包炉精炼工艺产出的上述成分的钢水引入中间包，并将中间包中的钢水引入结晶器，所述中间包、结晶器与所述浸入式水口之间采用氩封保护。 
采用结晶器专用保护渣，所述保护渣具有较好的吸收夹杂物的能力，既能充分吸收Al2O3夹杂，又能保持良好的理化和使用性能，其具体成分如下：R： 0.86%、SiO2：29.5%、CaO：25.5%、Al2O3：10%、Fe2O3：3%、MgO：2%、F：6%、R2O：4%、C固：16%。 
所述结晶器水流量为每分钟2400升，并所述结晶器采用频率5Hz、电流380A的电磁搅拌，所述电磁搅拌用于改善表面质量和内部组织。 
控制钢水温度在1536℃，并采用每分钟1.47米拉速，该步骤通过控制拉速来避免由于拉速过高而造成的Al2O3夹杂物难以上浮的缺陷，即高拉速对冷镦钢的冷镦性能非常不利。 
实施例3 
本实施例提供一种采用实施例1所述的钢包炉精炼工艺的冷镦钢生产工艺，所述冷镦钢生产工艺还包括位于所述钢包炉精炼步骤之前的电炉熔炼步骤和位于所述钢包炉精炼之后的连铸步骤。 
所述电炉为100吨电炉，所述电炉熔炼工艺具体包括配料步骤、第一次加料步骤、通电步骤以及第二次加料步骤。其中， 
在所述配料步骤中，往所述100吨电炉内加铁水45吨，然后根据所加铁水量配入废钢量，所述废钢中铜的含量为0.20%。 
在所述配料步骤后进行第一次加料，往所述100吨电炉内加40吨的废钢。 
在所述第一次加料步骤后开始对电炉通电，在废钢及铁水熔化阶段采用47000kw功率送电，1.5分钟后开始用75000kw满功率送电，当所述100吨电炉能耗达到200kwh/t左右时，停止对所述100吨电炉供电。 
在上述电炉通电步骤之后进行第二次加料，往所述100吨电炉内加25吨的废钢，并重新对所述100吨电炉进行通电，并保持77800kw功率供电直至熔化期结束。 
在所述熔化阶段内，当所述100吨电炉炉门区的废钢发红且有熔池形成时，采用碳氧枪进行废钢切割助熔操作，并在所述切割操作过程中间断地以每分钟20kg速度喷入碳粉。 
在所述熔化阶段内，往所述100吨电炉内加入用于脱硫的石灰、萤石作为造渣材料；在所述熔化阶段的末期进行吹氧操作，保证每小时4000Nm3的氧流量，氧压控制为1.5Mpa，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t左右时，停止吹氧；在进行所述吹氧操作的同时，往所述100吨电炉内以每分钟25kg的速度喷入碳粉，并待造好泡沫渣后进行埋弧冶炼。 
在上述步骤结束后，采用红包出钢，保持钢包温度大于1000℃，并确认透气砖透气良好，出钢温度控制在1600℃，终点碳含量0.06%。 
在上述电炉冶炼步骤之后，将从电炉冶炼步骤出来的钢水引入钢包炉，进行实施例1所述的钢包炉精炼工艺，需要注意的是，在本实施例中，喂硅钙丝长度200米，对钢水的过热度应控制在35℃，在所述钢包炉精炼工艺后将该工艺出来的钢水的化学成分的重量百分比控制如下：C：0.19%、Si：0.07%、Mn:0.75%、P：0.025%、S：0.021%、AlT：0.022%、Cr：0.05%、Ni：0.04%、Cu：0.13%。 
在钢包炉精炼工艺之后进行连铸步骤，其中， 
采用铝碳质长水口作为浸入式水口将由所述钢包炉精炼工艺产出的上述成分的钢水引入中间包，并将中间包中的钢水引入结晶器，所述中间包、结晶器与所述浸入式水口之间采用氩封保护。 
采用结晶器专用保护渣，所述保护渣具有较好的吸收夹杂物的能力，既能充分吸收Al2O3夹杂，又能保持良好的理化和使用性能，其具体成分如下：R：0.86%、SiO2：29.5%、CaO：25.5%、Al2O3：10%、Fe2O3：3%、MgO：2%、F：6%、R2O：4%、C固：16%。 
所述结晶器水流量为每分钟2400升，并所述结晶器采用频率5Hz、电流380A的电磁搅拌，所述电磁搅拌用于改善表面质量和内部组织。 
控制钢水温度在1571℃，并采用每分钟1.09米拉速，该步骤通过控制拉速来避免由于拉速过高而造成的Al2O3夹杂物难以上浮的缺陷，即高拉速对冷镦 钢的冷镦性能非常不利。 
实施例4 
