一种含钛含硼铝镇静冷镦钢及其精炼方法与流程

本发明涉及一种含钛含硼铝镇静冷镦钢及其精炼方法，属于冶金，尤其是关于铝镇静钢的精炼方法。

背景技术：

1、冷镦钢一般为铝镇静钢，但由于其添加合金种类多，精炼周期较长，脱氧合金化及造渣工艺控制不当，易造成合金元素氧化，对洁净度控制也不利。现有技术中，关注较多的是关于铝元素对冷镦钢的影响，如公开(公告)号为cn112609131a的申请，提供了一种低碳铝镇静冷镦钢及其生产方法，冷镦钢的成分为：c 0.06～0.09％，mn 0.30～0.50％，si0.03～0.06％，p≤0.015％，s≤0.010％，al 0.020～0.040％，余量为fe和不可避免的杂质，通过炼钢、连铸、加热轧制和吐丝工序，制备得到所述低碳铝镇静冷镦钢。通过成分调整和工艺优化，使所制备的所得冷镦钢的力学性能满足使用要求。

2、然而实际上，钢种含有的其他元素对性能同样存在较大影响，如ti元素，若大量氧化，则会造成水口结瘤问题，给钙处理工艺也带来了不小的难度。而微量b元素控制也非常难，因为b元素既易氧化，同时也容易与n结合，在连铸过程形成bn析出物，影响铸坯质量。

3、因此有必要提供一种关于含钛含硼铝镇静冷镦钢的成分及精炼方法，以有效解决含钛含硼冷镦钢合金命中率低，钢水浇注性差等问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种含钛含硼铝镇静冷镦钢及其精炼方法，有效解决了含钛、含硼铝镇静冷镦钢ti、b合金氧化的问题，提高了钢水洁净度，稳定了浇注性能及产品质量。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种含钛含硼铝镇静冷镦钢，包括以下按质量百分数计的各化学成分：c：0.30-0.40%、si：0.10-0.20%、mn：0.45-0.60%、alt：0.010-0.045%、p≤0.018%、s≤0.012%、cr：0.10-0.20%、ti：0.015-0.055%、b：0.0010-0.0030%、ni≤0.03%、as≤0.02%、cu≤0.03%，以及fe和其他不可避免的组分；

4、所述含钛含硼铝镇静冷镦钢的精炼方法，具体包括以下步骤：

5、步骤s1：kr脱硫，经过kr脱硫后的铁水中各元素按质量百分数计为：c：4.0-4.3%、si：0.30-0.65%、mn：0.10-0.25%、p≤0.13%、s≤0.005%，脱硫后温度为1320-1380℃；

6、步骤s2：转炉冶炼，将脱硫后的铁水以及清洁废钢兑入转炉进行冶炼，废钢比为10-20%，转炉冶炼终点控制钢水中c含量≤0.08%，则停止吹氧；

7、向转炉内添加碳粉，开底吹搅拌，直到钢水中c：0.15-0.25%、o≤0.035%，同时控制p≤0.016%、s≤0.008%，温度≥1600℃；

8、步骤s3：转炉出钢，转炉出钢1/3时，按照含碳合金、金属铝、高碳铬铁、硅锰顺序加入合金，出钢90%时开始加入石灰、硅铝酸钙合成渣，出钢结束前合金、石灰、硅铝酸钙合成渣全部加完，出钢过程全程开钢包底吹搅拌，出钢结束再搅拌预设时间，然后运至lf精炼处理；

9、步骤s4：lf精炼，lf精炼进站，开启钢包底吹搅拌，通电升温，并取样测量钢水、炉渣化学成分，待钢水、炉渣成分化验出来后，根据含钛含硼铝镇静冷镦钢钢种目标成分加合金、碳粉微调钢水成分，使钢水成分达到目标成分，同时加石灰、电石、铝酸钙炉渣脱氧剂调整炉渣成分，钢水温度、成分以及炉渣成分达到目标后，再加入钛铁，使ti元素含量达到目标成分，弱搅拌3-5min后，再加入硼铁，弱搅拌3-5min后，进行钙处理，钙处理时喂入硅钙线，钙处理结束将钢包底吹调整为软搅拌模式，软搅拌结束，将钢水运至连铸浇注；

10、步骤s5：连铸浇注，成型权利要求1所述的含钛含硼铝镇静冷镦钢；

11、进一步的，步骤s2中，加入的清洁废钢中包括以下按质量百分数计的各化学成分：s含量≤0.008%、p含量≤0.015%、ni≤0.15%、cu≤0.08%、as≤0.015%，其余为fe和其它不可避免的组分；

