[发明专利]提高帘线钢硼收得率的冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，具体是指一种提高帘线钢硼收得率的冶炼工艺。

背景技术

帘线钢是汽车子午线轮胎的支撑骨架，具有提高轮胎强度、韧性以及耐疲劳性能的作用，是超洁净钢的代表产品及线材质量水平的标志性产品，号称“线材极品”。

近年国内汽车行业的蓬勃发展，有效带动帘线钢的需求。在钢铁产能严重过剩的大背景下，钢铁企业试图通过产品升级来提高竞争力，直接导致以往只有少数几家企业能生产的帘线钢，面临激烈的市场竞争。

帘线钢中添加适当硼有利于塑性的改善，金属制品企业工业试验表明，经硼微合金化的高碳钢盘条，在拉成金属制品时工艺塑性高，且有利于提高帘线钢淬透性，因而广泛应用。但过量的游离硼会使材料有脆化的倾向，因而需提高冶炼过程硼成分命中率、减少成分波动。

硼化学性质活泼，容易与氧、氮反应生成氧化物和氮化物，从而降低钢中有效硼含量。帘线钢硼合金化是通过添加硼铁合金来实现的，硼铁合金价格昂贵(约2.4万元/吨)且收得率较低，导致钢中硼含量波动较大，影响钢材成材率和生产成本。现有帘线钢冶炼工艺硼收得率低且不稳定，导致钢中硼含量波动较大，不仅增加冶炼成本，而且影响帘线钢成材率和最终产品性能。

通过帘线钢实物质量对标发现，青钢通过硼合金化提高帘线钢淬透性效果显著，值得借鉴，但硼收得率低且硼铁价格昂贵(约2.4万元/吨)，因此开展提高硼合金收得率的研究有利于稳定帘线钢产品的质量、降低生产成本、提高市场竞争力。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是通过控制关键工艺参数，提供一种提高帘线钢硼收得率的冶炼工艺，使得硼合金收得率达到80％以上。

为实现上述目的，本发明提供的提高帘线钢硼收得率的冶炼工艺，包含如下步骤：

(1)电炉或转炉吹氧冶炼：终点碳含量控制在0.71～0.75％，出钢水1/4时，随钢流加入硅、锰合金和增碳剂，所述C、Si、Mn含量按标准下限控制；

(2)氩站吹炼：软吹时间为6～8min，氩气压力为0.55±0.05MPa，氩气流量为8.5±1.5Nm³/min；

(3)LF精炼：采用CaO-SiO₂-Al₂O₃渣系精炼，渣碱度目标值控制在1.5～2.4，化渣过程中加入适量特硅，形成白渣，将硅含量控制在0.2～0.25％，氧活度控制在20～70ppm后进行硼合金化；

(4)RH真空处理：67Pa以下处理时间为8～13min，RH炉离站目标温度为1565±15℃；

(5)连铸采用长水口和浸入式水口保护浇注，防止钢水二次氧化；能源介质中氧气：O₂≥99.5％，N₂≤100ppm；氩气：Ar≥99.98％。

作为优选方案，所述步骤(1)中终点碳含量控制在0.73％；所述步骤(2)中软吹时间为7min，氩气压力为0.55MPa，氩气流量为8.5Nm³/min；所述步骤(3)中渣碱度目标值为2.4，硅含量为0.25％，氧活度为33ppm；所述步骤(4)中67Pa以下处理时间为10min，RH炉离站目标温度为1568℃。

本发明的优点在于：本发明通过调整冶炼工艺关键控制因素，使得硼合金化过程的硼收得率达到80％以上，有效解决了传统工艺硼收得率低，硼成分波动较大的问题，彻底消除了硼合金化不当对钢材性能的不利影响，为帘线钢质量优化提供了工艺技术支撑。同时，本发明无需额外设备，在现有工艺装备条件下即可完成，且安全无污染。本发明，综合控制炼钢各工序，通过调整出钢碳含量、硅含量以及钢中氧活度等因素，提高硼合金化收得率，使得硼合金收得率达到80％以上，有效降低生产成本、提高成分一次命中率和成材率。

附图说明

图1是本发明钢中氧活度与硼收得率关系曲线。

图2是本发明钢中硅含量与硼收得率关系曲线。

图3是本发明钢中硅含量与氧活度关系曲线。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

图中所示的本发明各实施例和对比例均按照以下冶炼工艺生产：电炉或转炉→氩站→LF→RH→连铸。

其具体冶炼工艺步骤如下：

(1)电炉或转炉吹氧冶炼，终点碳含量控制0.71～0.75％，出钢水1/4时，随钢流加入硅、锰合金和增碳剂，C、Si、Mn含量按标准下限控制；