[发明专利]铝硼铁复合中间合金及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁基合金技术领域，特别是提供了一种铝硼铁复合中间合金及其使用方法。主要适用于冶炼硼钢或硼微合金化钢，特别是薄板坯连铸连轧生产线生产热轧低碳铝镇静硼微合金化钢。

背景技术

硼在化学元素周期表中位于第二周期，是第IIIA族的第一个元素，其熔点在2000℃～2600℃，在炼钢温度下仍保持较高的化学活性，与氧、氮有很强的亲和力，并能与硫、碳化合，但不如铝、钛、锆。

硼作用于炼钢过程可有效地脱氧、脱氮，在本质上改变钢中氮造成的时效倾向。微量的硼可有效提高钢的淬透性，提高零部件热处理后的截面性能的均匀性。硼还可以改善结构钢的断裂韧性(K_Ic)，并能改变晶界组织与状态，使蠕变性能提高。

我国硼铁合金部颁标准及企业标准成分如表1、表2所示

表1YB65-60中硼铁合金化学成分

表2部分企业现行标准中硼铁合金化学成分

目前，钢中加硼微合金化的目的体现在如下几方面：

1)提高结构钢淬透性及与此有关的性能；

2)保证钢淬透性的前提下，节约贵重金属和稀缺合金元素(如：Cr、Ni、Mo等)。

3)在某些特殊合金生产中，提高热强度和中子的吸收能力等。

但是，在如下方面研究较为不足。首先，以常规硼铁合金为原料进行微合金化，硼元素烧损严重，收得率较低，增加生产成本，而且钢水中硼元素含量不易稳定控制，主要表现在冶金容器中的严重不均匀和炉次之间成分波动大，作为微合金元素B控制不稳时，将严重影响产品质量与性能；其次是硼元素的作用及作用机理研究不够深入。从而导致我国含硼钢的发展缓慢，硼元素的应用领域与国际先进水平存在较大差距，因此，开发一种含硼中间合金，使得冶炼工艺简化，提高硼元素收得率对硼微合金化钢的开发以及硼资源的利用具有重大的理论和实践意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝硼铁复合中间合金及其使用方法，解决硼微合金化过程硼元素的收得率、均匀性及稳定性问题，避免微合金化过程硼的烧损和保证其有益作用。同时解决硼微合金化过程操作简单化问题。

本发明的另一目的是拓宽硼元素的应用范围，利用硼元素在奥氏体晶界偏聚及其对抑制铁素体形核、促进晶粒长大的影响，解决薄板坯连铸连轧生产线生产低碳铝镇静硼微合金化钢热轧带屈服强度偏高的问题。

本发明为实现上述目的提供的铝硼铁复合中间合金(％Wt)为：Al：10～30，Mn≤2.0，B：2～10，P：≤0.1，S：≤0.1，C：≤1.0，余量为Fe。

冶炼过程加入方法为：转炉炉后(转炉出钢位置)对钢水进行弱脱氧，精炼工位完成脱氧、脱硫后，根据钢水成品要求将铝含量控制到0.01～0.030％重量范围，此时铝硼铁复合中间合金(20～80mm块料)可以从高位料仓或者炉门口加入，弱搅5～20分钟，温度为1550～1650℃时，钢包出精炼站。

用于微量硼合金化结构钢(如硼钢、低碳贝氏体钢等)精炼过程的微合金化，提高低合金钢的淬透性。加入方法为：精炼工位完成脱氧、脱硫后，根据钢水成品要求将铝含量控制到0.01～0.030％重量范围，此时铝硼铁复合中间合金(20～80mm块料)可以从高位料仓或者炉门口加入，弱搅5～20分钟，温度为1550～1650℃时，钢包出精炼站。

用于低碳铝镇静钢精炼过程的硼微合金化，降低热轧低碳铝镇静钢板带的屈服强度，提高其深冲性能，如薄板坯连铸连轧生产线生产的冷轧基料或者以热板代替冷板产品，起到粗化钢板晶粒度，降低热轧带卷的屈服强度的作用。加入方法为：精炼工位完成脱氧、脱硫后，根据钢水成品要求将铝含量(以重量计)控制到0.01～0.030％重量范围，此时铝硼铁复合中间合金(20～80mm块料)可以从高位料仓或者炉门口加入，弱搅5～20分钟，温度为1550～1650℃时，钢包出精炼站。

用于调质钢(如中碳齿轮钢40MnB等)和非调质钢(如含硼高强冷镦钢等)的合金化，满足其成份与性能要求。使用方法为：精炼工位完成脱氧、脱硫，钢水成份调节完成后，加入铝硼铁复合中间合金(20～80mm块料)，弱搅5～20分钟，温度为1520～1600℃时，钢包出精炼站。

本发明的特点在于：