CN106521337B - 板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及相变诱导塑性钢的生产方法，属于塑性钢生产技术领域。本发明的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法包括如下步骤：a.转炉冶炼；b.出钢；c.LF精炼；d.连铸；其中，连铸得到的产品化学成分按照重量百分比计为C：0.25～0.29％，Si 1.40～1.60％，Mn：1.90～2.20％，P≤0.020％，S≤0.005％，Ti 0.06‑0.08％Als：0.020～0.060％，N：≤0.0060％，其余为铁和不可避免的杂质。采用该方法生产的相变诱导塑性钢杂质少，因而性能好。

Description

板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法
技术领域
本发明涉及相变诱导塑性钢的生产方法，具体涉及板坯流程生产相变诱导塑性钢的生产方法，属于塑性钢生产技术领域。
背景技术
相变诱导塑性钢相比传统的高强钢具有强度高、塑性好以及加工硬化率高的特点，适用于高成形性的结构部件。传统相变诱导塑性钢通常采用高Si或高Al的成分设计，尽管含量较高的Si元素或Al元素能够有效抑制渗碳体的析出，提高残余奥氏体含量和稳定性，有利于提高钢板的伸长率，但另一方面，Si元素会导致钢板表面氧化，影响钢板表面质量，同时高硅含量会导致连铸过程板坯鼓肚现象发生，Al也可抑制或者延迟渗碳体析出，因此使用Al代Si可改善表面质量，然而由于Al不能提供与Si相同的固溶强化作用，在降低了抗拉性能的同时还会显著提高Ms点，降低残奥的稳定性。此外，随着工业的发展，对钢液洁净度要求也较高，例如，攀钢开发的相变诱导塑性钢CR450，对钢液洁净度有高的洁净度控制目标，因此对精炼及连铸工序提出了更为严格的要求，传统的相变诱导塑性钢的生产工艺并不能满足上述要求。
申请号为201210266845.6的中国专利申请公开了一种相变诱导塑性钢及其制备方法，其化学成分重量百分比分别为C：0.18％-0.21％，Si：10.5％-0.6％，Mn：1.8％-2.0％，Nb：0.03％-0.04％，P≤0.01％，S≤0.01％，Alt：0.8％-1.0％，N≤0.005％，余量为Fe。其解决的技术问题是，使得冷轧热镀锌相变诱发塑性钢在满足设计强度级别的基础上，具有更好的焊接性和塑性。为解决上述问题，其添加了大量Al代替Si可以解决涂镀性问题，但会削弱一定强度，此外，其Si的添加量可高达10.5％，会严重影响钢板表面质量。
申请号为201410174042.7的中国专利申请公开了一种1000MPa级以上钒微合金化热轧相变诱导塑性钢及制备方法，该热轧相变诱导塑性钢按质量百分比包括C：0.18～0.23％，Si≤0.50％，Mn：1.0～1.5％，V：0.16～0.20％，N：0.01～0.03％，并限制P≤0.06％，S≤0.005％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。其添加的V含量较高，并且采用三段式冷却(层流冷却→空冷→气雾冷却)，还需要严格控制冷却速度和冷却温度，工艺复杂，并且对设备的要求非常的高，因此成本非常高。
申请号为201110242071.9的中国专利申请提供一种800MPa级热轧相变诱导塑性钢板及其制造方法，其成分为：C：0.05％～0.3％、Si：≤0.5％、Mn：0.6％～3.0％、Als：0.01％～0.08％、P：0.05％～0.1％、Nb：0.01％～0.1％、S＜0.005％，余为Fe。其降低Si含量的同时，添加一定量的P元素，同时添加适量Nb元素，通过增大未再结晶区压下率及在终轧后采用简单冷却路径，获得强度级别达到800MPa的塑性钢，但由于P元素的添加，会增加钢的脆性，尤其是低温脆性。
申请号为200610118500.0的中国专利申请公开了一种抗拉强度750MPa级热轧相变诱发塑性钢及制造方法，1)冶炼、铸造成坯，其成分质量百分比为：C 0.08～0.20、Si≤0.8、Mn 0.5～2.0、Al 0.8～2.5、Nb≤0.03、N≤0.010、P≤0.020、S≤0.008、Ca 0.001～0.005、余铁。其添加了大量Al代替Si可以解决涂镀性问题，但强度较低。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种洁净的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，采用该方法生产的相变诱导塑性钢杂质少，因而性能好。
为解决上述技术问题，本发明的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法包括如下步骤：
a.转炉冶炼：冶炼钢水m千克，m≠0，入炉的S≤0.003wt％，转炉终点C含量0.05％～0.09wt％；
b.出钢：出钢过程中加入活性石灰3～4kg/t钢，出钢结束后加入1～2kg/t钢刚玉渣至渣面；
c.LF精炼：LF钢水出站前采用小氩气流量软吹≥8min，氩气流量以钢水翻动不裸露为准；
