CN107012287B - 用于热冲压成型钢的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于热冲压成型钢的冶炼方法，属于冶金生产工艺设计技术领域。提供一种冶炼成本低、冶炼效率高，炼成产品质量稳定的用于热冲压成型钢的冶炼方法。所述的冶炼方法包括以下步骤，转炉造渣冶炼及钢水合金化，钢包内吹氩调Als，精炼炉内钢包渣改质和合金成分中限化，最后真空炉内去除夹杂并按碳、硅、锰、铝、钛、硼的顺序调整各合金元素成分至中限完成所述热冲压成型钢的冶炼工作。

Description

用于热冲压成型钢的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种冶炼方法，尤其是涉及一种用于热冲压成型钢的冶炼方法，属于冶金生产工艺设计技术领域。
背景技术
为了提高车身的碰撞安全性和满足汽车减重的要求，热冲压钢在白车身上的应用越来越广。由于热冲压成型件具有强度高通常可以达到1500MPa以上、在高温下材料塑性好、成形能力强、回弹量低等特点，使得热冲压钢在汽车市场上需求量不断增长。热冲压成形零件的产量从1987年的300万件发展到1997年的800万件，2011年超过3亿件。热冲压件主要应用于汽车的A柱、B柱、前后保险杠、车窗加强筋、地板通道和车顶侧梁等。由于该钢的特殊用途，要求其产品性能具有极高的稳定性。故对以22MnB5为代表的热冲压成型钢的成分提出了严格的要求，其成分控制范围非常窄。因此，如何实现热冲压成型钢冶炼成分及工艺的稳定控制，对于稳定其产品质量以及保证产品品质具有重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种冶炼成本低、冶炼效率高，炼成产品质量稳定的用于热冲压成型钢的冶炼方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于热冲压成型钢的冶炼方法，所述的冶炼方法包括以下步骤，转炉造渣冶炼及钢水合金化，钢包内吹氩调Als，精炼炉内钢包渣改质和合金成分中限化，最后真空炉内去除夹杂并按碳、硅、锰、铝、钛、硼的顺序调整各合金元素成分至中限完成所述热冲压成型钢的冶炼工作。
本发明的有益效果是：本申请通过采用上述的步骤方法，可以在多个步骤的调整实现对钢内水的合金成分的精准控制，并最大限度的控制钢水内的夹杂的含量，进而达到保证炼成产品质量稳定的目的。同时，由于通过上述的几个步骤便可以在保证产品的质量稳定的前提下达到降低冶炼成本，提高冶炼效率的目的。
进一步的是，在转炉内造渣冶炼时，采用的造渣材料为活性石灰、造渣剂以及高镁石灰，
其中，活性石灰加入量为21～24kg/t钢，造渣剂加入量为11～13kg/t钢，高镁石灰加入量为16～24kg/t钢，添加上述的除渣材料后转炉终渣的碱度控制在2.5～3.5之间，并确保钢水终点的[C]≥0.06％，[S]≤0.004％，出钢温度控制在1640～1660℃。
上述方案的优选方式是，在转炉中进行钢水合金化时，采用在出钢至1/2～2/3时先后向钢包内加入铝铁、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁合金完成所述的钢水合金化步骤；并在合金化结束后，向钢水中加入活性石灰4.0～5.0kg/t钢和刚玉渣1.0～2.0kg/t钢，向钢包表面加入高铝调渣剂0.5～1.5kg/t钢。
进一步的是，在钢包内吹氩调Als时，在喂铝线调整钢中的Als到0.03～0.04％后再继续进行软吹氩4～6min。
进一步的是，在精炼炉内进行钢包渣改质时，采用的改质材料为活性石灰、萤石和铝粒，
其中，活性石灰按3.0～12.0kg/t钢，萤石按0.1～1.0kg/t钢，铝粒按0.1～1.0kg/t钢的量进行添加，并将改质处理结束后的钢包渣的CaO/Al2O3值控制在2.7～4.5之间。
上述方案的优选方式是，在精炼炉内合金成分中限化后，还需要进行成分均匀处理，所述的成分均匀处理按下述要求进行，
即钢水处理结束前采用小氩气流量软吹5～8min，氩气流量以钢水翻动不裸露为准。
进一步的是，在真空炉内调整各合金元素成分时，是在钢水真空处理5分后先取样分析钢水成分，然后根据分析结果按所述的顺序将各元素的成分调整至中限，并在合金化后再循环至少7min。
上述方案的优选方式是，经过上述步骤冶炼合格后的钢水，采用连铸工艺浇铸成钢坯。
进一步的是，在采用连铸工艺浇铸钢坯时，中间包覆盖剂采用铝酸钙覆盖剂；连铸全过程均采用密封圈+吹氩保护浇铸工艺；生产中采用恒速浇注；浇注过程中中间包钢液重量保持在60t以上。
