一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法，是以铁水预脱硫—转炉冶炼—LF炉外精炼—RH真空处理—厚板坯连铸的冶金工艺流程为基础，冶炼生产45号钢特厚板坯，再通过轧制，生产50

【技术实现步骤摘要】
一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法


[0001]本专利技术涉及钢铁材料
，特别是一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法。

技术介绍

[0002]45号钢属于中碳含量的优质碳素结构钢，是应用最广泛的优质结构钢之一。45钢它具有一定的韧性和塑性，并具有较高的强度，可加工性良好，采用调质处理可获得很好的综合力学性能。广泛应用于较高强度运动零件制造，如空压机、泵的活塞、蒸汽涡轮机的叶轮等，重型及通用机械制造，如轧制轴、连杆、蜗杆、齿条、齿轮、销子等。而45号钢特厚板(50mm～100mm)主要用于模具加工行业，重型机械领域，属于该品种钢种规格较大，技术难度较高的品种，其生产过程的控制性环节在于特厚板坯内外部质量合格率问题，即冶金质量问题，这对成品钢板的内外部质量有决定性影响。
[0003]目前45号钢特厚板在生产中的主要工艺流程如下(以鄂钢炼钢厂为例)：铁水预脱硫—BOF(复吹转炉)—LF(炉外精炼)—RH(真空处理)—CC(300mm厚板坯连铸)冶金工艺流程为基础，冶炼生产45号钢特厚板坯，之后通过4300mm单机架轧机轧制，生产50mm～100mm厚度以上的特厚板。其冶金过程中长期存在以下问题：
[0004](1)钢种C含量高(0.44～0.48％)，连铸过程裂纹敏感性强，极易发生边角部裂纹，一般边部裂纹、碎边等缺陷发生率高于2％；
[0005](2)钢液在连铸环节凝固的过程中，由于板坯断面大，中心偏析严重，铸坯中心偏低一般劣于B1.0级，相应地，轧后钢板易发生中心裂纹；
[0006](3)需要探伤的特厚板，因中心偏析带微裂纹造成的探伤不合比例超过5％；
[0007](4)总体成材率小于90％；
[0008](5)在原有成分体系基础上，通过冶金工艺，特别是连铸工艺的优化，并不能有效解决边角部裂纹、严重的中心偏析和成品探伤不合情况。
[0009]随着钢铁生产技术向优质、高效、绿色化方向发展，微合金元素在钢铁产品中的应用越来越广泛，钛是钢中的重要合金元素之一，随着冶炼技术的进步，Ti微合金化的低成本以及所产生的优异性能日益显现，带来了钛微合金化广阔的应用前景。因此，研发在45号钢特厚板生产中进行Ti微合金化，以期改善厚板坯内外部质量，提高成品特厚板的内外部质量和探伤合格率，成为近年来45号钢特厚板的研发方向之一。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的就是针对目前45号钢在生产过程中，采用常规冶炼方法不能解决钢材在连铸过程中裂纹敏感性强，极易发生边角部裂纹，且钢材板坯断面大，中心偏析严重，轧后钢板易发生中心裂纹，钢材成材率低等问题，提供一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法。
[0011]本专利技术的一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法，包括下述步骤：
[0012](1)装炉：采用130t顶底复吹转炉，在转炉中按常规方法加入铁水120～130t，废钢比15～20％，铁水兑入转炉前温度≥1320℃，铁水中硫的质量百分比含量≤15ppm，铁水中磷的质量百分比含量为0.09％～0.13％；
[0013](2)双渣冶炼：第一渣冶炼枪位1.8m，供氧量占总供氧量的30～35％，第一渣时间270～300s，结束温度1380～1430℃，炉渣二元碱度1.8～2.5；第二渣冶炼枪位1.6m，供氧总时间900～960s，控制终渣二元碱度为≥3.6，转炉终点碳含量0.08～0.12％，钢液氧含量≤300ppm，冶炼终点温度1620～1640℃，脱磷率≥93％，即终点磷含量0.004～0.008％，达到超低磷钢液范围；全程底吹维持在0.03～0.05Nm3/min
·
t的水平，严禁点吹，避免冶炼终点异常增碳，减少钢水的二次污染；
[0014](3)出钢：出钢前向钢水罐底部置入1.2～1.5t的活性石灰，以保持炉渣碱度，防止回磷；出钢过程中加入硅锰合金进行脱氧和合金化，同时加入适量增碳剂完成增碳，利用滑板机构挡渣出钢，严格控制下渣量，出钢后钢水罐内渣厚≤50mm；
[0015](4)Ar站处理：保持底吹0.03～0.05Nm3/t
·
min的流量搅拌罐内钢水，6min以内结束处理，将钢水吊运至LF工位进行精炼处理；
[0016](5)LF精炼：钢水到达LF精炼工位的钢液温度≥1550℃，以缩短升温时间，提高处理效率，开始阶段快速加入铝线、铝粒对钢液和炉渣深脱氧，以6min升温+6min循环脱硫的节奏进行循环处理，在3个总循环、40min内完成全部操作，以减少处理过程中钢液的增[N]量，处理结束温度1570～1590℃，钢液中[S]≤80ppm，[N]≤40ppm，其它成分均达到目标要求，钢液吊往RH工序；
