[发明专利]一种碳素结构钢及其冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种碳素结构钢及其冶炼方法。

背景技术

普碳钢是我国钢铁工业主要的钢种，在国民经济发展中发挥着重要的作用。据统计，普 碳钢钢板在板材中的比例在70％以上，同样，攀钢每年也生产大量的普碳钢钢板，其中Q235B 等钢种占50万吨左右。如何在这一轮经济调整中，根据自身装备特点、钢水特性实现技术升 级和成本控制成了决定攀钢经营盈亏的关键。根据自身的V、Ti特色降低微合金钢中的Mn、 Si添加量并得到高质量的产品，成为攀钢冶金工作者关注的重要课题。

随着人们对钢铁材料性能要求的不断提高，在保证高强度的同时要具有良好的塑韧性， 钢中加入微合金元素成为生产高性能钢必不可少的一部分。研究表明，钢中加入微量的V、 Ti、Nb等合金元素，析出细小弥散的碳、氮化物对晶粒细化、析出强化、控制再结晶等方面 均有重要作用，不仅可有效提高钢的强度而且能改善塑韧性，满足高性能钢综合性能的要求。 现有技术中有以普通C-Mn钢Q235B为原料生产Q345级中厚钢板的研究，该文献通过采用 未再结晶区累积大变形，得到变形的相变前奥氏体晶粒，同时在晶内产生大量“形变带”，增 加作为铁素体相变形核点的有效“缺陷”面积，在快速冷却工艺的配合下，得到细小的铁素体 晶粒，称为CCR+ACC工艺，该工艺途径可以在细化晶粒尺寸的同时，实现多种强化机制。 该工艺在东大Gleeble1500热模拟实验机上，利用热膨胀法测出Ar3温度；通过双道次实验 确定Q235B钢未再结晶区温度范围；在酒钢450中厚板实验轧机进行模拟工业试验，12～ 20mm厚度规格完全满足GB/T1591-94中Q345C级钢板力学性能要求。该方法存在以下不足： 1、设备要求高，需要安装超快速冷却系统，现有连轧生产线设置需要做大的改动；2、效果 不稳定，对高Nb钢和高Ti钢比较明显，对含V钢和低Nb、低Ti钢作用不太明显。

低压管网用钢是Q235中的一种，主要针对普通流体输送，一般用于建筑等居民输送水管等， 一般承受压力不超过3.5MPa，冶炼低压管网用钢只需满足国标GB/T700-2006对Q235B钢中 屈服强度，抗拉强度和断后生长率的要求即可。攀钢炼钢生产中，由于攀西地区的特殊性， 炼钢完成后钢水中还残存有V：0.005～0.015％，Ti：0.003～0.008％，Cr：0.01～0.03％，Ni： 0.02～0.04％，如何将其充分利用以降低冶炼成本，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供一种碳素结构钢及其冶炼方法，该方法能利用攀钢钢水中残存的V、Ti、Cr、 Ni生产出具有攀钢特色的钒、钛微合金化低压管网用钢，有效的减少了微合金钢中的Mn、 Si添加量，从而降低了炼钢成本，所炼钢的屈服强度，抗拉强度和断后生长率均满足国标 GB/T700-2006对Q235B钢的要求，满足低压管网用钢的性能要求。

本发明要解决的技术问题是提供一种碳素结构钢，其成分为：按重量百分比计，C：0.13～ 0.20％，Si：0.10～0.15％，Mn：0.10～0.15％，P：0～0.035％，S：0～0.035％，V：0.005～ 0.015％，Ti：0.003～0.008％，Cr：0.01～0.03％，Ni：0.02～0.04％，余量为Fe和不可避免的 杂质。

其中，上述碳素结构钢，优选的成分为：按重量百分比计，C：0.15～0.18％，Si：0.11～ 0.13％，Mn：0.12～0.14％，P：0～0.015％，S：0～0.015％，V：0.007～0.013％，Ti：0.005～ 0.007％，Cr：0.015～0.025％，Ni：0.025～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质。

其中，上述碳素结构钢，所述钢的晶体结构为铁素体+珠光体。

其中，上述碳素结构钢，以钢的晶体结构总体积为基准，所述铁素体的体积百分比为60～ 80％。