本实施例提供一种采用实施例1所述的钢包炉精炼工艺的冷镦钢生产工艺，所述冷镦钢生产工艺还包括位于所述钢包炉精炼步骤之前的电炉熔炼步骤和位于所述钢包炉精炼之后的连铸步骤。 
所述电炉为100吨电炉，所述电炉熔炼工艺具体包括配料步骤、第一次加料步骤、通电步骤以及第二次加料步骤。其中， 
在所述配料步骤中，往所述100吨电炉内加铁水35吨，然后根据所加铁水量配入废钢量，所述废钢中铜的含量应小于0.18%。 
在所述配料步骤后进行第一次加料，往所述100吨电炉内加45吨废钢与生铁的混合物。 
在所述第一次加料步骤后开始对电炉通电，在废钢及铁水熔化阶段采用38000kw功率送电，1.5分钟后开始用70000kw满功率送电，当所述100吨电炉能耗达到220kwh/t左右时，停止对所述100吨电炉供电。 
在上述电炉通电步骤之后进行第二次加料，往所述100吨电炉内加30吨废钢，并重新对所述100吨电炉进行通电，并保持最大允许功率供电直至熔化期结束。 
在所述熔化阶段内，在所述100吨电炉功率消耗达到130kwh/t时，或者当所述100吨电炉炉门区的废钢发红且有熔池形成时，采用碳氧枪进行废钢切割助熔操作，并在所述切割操作过程中间断地以每分钟15kg速度喷入碳粉。 
所述熔化阶段内，往所述100吨电炉内加入用于脱硫的石灰、萤石作为造渣材料；在所述熔化阶段的末期进行吹氧操作，保证每小时3500Nm3的氧流量，氧压控制为1.2Mpa，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t左右时，停止吹氧；在进行所述吹氧操作的同时，往所述100吨电炉内以每分钟35kg的速度喷入碳粉，并待造好泡沫渣后进行埋弧冶炼。 
在上述步骤结束后，采用红包出钢，保持钢包温度大于1000℃，并确认透气砖透气良好，出钢温度控制在1615℃，终点碳含量0.07%。 
上述步骤结束后采用实施例1的钢包炉精炼工艺，需要注意的是，在本实施例中，喂硅钙丝长度180米，对钢水的过热度应控制在32℃，在所述钢包炉精炼工艺后将该工艺出来的钢水的化学成分的重量百分比控制如下：C：0.20%、Si：0.09%、Mn:0.80%、P：0.018%、S：0.015%、AlT：0.028%、Cr：0.06%、Ni：0.04%、Cu：0.17%。 
在钢包炉精炼工艺之后进行连铸步骤，其中， 
采用浸入式水口将由所述钢包炉精炼工艺产出的上述成分的钢水引入中间包，并将中间包中的钢水引入结晶器，所述中间包、结晶器与所述浸入式水口之间采用氩封保护。 
所述浸入式水口采用铝碳质长水口，同时采用氩封保护。 
采用结晶器专用保护渣，所述保护渣具有较好的吸收夹杂物的能力，既能充分吸收Al2O3夹杂，又能保持良好的理化和使用性能，其具体成分如下：R：0.86%、SiO2：29.5%、CaO：25.5%、Al2O3：10%、Fe2O3：3%、MgO：2%、F：6%、R2O：4%、C固：16%。 
所述结晶器水流量为每分钟2400升，并所述结晶器采用频率5Hz、电流380A的电磁搅拌，所述电磁搅拌用于改善表面质量和内部组织。 
控制钢水温度在1550℃，并采用每分钟1.35米拉速，该步骤通过控制拉速来避免由于拉速过高而造成的Al2O3夹杂物难以上浮的缺陷，即高拉速对冷镦钢的冷镦性能非常不利。 
实施例5 
本实施例提供一种在实施例2基础上进行改进的冷镦钢生产工艺，在本实施例中，电炉冶炼步骤中废钢熔清后，造泡沫渣，碳氧枪供氧切换到每小时4000Nm3最大流量，碳粉流量以每分钟10-20kg流量间断喷入。 
实施例6 
本实施例提供一种在实施例2基础上进行改进的冷镦钢生产工艺，在实施例中，电炉熔炼步骤中，在钢水温度低于1570℃时，继续以65000-75000kw范围内任一功率送电，在温度高于1600℃时，采用33000-47000kw中任一功率供电或停电操作。 
实施例7 
本实施例提供一种在实施例2基础上进行改进的冷镦钢生产工艺，本实施例中，电炉冶炼步骤中，钢水中磷高于0.016%，则停止造泡沫渣，应加入适量的石灰、萤石等渣料，用每小时4000Nm3大流量的氧气深吹。 
实施例8 
