本发明专利技术公开了一种控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，依次包括如下步骤：铁水的KR脱硫预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH真空处理、连铸和轧制；其中，通过KR脱硫预处理将铁水中的S控制在≤0.005wt％；转炉炼钢步骤中，选用低氮废钢并使铁水比例为80～82％；加入造渣剂，采用顶底复吹进行吹炼一次，转炉出钢时控制Ti含量≤15ppm，出钢过程中使用滑板挡渣并进行出钢合金化，出钢扒渣处理；加入精炼渣后进行LF精炼、RH真空处理、连铸和轧制得到钢材。本发明专利技术通过控制钢水中Ti和N的含量，控制钢材析出TiN的平衡浓度积，从而控制TiN析出，最终降低钢材中TiN夹杂物的尺寸。TiN夹杂物的尺寸。
【技术实现步骤摘要】
一种控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法
[0001]本专利技术属于冶金行业生产加工领域，涉及一种控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，适用于生产对TiN夹杂物的尺寸要求严格的钢材。
技术介绍
[0002]目前某些钢种用于生产一些应用于工作环境特别恶劣的零件，这些零件需要承受高压、高温以及极限的脉冲压力。为了使零件能够承受高压、高温以及极限的脉冲压力，需要对结构钢材质的性能进行控制。这可以通过控制结构钢中的夹杂物来实现。TiN是一种硬而脆、有棱角的夹杂物，其尺寸过大会导致零件的疲劳寿命降低，尤其是涉及到汽车安全的零件，其疲劳寿命的降低会导致零件突然失效会引发车辆事故。
[0003]现有技术中，在炼钢过程中要析出TiN是很困难的，一般在凝固过程中，随着温度的降低，氮和钛在钢中的溶解度逐渐降低，当其浓度积达到一定值时即将析出TiN，一般是在奥氏体中析。而TiN夹杂物熔点2950℃，硬而脆，无法通过加热轧制改变形态。
[0004]因而，需要在结构钢的冶炼过程中，对钢中的夹杂物进行控制的同时，对TiN夹杂物的尺寸也进行控制，对TiN夹杂物尺寸要求严格的材料，要求TiN尺寸≤15μm。然而，钢中TiN夹杂物的尺寸很难控制。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，通过控制钢水中Ti和N的含量，控制钢材析出TiN的平衡浓度积，从而控制TiN析出，最终降低钢材中TiN夹杂物的尺寸。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案。
[0007]一种控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，所述方法依次包括如下步骤：铁水的KR脱硫预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH真空处理、连铸和轧制；其中，
[0008]所述KR脱硫预处理步骤中，通过KR脱硫预处理将铁水中的S控制在0.005％，以减少LF炉精炼时间，从而减少增N时间；
[0009]所述转炉炼钢步骤中，选用低氮废钢并使铁水比例为80～82％；加入造渣剂，采用顶底复吹进行吹炼，转炉出钢时控制Ti含量≤15ppm，出钢过程中使用滑板挡渣并进行出钢合金化，出钢完成后钢包吊至扒渣工位进行扒渣处理以去除氧化渣；向扒渣后的钢液中加入精炼渣，再将钢水转入LF精炼炉进行LF精炼；
[0010]所述LF精炼步骤中，提高钢水成分的命中率，减少LF炉精炼时间，降低增氮的机会；
[0011]RH真空处理步骤中，在真空度≤67Pa下真空处理并保持时间≥25min；真空处理结束后软吹氩；
[0012]连铸步骤中，采用保护气氛浇铸，利用保护气氛的保护，在钢包下水口与长水口接缝处，以及中间包下水口与浸入式水口的接缝处增加密封垫同时吹入保护气氛来阻止钢水
吸气，连铸期间中间包内的钢液采用覆盖剂覆盖并采用保护气氛吹扫，防止钢液裸露增氮；
[0013]轧制步骤中，对连铸得到的连铸坯进行轧制得到钢材。
[0014]进一步地，所述转炉炼钢步骤中，所述造渣剂为石灰和白云石，其化学成分包括CaO、MgO和微量SiO2；
[0015]和/或，所述转炉炼钢步骤中，不使用前一炉冶炼时所使用的含Ti钢的钢包；
[0016]和/或，所述转炉炼钢步骤中，进行吹氧炼钢时采用高拉一点的操作模式，所述高拉一点的操作模式是指高拉碳和一次吹炼使出钢成分及温度符合出钢条件的操作模式；
[0017]和/或，所述转炉炼钢步骤中，保持出钢口的形状规则圆整；出钢过程期间对钢包进行底吹氩气操作；
[0018]和/或，所述转炉炼钢步骤中，出钢合金化采用低氮合金和/或低钛合金；优选地，所述低氮合金中氮含量≤0.030wt％；低钛合金中钛含量≤0.030wt％。
[0019]进一步地，所述转炉炼钢步骤中，所述低氮废钢中的氮含量≤0.0060％。
[0020]进一步地，所述转炉炼钢步骤中，所述LF精炼步骤中，精炼合金化采用低氮合金和/或低钛合金；所述低氮合金中氮含量≤0.030wt％；低钛合金中钛含量≤0.030wt％。