12、进一步的，步骤s2中，向转炉内添加碳粉的具体过程是，转炉底部开启四个底吹，其中，三个底吹氩气，设定流量为500-1000nl/min；一个底吹氧气，设定流量为2000-5000nl/min；

13、进一步的，步骤s3中，转炉出钢1/3时，含碳合金加入量为1.5-2.5kg/t，金属铝加入量为1.5-2.0kg/t，高碳铬铁加入量为1.7-2.3kg/t，硅锰加入量为4.5-6.5kg/t；

14、出钢90%时，石灰加入量为2.5-3.5kg/t，硅铝酸钙合成渣加入量为6-8kg/t；

15、出钢过程全程开钢包底吹搅拌，底吹流量设定为200-400nl/min，出钢结束再搅拌3-5min运至精炼处理；

16、进一步的，步骤s3中，含碳合金中各元素按质量百分数计为：c：35-45%、p≤0.015%、s≤0.007%，其余为fe和其他不可避免的组分；

17、金属铝中各元素按质量百分数计为：al≥99.7%，其余为fe和其他不可避免的组分；

18、高碳铬铁中各元素按质量百分数计为：cr：53-57%，c：8-12%，其余为fe和其他不可避免的组分；

19、硅锰中各元素按质量百分数计为：si：18-23%、mn：67-70%、p≤0.018%、s≤0.012%，其余为fe和其他不可避免的组分；

20、石灰中各成分按质量百分数计为：cao≥95%，以及其他不可避免的组分；

21、硅铝酸钙合成渣各成分按质量百分数计为：cao：45-55%、al2o3：35-45%、sio2≤5%、mgo：3-6%，其余为不可避免的组分；

22、进一步的，步骤s4中，lf精炼进站后开启钢包底吹搅拌，设定底吹流量为200-300nl/min；

23、加合金、碳粉微调钢水成分时，设定底吹流量为250-350nl/min；

24、加石灰、电石、铝酸钙炉渣脱氧剂调整炉渣成分时，设定底吹流量为150-200nl/min；

25、加钛铁、硼铁时设定底吹流量为100-150nl/min；

26、弱搅拌时设定底吹流量为80-100nl/min；

27、钙处理时设定底吹流量为150-200nl/min；

28、软搅拌时设定底吹流量为20-60nl/min；

29、进一步的，步骤s4中，石灰加入量为1.0-2.5kg/t，电石加入量为0.8-1.5kg/t，铝酸钙炉渣脱氧剂加入量为1.5-2.5kg/t；

30、石灰中各成分按质量百分数计为：cao≥95%，以及其他不可避免的组分；

31、电石中各成分按质量百分数计为：cac2≥95，以及其他不可避免的组分；

32、铝酸钙炉渣脱氧剂各成分按质量百分数计为：cao：45-55%、al2o3：20-30%、金属铝10-20%、金属钙5-10%、sio2≤3%，以及其他不可避免的组分；

33、钙处理时喂入硅钙线1-1.5m/t，ca含量为25-35%，其余为si和不可避免的杂质组分；设定钙处理时喂线速率为5-8m/s，喂线机硅钙线出口距离钢包渣面≤20cm，钙处理结束软搅拌≥15min；

34、进一步的，步骤s4中，精炼结束获得的炉渣碱度≥30，（cao/al2o3）c/a比为1.8-2.2，t.fe+mno含量≤0.8%；

35、进一步的，步骤s5中，连铸过程采用三层中包覆盖剂，每层包覆盖剂厚度≥15mm；

36、第一层为铝酸钙覆盖剂，各成分按质量百分数计为：cao：50-55%、al2o3：25-35%、mgo：3-6%、na2o：2-5%，以及其他不可避免的组分；

37、第二层为细石灰粉，粒度1-3mm占比≥90%，最大粒度为6mm；

38、第三层为碳化稻壳，各成分按质量百分数计为：sio2≥85%，其余为c和其他不可避免的组分。

39、通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

40、1、本发明提供的含钛含硼铝镇静冷镦钢，合金命中率高，产品在加工过程中不易开裂，成品质量较高；

41、2、本发明提供的含钛含硼铝镇静冷镦钢的精炼方法，创新的提出了转炉增碳替代高拉碳技术，使转炉终点获得高碳、低氧的钢水，对提高洁净度非常有利；

42、3、本发明提供的含钛含硼铝镇静冷镦钢的精炼方法，确保ti、b元素收得率稳定，保证了钢水质量，同时保证了生产的稳定。