本实施例提供一种在实施例3上进行改进的冷镦钢生产工艺，本实施例中，电炉冶炼步骤中，钢水温度低于1570℃时，可继续7-9档65000-75000kw中任一功率供电，若温度高于1600℃时，则采用33000-47000kw中任一功率供电或停电操作。 
实施例9 
本实施例提供一种在实施例3上进行改进的冷镦钢生产工艺，本实施例中，电炉冶炼步骤中，钢水中磷高于0.016%时，则停止造泡沫渣，应加入适量的石灰、萤石等渣料，用每小时4000Nm3流量的氧气深吹。 
实施例10 
本实施例提供一种在实施例3基础上进行改进的冷镦钢生产工艺本实施例中，电炉冶炼步骤中，废钢熔清后，造泡沫渣，碳氧枪供氧要切换到每小时4000Nm3最大流量，碳粉流量保持最低流量以每分钟10-20kg流量间断喷入。 
实施例11 
本实施例提供一种在实施例4上进行改进的冷镦钢生产工艺，本实施例中， 电炉冶炼步骤中，钢水中磷高于0.016%时，则停止造泡沫渣，应加入适量的石灰、萤石等渣料，用每小时4000Nm3流量的氧气深吹。 
实施例12 
本实施例提供一种在实施例4基础上进行改进的冷镦钢生产工艺，本实施例中，电炉冶炼步骤中，废钢熔清后，造泡沫渣，碳氧枪供氧要切换到每小时4000Nm3最大流量，碳粉流量保持最低流量以每分钟10-20kg流量间断喷入。 
实施例13 
本实施例提供一种在实施例4上进行改进的冷镦钢生产工艺，本实施例中，电炉冶炼步骤中，钢水温度低于1570℃时，可继续7-9档任一功率供电，若温度高于1600℃时，则采用1-3档（33000-47000kw）任一小功率供电或停电操作 
实施例14 
本实施例提供一种采用实施例2所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其具有如下重量百分比的化学成分：C:0.22%，Si：0.08%，Mn：0.90%，P：0.015%，S：0.018%，AlT：0.021%，Cr：0.05%、Ni：0.05%、Cu：0.17%，其余为Fe。 
实施例15 
本实施例提供一种采用实施例3所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.19%，Si:0.10%，Mn：0.75%，P:0.013%，S：0.015%，AlT：0.023%，Cr：0.06%、Ni：0.04%、Cu：0.15%，其余为Fe。 
实施例16 
本实施例提供一种采用实施例4所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.20%，Si：0.09%，Mn：0.80%，P：0.026%，S：0.012%，AlT：0.025%，Cr：0.06%、Ni：0.04%、Cu：0.20%。，其余为Fe。 
实施例17 
本实施例提供一种采用实施例5所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.22%，Si：0.09%，Mn：0.90%，P：0.018%，S：0.035%，AlT：0.02%，Cr：0.20%、Ni：0.06%、Cu：0.20%。，其余为Fe。 
实施例18 
本实施例提供一种采用实施例6所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.20%，Si：0.08%，Mn：0.90%，P：0.021%，S：0.013%，AlT：0.022%，Cr：0.04%、Ni：0.04%、Cu：0.13%。，其余为Fe。 
实施例19 
本实施例提供一种采用实施例7所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.21%，Si：0.09%，Mn：0.90%，P：0.030%，S：0.019%，AlT：0.025%，Cr：0.05%、Ni：0.05%、Cu：0.14%。，其余为Fe。 
实施例20 
本实施例提供一种采用实施例8所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.20%，Si：0.08%，Mn：0.90%，P：0.012%，S：0.020%，AlT：0.025%，Cr：0.05%、Ni：0.20%、Cu：0.13%。，其余为Fe。 