d.连铸：连铸中包钢水过热度20℃～35℃，连铸投用轻压下，目标拉速0.9～1.2m/min；
其中，连铸得到的产品化学成分按照重量百分比计为：C：0.25～0.29％，Si 1.40～1.60％，Mn：1.90～2.20％，P≤0.020％，S≤0.005％，Ti 0.06-0.08％Als：0.020～0.060％，N：≤0.0060％，其余为铁和不可避免的杂质。
进一步地，a步骤所述的转炉冶炼的原料可以是钒钛铁水提钒脱硫后的半钢。
优选的，a步骤所述的转炉冶炼的原料化学成分按照重量百分比计包含：C：3.5-4.2％，S≤0.005％，V：≤0.01％。
优选的，b步骤所述的出钢温度为1660～1680℃。
优选的，c步骤所述的LF出站温度为1535～1555℃。
优选的，c步骤所述的小氩气流量软吹时间11min。
优选的，d步骤所述的连铸采用恒速浇注。
优选的，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
优选的，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
本发明的有益效果：采用本发明的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，钢液洁净度高，得到的产品杂质少，工艺简单，成本低；此外，本发明采用的铝微量，降低脆性的磷元素含量也低，得到的产品韧性好、屈服强度、抗拉强度高。
具体实施方式
本发明的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法包括如下步骤：
a.转炉冶炼：冶炼钢水m千克，m≠0，入炉的S≤0.005wt％，转炉终点C含量0.05％～0.09wt％；
b.出钢：出钢过程中加入活性石灰3～4kg/t钢，出钢结束后加入1～2kg/t钢刚玉渣至渣面；
c.LF精炼：LF钢水出站前采用小氩气流量软吹≥8min，氩气流量以钢水翻动不裸露为准；
d.连铸：连铸中包钢水过热度20℃～35℃，连铸投用轻压下，目标拉速0.9～1.2m/min；
其中，连铸得到的产品化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
b步骤活性石灰和刚玉渣可以快速成渣，有利于去除硫杂质。并形成渣相，添加到渣面的刚玉渣可以与石灰反应，形成钙铝渣系，本发明形成的渣系熔点较低，有利于脱硫及去除夹杂。
c步骤的小氩气流量软吹的流量是根据生产的规模调整的，以钢水翻动不裸露为准。
d步骤连铸投用轻压下，目标拉速0.9～1.2m/min可以改善中心偏析和减少中心疏松的作用。
a步骤所述的转炉冶炼的原料优选是钒钛铁水提钒脱硫后的半钢，含有适量的钒，可以不再另外添加钒。钢中的钒在室温下溶解度很低，通常与钢中的C和N形成V(C，N)，细化晶粒，在强化基体的同时提高韧塑性，但钒含量较高时，强度会进一步提高，而韧性，特别是冲击韧性会显著下降。
优选的，a步骤所述的转炉冶炼的原料化学成分按照重量百分比计包含：C：3.5-4.2％，S≤0.005％，V：≤0.01％。
优选的，b步骤所述的出钢温度为1660～1680℃。
优选的，c步骤所述的LF出站温度为1535～1555℃。
优选的，c步骤所述的小氩气流量软吹时间11min。
d步骤所述的连铸优选采用恒速浇注，可让产品质地均匀，性能好。
优选的，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
优选的，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计为3.41％的C、0.041％的Mn、0.062％的P、0.002％的S、0.004％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。
a.转炉冶炼：将231吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.058wt％、Mn含量为0.032wt％、P含量为0.0081wt％、S含量为0.0051wt％、温度为1671℃时，开始稠渣向钢包中出钢。
b.渣洗：出钢过程中加入活性石灰700Kg，出钢结束后加入300kg刚玉渣。
c.LF精炼：出站前采用小氩气流量软吹11min，软吹过程钢水翻动未裸露，出站温度为1545℃，LF工序合金微调后化学成分见表1。
d.连铸：连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
成品成分样检验见表2，成品的力学性能检测见表3。
表1 LF合金微调后成分的质量百分比/％
表2成品钢成分的质量百分比/％
表3成品钢的力学性能

Claims (24)

1.板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于包括如下步骤：
a.转炉冶炼：冶炼钢水m千克，m≠0，入炉的S≤0.005wt％，转炉终点C含量0.05％～0.09wt％；