[0017](6)RH真空处理：抽气开始以后，3min真空室达到极限真空度，在极限真空度条件下，RH循环流量为95～100t/min，在钢液量140～150t的情况下，1.5min之内，全部钢液完成一次循环，循环处理6min以上，即全部钢液完成4次循环，之后加入钛铁进行Ti的微合金化，使钢液Ti含量达到0.025～0.035％，再进行5min以上的循环，RH处理过程结束，钢液[N]≤35ppm，温度1540～1560℃；
[0018](7)连铸：实施连铸全保护浇注，使全程增[N]≤3ppm；为了控制TiN的快速长大，连铸过程采用0.8～1.0m/min的拉速、0.9～1.0L/kg的二冷强度及凝固末端压下量≥8mm的轻压下处理方式，延缓和减少TiN的析出，使TiN析出后快速被凝固的钢液固定，有效减少夹杂物的长大时间，减小其析出尺寸，减轻偏析，减少大尺寸TiN的数量。在此过程中，较大的拉速可以使钢液流动速度增大，凝固前沿TiN析出动力学条件变差，稳定性降低，可延缓和减少TiN的析出，适当高的二次冷却强度，则可以使TiN析出后快速被凝固的钢液固定，有效减少夹杂物的长大时间，减小其析出尺寸，而凝固末端轻压下则可以使已经析出的TiN减少在铸坯液芯的聚集，从而减轻偏析，进一步减少大尺寸TiN的数量。
[0019]本专利技术连铸结束的铸坯厚度为300mm，钢材在连铸结束后，采用4300mm的单机架轧机进行轧制，轧制工艺无特殊要求，轧制后的钢材厚度为50～100mm。
[0020]本专利技术的一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法，连铸结束后，铸坯中含有下述质量百分含量的化学成分：C：0.42～0.46％，Si：0.22～0.30％，Mn：0.20～0.40％，P≤0.015％,S≤0.010％，Als：0.020～0.035％，As≤0.04％，Ti：0.020～0.040％。
[0021]优选地，本专利技术的一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法，连铸结束后，铸坯中含有下述质量百分含量的化学成分：C：0.44％，Si：0.25％，Mn：0.30％，P≤0.010％,S≤
0.005％，Als：0.025％，As≤0.04％，Ti：0.030％。
[0022]本专利技术的主要原理是：结合45号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛微合金化45号钢特厚板的冶炼方法，其特征在于包括下述步骤：（1）装炉：采用130t顶底复吹转炉，在转炉中按常规方法加入铁水120～130t，废钢比15～20%，铁水兑入转炉前温度≥1320℃，铁水中硫的质量百分比含量≤15ppm，铁水中磷的质量百分比含量为0.09%～0.13%；（2）双渣冶炼：第一渣冶炼枪位1.8m，供氧量占总供氧量的30～35%，第一渣时间270～300s，结束温度1380～1430℃，炉渣二元碱度1.8～2.5；第二渣冶炼枪位1.6m，供氧总时间900～960s，控制终渣二元碱度为≥3.6，转炉终点碳含量0.08～0.12%，钢液氧含量≤300ppm，冶炼终点温度1620～1640℃，脱磷率≥93%，即终点磷含量0.004～0.008%，达到超低磷钢液范围；全程底吹维持在0.03～0.05Nm3/min
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t的水平，严禁点吹；（3）出钢：出钢前向钢水罐底部置入1.2～1.5t的活性石灰，以保持炉渣碱度，防止回磷；出钢过程中加入硅锰合金进行脱氧和合金化，同时加入适量增碳剂完成增碳，利用滑板机构挡渣出钢，严格控制下渣量，出钢后钢水罐内渣厚≤50mm；（4）Ar站处理：保持底吹0.03～0.05Nm3/t
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min的流量搅拌罐内钢水，6min以内结束处理，将钢水吊运至LF工位进行精炼处理；（5）LF精炼：钢水到达LF精炼工位的钢液温度≥1550℃，开始阶段快速加入铝线、铝粒对钢液和炉渣深脱氧，以6min升温+6min循环脱硫的节奏进行循环处理，在3个总循环、40min内完成全部操作，以减少处理过程中钢液的增[N]量，处理结束温度1570～1590℃，钢液中[S]≤80ppm，[N]≤40ppm，其它成分均达到目标要求，钢液吊往RH工序；（6）RH真空处理：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨治争，黄道昌，夏金魁，张欢，卜勇，黄坤利，
申请(专利权)人：宝武集团鄂城钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：