含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条及其LF炉生产方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金领域，具体涉及一种含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条及其LF炉生产方法。针对现有制备含氮合金钢所选用氮化钒合金氮含量低、种类少等问题，本发明专利技术提供了一种含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条及其LF炉生产方法。该盘条的组成成分为：按重量百分比计，C：0.15～0.30％、Si：0.30～1.00％、Mn：0.60～1.30％、N：0.0060～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。其制备方法的关键在于在LF炉中喂入含N包芯线，调整N到适宜的水平。本发明专利技术方法操作简单，氮收得率高且稳定，还能有效的降低生产成本，值得推广使用。

Production method of V, Nb, Ti micro alloy building steel wire rod and its LF furnace

【技术实现步骤摘要】
含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条及其LF炉生产方法
本专利技术属于钢铁冶金领域，具体涉及一种含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条及其LF炉生产方法。
技术介绍
微合金钢主要是指在钢中添加很少量或者是微量的某种元素就能明显提高性能的钢，特别是提高钢的强度指标。现有技术条件下微合金钢主要通常添加很少量或者是微量钒、铌和钛而得到。微合金化的作用机制是：作为微量元素的钒、铌和钛加入钢液后，与钢液中的碳和氮结合，形成碳、氮的化合物质点，即V(C、N)，Nb(C、N)和Ti(C、N)质点，这些质点具有一定的沉淀强化和晶粒细化的作用，可明显提高钢的强度。由此可看出，实际上微合金钢中钒、铌和钛的作用均是和氮分不开的，但一般情况下采用转炉冶炼钢，残留氮含量在0.0030％～0.065％范围内，采用电炉冶炼钢，残留氮含量在0.050％～0.085％范围内，大多数情况下如要充分发挥钒、铌和钛的作用，是必须要额外加入氮元素才能实现的。早期在微合金钢中增加氮，是通过添加3％～6％的氮化类合金来实现的，但由于氮化类合金含氮很低，造成合金加入量大，且收得率不稳定，逐渐被氮含量较高的氮化钒合金代替。目前微合金钢的生产中几乎很难再使用3％～6％的氮化类合金，几乎全部使用既含钒且氮含量又高的氮化钒合金。氮化钒合金主要有VN12、VN14和VN16三个牌号。一般情况下该三个牌号氮和钒的比值是基本固定的，分别为12︰78、14︰78、16︰78，即氮和钒的比值最高为VN16的16︰78，即合金中含有16％的N，含有78％钒。氮化钒合金虽然既含钒、且氮含量又高，但对于微合金钢中不同的微合金化技术路线，特别是复合微合金钢，例如V-Ti-N，甚至于V-Ti-Nb-N，也是不能满足需求的。
技术实现思路
针对现有制备含氮合金钢所选用氮化钒合金氮含量低、种类少等问题，本专利技术提供了一种新的制备含氮合金的方法。该方法采用添加含氮包芯线调整微合金中氮含量，能够更加精确的控制钢中的N含量，制备的微合金钢氮收得率高，成本低。本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条。该含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的化学成分为：按重量百分比计，C：0.15～0.30％、Si：0.30～1.00％、Mn：0.60～1.30％、N：0.0060～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术还提供了一种上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法。该LF炉生产方法包括以下步骤：高炉铁水经转炉冶炼、LF炉精炼、连铸制得钢坯；钢坯经加热、高速线材轧机进行轧制成材、冷却制成圆棒盘条或螺纹盘条；其中，LF炉精炼后在钢包内喂入包芯线调整N含量；所述钢坯成分为按重量百分比计，C：0.15～0.30％、Si：0.30～1.00％、Mn：0.60～1.30％、N：0.0060～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述钢坯加热温度控制为950～1220℃，均热温度控制为1000～1200℃，加热与均热总时间90～120min；所述高速线材轧机中的吐丝机工序，控制吐丝温度为880～960度；所述冷却为首先以4～8℃/s的冷却速度冷却到600～700℃，然后以2～3℃/s的冷却速度冷却到400～500℃，最后以0.5～1.0℃/s的冷却速度冷却到150～300℃。进一步的，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法，包括以下步骤：a、转炉冶炼：在转炉内加入铁水和废钢，利用转炉吹氧脱C，进行冶炼，待钢水C含量为0.05～0.15％、P含量≤0.025％、S含量≤0.035％，钢水温度≥1650℃时出钢；出钢1/3～2/3时，加入FeSi、FeMn、FeNb和FeV或VN合金，以及增C剂，控制C为0.15～0.30％、Si为0.30～1.00％、Mn为0.60～1.30％、V为0.010～0.080％、Nb为0.010～0.030％；b、喂包芯线：出钢后转入钢包，钢包到达炉后小平台后，向钢包内吹入惰性气体；钢水包到达LF炉后，加入FeTi合金，控制Ti为0.010～0.030％，加入含N包芯线，控制钢液中N含量为0.0060～0.0180％；c、连铸：控制连铸机中包的过热度为20～50℃，将钢液连铸成的钢坯断面为150mm×150mm～200mm×200mm的方坯，空冷至室温；d、钢坯加热和轧制：钢坯加热温度控制为950～1220℃，均热温度控制为1000～1200℃，加热与均热总时间90～120min，采用高速线材轧机轧制成圆棒盘条或螺纹盘条，轧制结束后冷却即得产品；其中，所述高速线材轧机中的吐丝机工序，控制吐丝温度为880～960℃；所述冷却为首先以4～8℃/s的冷却速度冷却到600～700℃，然后以2～3℃/s的冷却速度冷却到400～500℃，最后以0.5～1.0℃/s的冷却速度冷却到150～300℃。其中，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法中，步骤a中所述铁水要求S含量≤0.06％。其中，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法中，步骤a中所述FeSi和FeMn合金用FeSiMn合金替代。其中，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法中，步骤b中所述的惰性气体为氩气或氮气中的至少一种。其中，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法中，步骤b中所述吹入惰性气体的时间≥2min。其中，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法中，步骤b电加热温度高于液相线温度60～90℃。其中，上述含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法中，步骤d中所述圆棒盘条或建筑用螺纹盘条的规格为本专利技术通过设计一种含V、Nb、Ti的微合金建筑钢，在钢中添加合金成分V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，再配合采用在LF炉精炼后钢包内喂入含N包芯线的方式调整钢中N含量，并配合采用高线轧制生产线轧制，控制合适的吐丝温度和冷却速率等参数，最终能够制备得到一种强度高、氮收得率高的含V、Nb、Ti微合金建筑钢，性能优良。本专利技术方法操作简单，氮收得率高且稳定，还能有效的降低生产成本，值得推广使用。具体实施方式本专利技术提供了一种含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条，其化学成分为：按重量百分比计，C：0.15％～0.30％、Si：0.30％～1.00％、Mn：0.60％～1.30％、N：0.0060％～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010％～0.080％、Nb：0.010％～0.030％、Ti：0.010％～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。上述化学成分中，加入V：0.010％～0.080％、Nb：0.010％～0.030％、Ti：0.010％～0.030％给予固定，以保证钢材的时效性能。一般情况下采用转炉法冶炼钢，最终成品钢中的残留氮含量在0.0030％～0.0065％本文档来自技高网...