实施例21 
本实施例提供一种采用实施例9所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.22%，Si：0.79%，Mn：0.87%，P：0.021%，S：0.015%，AlT：0.022%，Cr：0.05%、Ni：0.06%、Cu：0.17%。，其余为Fe。 
实施例22 
本实施例提供一种采用实施例10所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.23%，Si：0.08%，Mn：0.82%，P：0.030%，S：0.014%，AlT：0.022%，Cr：0.09%、Ni：0.06%、Cu：0.19%。，其余为Fe。 
实施例23 
本实施例提供一种采用实施例11所述的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢，其C:0.18%，Si：0.07%，Mn：1.00%，P：0.010%，S：0.018%，AlT：0.021%，Cr：0.04%、Ni：0.04%、Cu：0.12%。，其余为Fe。 
本发明的冷镦钢的常温加工性能以及机械性能的参数，见下表： 
实施例 抗拉强度（N/mm2） 面缩率% 冷顶锻1/3
14 557 60 不出现裂纹
15 485 70 不出现裂纹
16 476 68 不出现裂纹
17 585 61 不出现裂纹
18 503 64 不出现裂纹
19 537 63 不出现裂纹
20 520 65 不出现裂纹
21 578 64 不出现裂纹
22 550 68 不出现裂纹
23 490 70 不出现裂纹
由上表中显示数据可以看出，通过本发明的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢在常温下的可加工性能以及机械性能完全可以满足实际使用中对冷镦钢的性能要求，其中由实施例23的冷镦钢生产工艺生产出的冷镦钢常温下可加工性能以及机械性能效果最好。 
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (20)

1.一种冷镦钢，其特征在于，包括如下重量百分比的化学成分：C:0.18-0.23%，Si≤0.10%，Mn：0.70-1.00%，P≤0.030%，S≤0.035%，AlT≥0.02%，Cr、Ni、Cu各≤0.20%，其余为Fe。
2.一种生产权利要求1所述的冷镦钢的钢包炉精炼工艺，其特征在于，在所述钢包炉精炼工艺前期，采用铝进行深度脱氧，并一次性加入铝用量，保证终点全铝含量在0.02%以上，然后加入铁合金，防止出钢下渣。
3.根据权利要求2所述的钢包炉精炼工艺，其特征在于，采用石灰造白渣，白渣造好后，使得所述白渣在流动状态下保持不少于20分钟。
4.根据权利要求2或3所述的钢包炉精炼工艺，其特征在于，根据钢水中含硅量决定喂入的硅钙丝长度，喂丝后进行软吹氩5分钟。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的钢包炉精炼工艺，其特征在于，钢水的过热度控制在30－35℃之间。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的钢包炉精炼工艺，其特征在于，将从该工艺出来的钢水的化学成分的重量百分比控制如下：C：0.19－0.22%、Si≤0.10%、Mn:0.75-0.90%、P≤0.025%、S≤0.025%，AlT≥0.02%、Cr、Ni、Cu各≤0.20%。
7.一种包括权利要求2-6中任一项所述的钢包炉精炼工艺的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，还包括位于钢包炉冶炼工艺之前的电炉冶炼工艺和位于钢包炉冶炼工艺后的连铸工艺。
8.根据权利要求7所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述电炉为100吨电炉，所述电炉熔炼工艺具体包括配料步骤、第一次加料步骤、通电步骤以及第二次加料步骤，通过上述步骤之间的配合使得电炉熔炼达到红包出钢，保持钢包温度大于1000℃，出钢温度控制在1600－1630℃之间，终点碳含量≥0.06%。