进一步的是，所述的铝酸钙覆盖剂的成分为，成分为：CaO：20％～45％，SiO2≤10％，MgO≤5％，Al2O3:15％～30％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，CaO/Al2O3：1.5～2.5。
具体实施方式
为了解决现有技术中，热冲压成型钢水的冶炼质量，尤其是为了保证这种热冲压成型钢水内的合金元质的含量在一次冶炼中即可达到要求，本发明提供的一种冶炼成本低、冶炼效率高，炼成产品质量稳定的用于热冲压成型钢的冶炼方法。所述的的冶炼方法包括以下步骤，转炉造渣冶炼及钢水合金化，钢包内吹氩调Als，精炼炉内钢包渣改质和合金成分中限化，最后真空炉内去除夹杂并按碳、硅、锰、铝、钛、硼的顺序调整各合金元素成分至中限完成所述热冲压成型钢的冶炼工作。本申请通过采用上述的步骤方法，可以在多个步骤的调整实现对钢内水的合金成分的精准控制，并最大限度的控制钢水内的钢渣的含量，尤其是Als的含量，进而达到保证炼成产品质量稳定的目的。同时，由于通过上述的几个步骤便可以保证产品的质量的稳定，从而达到降低冶炼成本，提高冶炼效率的目的。
上述实施方式中，为了最大限度的提高各道工序对钢水成分控制，在转炉内造渣冶炼时，采用的造渣材料为活性石灰、造渣剂以及高镁石灰，其中，活性石灰加入量为21～24kg/t钢，造渣剂加入量为11～13kg/t钢，高镁石灰加入量为16～24kg/t钢，添加上述的除渣材料后转炉终渣的碱度控制在2.5～3.5之间，并确保钢水终点的[C]≥0.06％，[S]≤0.004％，出钢温度控制在1640～1660℃；在转炉中进行钢水合金化时，采用在出钢至1/2～2/3时先后向钢包内加入铝铁、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁合金完成所述的钢水合金化步骤；并在合金化结束后，向钢水中加入活性石灰4.0～5.0kg/t钢和刚玉渣1.0～2.0kg/t钢，向钢包表面加入高铝调渣剂0.5～1.5kg/t钢。在钢包内吹氩调Als时，在喂铝线调整钢中的Als到0.03～0.04％后再继续进行软吹氩4～6min。在精炼炉内进行钢包渣改质时，采用的改质材料为活性石灰、萤石和铝粒，其中，活性石灰按3.0～12.0kg/t钢，萤石按0.1～1.0kg/t钢，铝粒按0.1～1.0kg/t钢的量进行添加，并将改质处理结束后的钢包渣的CaO/Al2O3值控制在2.7～4.5之间；在精炼炉内合金成分中限化后，还需要进行成分均匀处理，所述的成分均匀处理按下述要求进行，即钢水处理结束前采用小氩气流量软吹5～8min，氩气流量以钢水翻动不裸露为准。而在真空炉内调整各合金元素成分时，是在钢水真空处理5分后先取样分析钢水成分，然后根据分析结果按所述的顺序将各元素的成分调整至中限，并在合金化后再循环至少7min。
要获得好的质量稳定的钢坯，除了提供成分、杂质合格的冶炼钢水外，铸坯过程的控制也十分关键。为此，本申请经过上述步骤冶炼合格后的钢水，再采用连铸工艺浇铸成钢坯。而且在采用连铸工艺浇铸钢坯时，中间包覆盖剂采用铝酸钙覆盖剂；连铸全过程均采用密封圈+吹氩保护浇铸工艺；生产中采用恒速浇注；浇注过程中中间包钢液重量保持在60t以上。此时，所述的铝酸钙覆盖剂的成分为按下述比例控制，即CaO：20％～45％，SiO2≤10％，MgO≤5％，Al2O3:15％～30％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，CaO/Al2O3：1.5～2.5。
实施例一
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的描述。
(1)转炉造渣要求及入炉[S]：
熔炼号 高镁石灰/(kg.t<sub>钢</sub>) 活性石灰/(kg.t<sub>钢</sub>) 造渣剂/(kg.t<sub>钢</sub>) 入炉[S]/％
1 16.2 22.2 11.5 0.0022
2 18.5 21.6 12.3 0.0025
3 21.4 24.0 13.0 0.0021
4 24.0 23.1 11.8 0.0020
(2)转炉终点控制及出钢后罐内渣改质要求：
(3)吹氩工序：
熔炼号 钢中Als/％ 软吹氩时间/min
1 0.032 5
2 0.036 5
3 0.040 4
4 0.033 6
(4)LF过程控制：
合金化工艺：LF将钢中铝，铬、锰成分调整至成分中限。
