本发明专利技术涉及一种采用两步真空法生产钒氮微合金化高强钢的方法，在钒氮微合金化高强钢的冶炼工序中增加真空处理工序，对经过钒氮含量调整后的钢水进行脱氢增氮，所述的真空处理工序采取全程钢包底吹氮气工艺，所述的真空处理工序采用两步真空冶炼处理法对真空冶炼处理的功能进行有效分解，以达到脱氢保氮的作用。采用本发明专利技术的方法，冶炼的钢中不但氢含量可达1.5ppm以下，氮含量可控制在120~220ppm，全氧可控制在20ppm以下，而且在轧制压缩比偏小厚度规格在40mm以上的厚规格钢板延伸性能合格率可达98%以上，提高了钒氮合金化钢种的综合性能，降低了钒氮合金用量，提高了钢板成材率，降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金炼钢
，具体说是涉及ー种采用两步真空法生产钒氮微合金化高强钢的方法。
技术介绍
钢中加微合金化元素时，氮是有用的合金元素，在钢中微金化元索通过形成碳、氮化物产生析出强化并细化晶粒。钒和氮共同加入钢中比単独加入钒进行微合金化具有更好的強化效果，这是由于钒的氮化物比钒的碳化物具有更高的稳定性，析出相更细小弥散，其強化效果明显提高。氮是钒微合金化钢中ー种很有效的合金元素，通过充分利用廉价的氮元素，可显著提高钒微合金化钢的强化效果，达到节约合金用量、降低成本的目的。 钢进行钒氮微合金化吋，随着氮含量越高，強化效果也越明显。钒氮合金应用于高強度低合金钢中可同时进行有效的钒、氮微合金化，促进钢中碳、钒、氮化合物的析出，更有效的发挥沉降強化和细化晶粒作用。为了达到上述目标，需要钢中的氮含量保持较高水平，以增大钒氮析出的驱动カ，从而有效促进钒氮化合物析出。在冶炼生产过程中，铸坯的高温塑性较差，裂纹敏感性较强，钢板的综合性能不易保证，尤其是厚度规格在40mm以上的此类钢种的综合性能合格率低下，严重影响钢板的成材率及交货周期。目前国内对上述问题一直没有行之有效的解决方法，很多生产厂不得不根据本厂的自身情况确定其保性能规格，在厚度规格40mm以上的钢板有些企业根本无法保证其综合性能值。分析造成钒氮合金化钢种钢板综合性能不合的根本原因，除钢种自身的特性外，其钢中因氢含量偏高造成的中心裂纹，在轧制厚规格钢板时无法愈合，是钢板综合性能不和的又一根本原因。通过铸坯缓冷析氢效果有限，而氢原子由于其原子量很小，在钢水中的弥散性好，只有通过真空处理才能较好的脱除，但是在脱出氢的同时氮会被一同脱除，而钒氮合金化钢种需要氮的析出強化作用，故目前在生产钒氮合金化钢种时基本放弃了真空处理工艺。申请号为201110235702. 4，名称为ー种低成本RH钢水增氮控氮エ艺，它公开了ー种RH钢水增氮控氮，采用“转炉一钢包炉精炼ー RH精炼ー连铸”的エ艺路线进行冶炼，转炉出钢采用脱氧合金化，出钢过程按钢种目标值加入钒铁合金配钒，钢包炉按正常エ艺进行钢水升温、合金微调及深脱硫处理，钢水吊至RH炉后，将RH炉提升气体设置为氮气，流量按照800-1200NL/min控制，抽真空处理时间8_10min，真空结束后进行正常喂线、软吹操作，可以达到钢中氮含量在(80-120) ppm水平，最終合格钢水通过连铸机浇注成合格钢坯。采用此エ艺，降低了成分，保证了钢中氮含量。但是采用这种エ艺冶炼的钢种的氮含量并不高，没有说明高真空脱氢的具体措施，而且没有解决钢中因氢含量偏高造成的中心裂纹，在轧制厚规格钢板时无法愈合，是钢板综合性能不好的问题。因此，如何改变思路，对此类钢种革新冶炼エ艺、提高钢板的综合性能一直是冶金工作者努力方向之一
技术实现思路
针对以上不足而提供的ー种钒氮微合金钢冶炼的真空处理工艺技术，可有效解决钢水中氢含量偏高的问题，同时又能保证钒氮合金化钢种所需的氮含量。本专利技术所采用的技术方案如下 ー种采用两步真空法生产钒氮微合金化高强钢的方法，在钒氮微合金化高强钢的冶炼エ序中増加真空处理工序，对经过钒氮含量调整后的钢水进行脱氢增氮，所述的真空处理エ序采取全程钢包底吹氮气エ艺，它包括以下步骤 第一歩、将钢水包吊入真空处理位，在真空处理前对钢水进行温度、氢含量、钒含量和氮含量的測定，以确定氢含量的控制范围； 第二步、根据第一步确定的氢含量的控制范围，开启钢包底吹氮气系统，底吹供气强度在保证安全的条件下进行科学调节，同时启动真空快速抽气模式，进行脱氢操作； 第三步、将钢水包的压カ恢复到常压状态，測定钢水的温度、氢含量、钒含量和氮含量，以确定氮含量的控制范围； 第四步、进行第二次真空处理，根据第三步确定的氮含量的控制范围，启动低速真空抽气模式，真空度控制在5 8KPa，然后开启钢包底吹氮气系统，根据计划增氮量进行合理调节。进ー步，所述的真空处理工序中的第二步中的氮气强度调节范围为2.(T4.0NL. _1 -i _1mm . t ο进ー步，所述的真空处理工序中的第二步中的启动真空快速抽气模式，进行脱氢操作为真空度在5 7min内达到67Pa以下，保持时间5 lOmin。进ー步，所述的真空处理工序中的第四步中的氮气强度调节范围为1.52.5NL.mirT1· if1,保持时间 10 15min。进ー步，所述的真空处理工序中的第四步中的真空处理时间为l(Tl5min。