[发明专利]一种真空法生产23MnB钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种真空法生产23MnB钢的方法。

背景技术

微量硼(0.001％左右)可以吸附在奥氏体晶界，降低晶界能量，阻抑铁素体晶核的形成，成倍地提高中低碳钢的淬透性，因此中低碳钢常添加0.0005～0.003％的微量硼来提高钢的淬透性。但硼是极活泼的元素之一，能与钢中的残余氧和氮形成稳定的夹杂物，而失去有益作用，只有以固溶形式存在的硼才能起到有益的作用。

已有的研究表明，硼与氧和氮均有很强的亲和力，硼很容易被氧化生成B₆O或者B₂O₃，或者与氮化合生成BN，这些均是阻止含硼钢中硼发挥提高淬透性作用的有害物质。因此，为保证硼提高淬透性的作用，必须在钢的冶炼过程中首先采用铝脱去钢水的自由氧，并用钛固定钢水中的氮，才能保证加入硼的有效作用。

23MnB钢为含硼类结构钢，常用于制造节距为216以下推土机或挖掘机的履带板，化学组分按重量百分比为：C：0.20～0.0.27％、Mn：0.80～1.10％、Si：0.15～0.35％、P≤0.030％、S≤0.015％、Cr≤0.30％、Ni≤0.25％、Cu≤0.30％、B：0.0005～0.0035％。通常情况下为保证硼元素提高淬透性的作用，还要求控制Ti含量在0.02％以上，Al含量在0.02％以上。

公开日为2009年7月29日的专利CN100519769C公开了一种转炉冶炼生产含硼钢的方法，其特征是采用转炉冶炼→钢包脱氧、精炼→硼合金化的工艺生产含硼钢，具体的操作规定为：首先是在转炉出钢后加入铝和精炼渣对钢水和钢渣进行脱氧，控制钢水酸溶铝在0.02％～0.04％范围内，然后在LF炉精炼控制钢渣中的FeO+MnO≤2.0％，以及钢水的α_[O]≤10ppm，最后再次向钢包加入铝进行深脱氧后，加入钛铁和硼铁进行合金化。采用此工艺硼的收得率高，为69.4％～91.8％。

公开日为2010年3月3日的专利CN101660101A公开了一种低碳耐磨工程机械履带板用钢极其制造方法，其公开履带板用钢中含有0.0005～0.0035％的B，但其制造方法是采用电炉冶炼→出钢→LF炉外精炼→VD真空脱气处理，为典型的电炉流程，没有涉及到转炉流程生产23MnB钢。此专利也提到了保证硼有效性的方法，即要求最好控制Al含量在0.020～0.050％范围内。

综合上述公开技术，为保证硼提高淬透性的作用，钢中必须存在有0.02％以上的铝，才能保证加入硼的有效作用。根据生产实践发现，CN100519769C和CN101660101A提到的控制铝或酸溶铝不低于0.02％，存在有一定的局限性。具体为铝或酸溶铝大于0.02％的钢水，在浇铸过程中会产生一定量的Al₂O₃，这些Al₂O₃会使连铸机结晶器水口变小从而影响连铸，甚至堵塞连铸机结晶器水口，特别是在断面为200×200mm或者200×200mm以下的连铸机上尤为严重，使小规格连铸机无法浇铸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保证含硼钢淬透性的同时、使小规格连铸机能够顺利浇铸的生产23MnB钢的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种真空法生产23MnB钢的方法，包括如下步骤：

a、向转炉内加入铁水冶炼；

b、钢水出钢至钢包，出钢时加入电石使钢水氧活度在0.0025％以下；

c、钢包移入LF炉精炼，精炼加热前每吨钢水加入电石3.5～4.5kg，加热过程中每吨钢水加入金属铝0.15～0.45kg；

d、精炼后将钢包移入RH真空处理装置进行真空循环处理，处理中加入铝，使钢水中酸溶铝重量百分比含量在0.011～0.016％，再加入钛铁使钢水中钛重量百分比含量在0.02～0.06％，加入硼铁使钢水中硼重量百分比含量在0.0005～0.003％；

e、真空循环处理进行连铸。

其中，上述方法步骤a中向转炉内加入铁水的同时还加入废钢，废钢的重量不能超过铁水重量的15％。

进一步的，当钢水成分初炼到按重量百分比C为0.05％～0.15％、P≤0.030％、且S≤0.015％时将钢水出钢到钢包中。