钢包渣改质及软吹氩工艺：
(5)连铸过程控制：
连铸过程为防止钢水增氮以及钢中合金元素的二次氧化，同时保证良好的铸坯表面质量，主要采取了以下措施中间包覆盖剂采用铝酸钙覆盖剂；连铸全过程采用密封圈+吹氩保护浇铸工艺；生产中采用恒速浇注。浇注过程中中间包钢液重量保持在60t以上。
其中，连铸中间包覆盖剂采用铝酸钙系中包覆盖剂，其覆盖剂成分为：CaO：20％～45％，SiO2≤10％，MgO≤5％，Al2O3:15％～30％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，CaO/Al2O3：1.5～2.5。

Claims (9)

1.一种用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：所述的冶炼方法包括以下步骤，转炉造渣冶炼及钢水合金化，钢包内吹氩调Als，精炼炉内钢包渣改质和合金成分中限化，最后真空炉内去除夹杂并按碳、硅、锰、铝、钛、硼的顺序调整各合金元素成分至中限完成所述热冲压成型钢的冶炼工作，
在精炼炉内进行钢包渣改质时，采用的改质材料为活性石灰、萤石和铝粒，
其中，活性石灰按3.0～12.0kg/t钢，萤石按0.1～1.0kg/t钢，铝粒按0.1～1.0kg/t钢的量进行添加，并将改质处理结束后的钢包渣的CaO/Al2O3值控制在2.7～4.5之间。
2.根据权利要求1所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：在转炉内造渣时，采用的造渣材料为活性石灰、造渣剂以及高镁石灰，
其中，活性石灰加入量为21～24kg/t钢，造渣剂加入量为11～13kg/t钢，高镁石灰加入量为16～24kg/t钢，添加上述的造渣材料后转炉终渣的碱度控制在2.5～3.5之间，并确保钢水终点的[C]≥0.06％，[S]≤0.004％，出钢温度控制在1640～1660℃。
3.根据权利要求2所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：在转炉中进行钢水合金化时，采用在出钢至1/2～2/3时先后向钢包内加入铝铁、增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁合金完成所述的钢水合金化步骤；并在合金化结束后，向钢水中加入活性石灰4.0～5.0kg/t钢和刚玉渣1.0～2.0kg/t钢，向钢包表面加入高铝调渣剂0.5～1.5kg/t钢。
4.根据权利要求1所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：在钢包内吹氩调Als时，在喂铝线调整钢中的Als到0.03～0.04％后再继续进行软吹氩4～6min。
5.根据权利要求1所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：在精炼炉内合金成分中限化后，还需要进行成分均匀处理，所述的成分均匀处理按下述要求进行，
即钢水处理结束前采用小氩气流量软吹5～8min，氩气流量以钢水翻动不裸露为准。
6.根据权利要求1所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：在真空炉内调整各合金元素成分时，是在钢水真空处理5分钟后先取样分析钢水成分，然后根据分析结果按所述的顺序将各元素的成分调整至中限，并在合金化后再循环至少7min。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：经过上述步骤冶炼合格后的钢水，采用连铸工艺浇铸成钢坯。
8.根据权利要求7所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：在采用连铸工艺浇铸钢坯时，中间包覆盖剂采用铝酸钙覆盖剂；连铸全过程均采用密封圈+吹氩保护浇铸工艺；生产中采用恒速浇注；浇注过程中中间包钢液重量保持在60t以上。
9.根据权利要求8所述的用于热冲压成型钢的冶炼方法，其特征在于：所述的铝酸钙覆盖剂的成分为，CaO：20％～45％，SiO2≤10％，MgO≤5％，Al2O3:15％～30％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，CaO/Al2O3：1.5～2.5。
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