本专利技术可以达到的有益效果 (I)采用本专利技术的冶炼エ艺技术后，钢中氢含量可达1.5ppm以下，氮含量可控制在(12(T220)ppm，全氧可控制在20ppm以下，钒氮合金化高强钢种的综合性能合格率可达98%以上。特别是在轧制压缩比偏小厚度规格在40mm以上的厚规格钢板提高综合性能合格率效果更为明显。(2)本专利技术所采用的真空处理工序适用于VD、VOD、RH等真空冶炼设备，应用范围较广。本专利技术采用两步真空法是从脱氢、控氮、增氮及安全、稳定生产的角度出发实施的，整个冶炼过程安全可靠。(3)提高了钒氮合金化钢种的综合性能，降低了钒氮合金用量，提高了钢板成材率，降低了成本。附图说明图I为实施例I和对比例的屈服强度对比图。图2为实施例I和对比例的抗拉强度对比图。图3为实施例I和对比例的伸长率对比图。图4为实施例I和对比例的冲击功对比图。具体实施例方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进ー步的说明。实施例I ー种钒氮微合金化高强钢的生产方法 以40mm以上规格60Kg级高强钢种AH60C-2的生产为例。采用冶炼生产エ艺路线转炉一気站ーLF—真空处理工序(VD)—连铸(CC)。在LF精炼エ序中加入钒铁和钒氮合金调整钢水中的钒含量，控制到O. 100%以上，氮含量按不低于SOppm控制，出站温度按浇注温度+60°C控制。真空处理工序采取全程钢包底吹氮气エ艺，它包括以下步骤 第一歩、将钢水包吊入真空处理位，测定温度为163(Tl650°C，氢含量为(3. (Γ4. O) ppm、I凡含量为O. 100^0. 105%和氮含量为(80 120) ppm,确定脱氢的目标为氢含量降到(1.0 丄.5) ppm ； 第二步、根据第一步确定的氢含量控制范围，开启钢包底吹氮气系统，底吹供气强度2. (Γ4. ONI. mirT1. t_S同时启动真空快速抽气模式，真空度在5 7min内达到67Pa以下，保持时间5 IOmin ； 第三步、将钢水包的压カ恢复到常压状态，測定温度为159(T1615°C、氢含量为(I. (Tl. 5)ppm、取样分析钒含量O. 10(Γ0. 105%和氮含量(7(T90)ppm，确定增氮的控制目标为氮含量为(14(T220)ppm。第四步、进行第二次真空处理，根据第三步确定的氮含量的控制范围，启动低速真空抽气模式，真空度在l(Tl5min内到达5 8KPa，然后开启钢包底吹氮气系统，底吹供气强度调节范围一般在I. 5 2· 5N1. min-1. t'保持时间l(Tl5min min。目前本专利技术的ー种钒氮微合金化高强钢的生产方法应用在轧制规格在40mm以上保性能钢种AH60C-2上，已经稳定运行8个月，总体控制情况钢种氢含量小于I. 5ppm,钢中氮含量可稳定在13本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用两步真空法生产钒氮微合金化高强钢的方法，其特征在于：在钒氮微合金化高强钢的冶炼工序中增加真空处理工序，对经过钒氮含量调整后的钢水进行脱氢增氮，所述的真空处理工序采取全程钢包底吹氮气工艺，它包括以下步骤：？第一步、将钢水包吊入真空处理位，在真空处理前对钢水进行温度、氢含量、钒含量和氮含量的测定，以确定氢含量的控制范围；第二步、根据第一步确定的氢含量的控制范围，开启钢包底吹氮气系统，底吹供气强度在保证安全的条件下进行科学调节，同时启动真空快速抽气模式，进行脱氢操作；？第三步、将钢水包的压力恢复到常压状态，测定钢水的温度、氢含量、钒含量和氮含量，以确定氮含量的控制范围；第四步、进行第二次真空处理，根据第三步确定的氮含量的控制范围，启动低速真空抽气模式，真空度控制在5~8KPa，然后开启钢包底吹氮气系统，根进行增氮。
【技术特征摘要】
1.ー种采用两步真空法生产钒氮微合金化高强钢的方法，其特征在于在钒氮微合金化高强钢的冶炼エ序中増加真空处理工序，对经过钒氮含量调整后的钢水进行脱氢增氮，所述的真空处理工序采取全程钢包底吹氮气エ艺，它包括以下步骤 第一歩、将钢水包吊入真空处理位，在真空处理前对钢水进行温度、氢含量、钒含量和氮含量的測定，以确定氢含量的控制范围； 第二步、根据第一步确定的氢含量的控制范围，开启钢包底吹氮气系统，底吹供气强度在保证安全的条件下进行科学调节，同时启动真空快速抽气模式，进行脱氢操作； 第三步、将钢水包的压カ恢复到常压状态，測定钢水的温度、氢含量、钒含量和氮含量，以确定氮含量的控制范围； 第四步、进行第二次真空处理，根据第三步确定的氮含量的控制范围，启动低速真空抽气模式，真空度控制在5 8KPa，然后开启钢包底吹氮气系统，根进行增...
【专利技术属性】
技术研发人员：王三忠，刘海强，王新志，张远强，武郁璞，程金平，刘玉敏，宋素格，郭永谦，陈丛虎，厚健龙，苏国强，
申请(专利权)人：安阳钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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