b.出钢：出钢过程中加入活性石灰3～4kg/t钢，出钢结束后加入1～2kg/t钢刚玉渣至渣面；
c.LF精炼：LF钢水出站前采用小氩气流量软吹≥8min，氩气流量以钢水翻动不裸露为准；
d.连铸：连铸中包钢水过热度20℃～35℃，连铸投用轻压下，目标拉速0.9～1.2m/min；
其中，连铸得到的产品化学成分按照重量百分比计为：C：0.25～0.29％，Si 1.40～1.60％，Mn：1.90～2.20％，P≤0.020％，S≤0.005％，Ti 0.06-0.08％，Als：0.020～0.060％，N：≤0.0060％，其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，a步骤所述的转炉冶炼的原料是钒钛铁水提钒脱硫后的半钢。
3.根据权利要求2所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，a步骤所述的转炉冶炼的原料化学成分按照重量百分比计包含：C：3.5-4.2％，S≤0.005％，V：≤0.01％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，b步骤所述的出钢温度为1660～1680℃。
5.根据权利要求1～3任一项所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，c步骤所述的LF出站温度为1535～1555℃。
6.根据权利要求4所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，c步骤所述的LF出站温度为1535～1555℃。
7.根据权利要求1～3、6任一项所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，c步骤所述的小氩气流量软吹时间11min。
8.根据权利要求4所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，c步骤所述的小氩气流量软吹时间11min。
9.根据权利要求5所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，c步骤所述的小氩气流量软吹时间11min。
10.根据权利要求1～3、6、8～9任一项所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸采用恒速浇注。
11.根据权利要求4所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸采用恒速浇注。
12.根据权利要求5所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸采用恒速浇注。
13.根据权利要求7所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸采用恒速浇注。
14.根据权利要求1～3、6、8～9、11～13任一项所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
15.根据权利要求4所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
16.根据权利要求5所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
17.根据权利要求7所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
18.根据权利要求10所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的LF工序目标化学成分按照重量百分比计为：C：0.26～0.28％，Si 1.45～1.55％，Mn：1.95～2.15％，P≤0.015％，S≤0.003％，Ti 0.065-0.075％Als：0.030～0.050％，N：≤0.0045％，其余为铁和不可避免的杂质。
19.根据权利要求1～3、6、8～9、11～13、15～18任一项所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
20.根据权利要求4所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
21.根据权利要求5所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
22.根据权利要求7所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
23.根据权利要求10所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
24.根据权利要求14所述的板坯流程生产相变诱导塑性钢的方法，其特征在于，d步骤所述的连铸中包钢水过热度22℃～33℃。
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