【技术保护点】
含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条，其特征在于：化学成分为：按重量百分比计，C：0.15～0.30％、Si：0.30～1.00％、Mn：0.60～1.30％、N：0.0060～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条，其特征在于：化学成分为：按重量百分比计，C：0.15～0.30％、Si：0.30～1.00％、Mn：0.60～1.30％、N：0.0060～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质。2.权利要求1所述的含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法，其特征在于：包括以下步骤：高炉铁水经转炉冶炼、LF炉精炼、连铸制得钢坯；钢坯经加热、高速线材轧机进行轧制成材、冷却制成圆棒盘条或螺纹盘条；其中，LF炉精炼后在钢包内喂入包芯线调整N含量；所述钢坯成分为按重量百分比计，C：0.15～0.30％、Si：0.30～1.00％、Mn：0.60～1.30％、N：0.0060～0.0180％、P≤0.040％、S≤0.040％、V：0.010～0.080％、Nb：0.010～0.030％、Ti：0.010～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述钢坯加热温度控制为950～1220℃，均热温度控制为1000～1200℃，加热与均热总时间90～120min；所述高速线材轧机中的吐丝机工序，控制吐丝温度为880～960℃；所述冷却为首先以4～8℃/s的冷却速度冷却到600～700℃，然后以2～3℃/s的冷却速度冷却到400～500℃，最后以0.5～1.0℃/s的冷却速度冷却到150～300℃。3.根据权利要求2所述的含V、Nb、Ti微合金建筑钢盘条的LF炉生产方法，其特征在于：包括以下步骤：a、转炉冶炼：在转炉内加入铁水和废钢，利用转炉吹氧脱C，进行冶炼，待钢水C含量为0.05～0.15％、P含量≤0.025％、S含量≤0.035％，钢水温度≥1650℃时出钢；出钢1/3～2/3时，加入FeSi、FeMn、FeNb和FeV或VN合金，以及增C剂，控制C为0.15～0.30％、Si为0.30～1.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，邓通武，雷秀华，王西江，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51