9.根据权利要求8所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述配料步骤中，往所述100吨电炉内加入15－45吨铁水，然后根据所加铁水量配入废钢量，所述废钢中铜的含量小于0.22%。
10.根据权利要求9所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述配料步骤后进行第一次加料，往所述100吨电炉内加30－50吨的废钢或废钢与生铁的混合物。
11.根据权利要求10所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述第一次加料步骤后，开始对电炉通电，在废钢及铁水熔化阶段采用33000-47000kw功率送电，1.5分钟后开始用65000-75000kw功率送电，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t时，停止对所述100吨电炉供电。
12.根据权利要求11所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述熔化阶段内，在所述100吨电炉功率消耗达到130kwh/t时，或者当所述100吨电炉炉门区的废钢发红且有熔池形成时，采用碳氧枪进行废钢切割助熔操作，并在所述切割操作过程中间断地以每分钟10―20kg速度喷入碳粉。
13.根据权利要求11或12所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于,在所述熔化阶段内，往所述100吨电炉内加入用于脱硫的石灰、萤石作为造渣材料。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的冷锻钢的生产工艺，其特征在于，在所述熔化阶段的末期进行吹氧操作，保证每小时2500－4000Nm3的氧流量，氧压控制为0.9－1.5Mpa，当所述100吨电炉能耗达到250kwh/t时，停止吹氧。
15.根据权利要求14所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在进行所述吹氧操作的同时，往所述100吨电炉内以每分钟10－60kg的速度喷入碳粉，并待造好泡沫渣后进行埋弧冶炼。
16.根据权利要求15所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述通电步骤后，开始第二次加料，往所述100吨电炉内加25-45吨的废钢，重新对所述100吨电炉进行通电，并保持75000-77800kw供电直至熔化阶段结束。
17.根据权利要求8-16中任一项所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述连铸工艺中，采用浸入式水口将由所述钢包炉精炼工艺产出的钢水引入中间包，并将中间包中的钢水引入结晶器，所述中间包、结晶器与所述浸入式水口之间采用氩封保护。
18.根据权利要求17所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述结晶器中，采用成分如下的结晶器保护渣：R：0.86%、SiO2：29.5%、CaO：25.5%、Al2O3：10%、Fe2O3：3%、MgO<3%、F：6%、R2O：4%、C固：16%。
19.根据权利要求18所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，所述结晶器水流量为每分钟2400-2500升，所述结晶器采用频率5Hz、电流380A的电磁搅拌。
20.根据权利要求19所述的冷镦钢的生产工艺，其特征在于，在所述连铸步骤中，控制钢水温度在1536－1571℃，并采用每分钟1.47－1.09米的拉速。
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