[0021]进一步地，所述LF精炼步骤中，提高钢水成分的命中率可以通过以下方式进行：(1)确保准备检测所用合金的品位；(2)准确测量出钢时的钢水重量；(3)确保合金加入量的准确性，LF炉争取2～3次分析进入钢材成分内控范围。
[0022]进一步地，LF炉精炼期间控制每炉钢水的精炼时间为45～50min(例如，46min、47min、48min或49min)。
[0023]进一步地，RH真空处理步骤中，真空槽需提前清洗。
[0024]进一步地，RH真空处理步骤中，RH真空处理的总时间≥30min；该总时间包括真空度由大气压力降至≤67Pa的时间，还包括在≤67Pa的真空度时真空处理的时间。
[0025]和/或，RH真空处理步骤中，软吹氩后钢水中N元素的含量≤60ppm，即，≤0.006wt％。
[0026]和/或，RH真空处理步骤中，软吹氩时控制氩气压力，不允许裸露钢液。
[0027]进一步地，所述连铸步骤中，连铸钢水进入中间包初期，使用氩气吹扫，待钢水达到指定的液位高度后，添加中间包覆盖剂；所述中间包覆盖剂的成分包括SiO2、CaO、Al2O3、MgO和氟化钙等。
[0028]和/或，所述连铸步骤中，连铸浇铸的温度控制在钢的液相线以上20～35℃；以42CrMo钢为例，钢的液相线为1493℃，连铸浇铸的温度控制在1513℃～1528℃；以GCr15钢为例，钢的液相线为1454℃，连铸浇铸的温度控制在1474℃～1489℃。
[0029]和/或，所述连铸步骤中，提高冷却速度和拉坯速度，以防止TiN析出后聚集长大；可选地，使用0.2～0.3L/kg(例如，0.2L/kg、0.22L/kg、0.24L/kg、0.25L/kg、0.27L/kg、0.28L/kg或0.29L/kg)的冷却水冷却，拉速为0.44～0.60m/min(例如，0.45m/min、0.48m/min、0.50m/min、0.52m/min、0.54m/min、0.55m/min、0.57m/min、0.58m/min或0.59m/min)。
[0030]进一步地，采用所述生产方法获得的钢材的TiN尺寸不超过10μm，符合TiN尺寸≤15μm的要求。
[0031]本专利技术中，在相互不冲突的情况下，上述技术特征可以自由组合形成新的技术方案。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033](1)本专利技术通过控制钢水中Ti和N的含量，控制钢材析出TiN的平衡浓度积，从而控制TiN析出，最终降低钢材中TiN夹杂物的尺寸；
[0034](2)成品钢材中的TiN夹杂尺寸≤10μm。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，其特征在于，所述方法依次包括如下步骤：铁水的KR脱硫预处理、转炉炼钢、LF精炼、RH真空处理、连铸和轧制；其中，所述铁水的KR脱硫预处理步骤中，通过KR脱硫预处理将铁水中的S控制在≤0.005wt％；所述转炉炼钢步骤中，选用低氮废钢并使铁水比例为80～82wt％；加入造渣剂，采用顶底复吹进行吹炼，转炉出钢时控制Ti含量≤15ppm，出钢过程中使用滑板挡渣并进行出钢合金化，出钢完成后钢包吊至扒渣工位进行扒渣处理；向扒渣后的钢液中加入精炼渣，再将钢水转入LF精炼炉进行LF精炼；所述LF精炼步骤中，提高钢水成分的命中率，减少LF炉精炼时间，降低增氮的机会；RH真空处理步骤中，在真空度≤67Pa下真空处理并保持时间≥25min；真空处理结束后软吹氩；连铸步骤中，采用保护气氛浇铸，利用保护气氛的保护，在钢包下水口与长水口接缝处，以及中间包下水口与浸入式水口的接缝处增加密封垫同时吹入保护气氛来阻止钢水吸气，连铸期间中间包内的钢液采用覆盖剂覆盖并采用保护气氛吹扫；轧制步骤中，对连铸得到的连铸坯进行轧制得到钢材。2.根据权利要求1所述的控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，其特征在于，所述转炉炼钢步骤中，所述造渣剂为石灰和白云石，其化学成分包括CaO、MgO和微量SiO2；优选地，所述造渣剂中石灰和白云石的质量比例为2～2.5:1；和/或，所述转炉炼钢步骤中，不使用前一炉冶炼时所使用的含Ti钢的钢包；和/或，所述转炉炼钢步骤中，进行吹氧炼钢时采用高拉一点的操作模式，所述高拉一点的操作模式是指高拉碳和一次吹炼使出钢成分及温度符合出钢条件的操作模式；和/或，所述转炉炼钢步骤中，保持出钢口的形状规则圆整；出钢过程期间对钢包进行底吹氩气操作；和/或，所述转炉炼钢步骤中，出钢合金化采用低氮合金和/或低钛合金。3.根据权利要求1所述的控制钢材中TiN夹杂物尺寸的生产方法，其特征在于，所述转炉炼钢步骤中，所述低氮废钢中的氮含量≤0.0060wt％。4.根据权利要求2所述的控制钢材中TiN夹杂物尺寸...
【专利技术属性】
技术研发人员：相丞，李博鹏，郑文超，柳萍，张念，饶金元，周浩，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：
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