一種免退火低碳鋼盤條及其生產方法技術

本發明專利技術提供了一種免退火低碳鋼盤條及其生產方法，其化學成分：?[C]?:0.04%～?0.10%，?[Si]:?0.01%～?0.10%，[Mn]：0.20%～0.35%，[P]≤0.015%，[S]≤0.010%，[N]≤0.0060%，全氧：0.0030%～0.0060%，全鋁0.0020%～0.0080%，不可避免的雜質不高于0.1%，其余為鐵。其制造方法包括轉爐冶煉、LF精煉、連鑄、軋制，轉爐爐后不完全脫氧，利用鋼液較高的氧活度，降低鋼液的鋁含量，抑制精煉過程鋼液增碳，大方坯保護澆鑄，入雙模塊溫度控制在900-920℃，吐絲溫度870-900℃，輥道速度0.2-0.4m/s，關閉風機。無真空處理工序，縮短工藝流程，降低生產成本，滿足了用戶在拉拔過程中取消退火工藝的要求。按照本發明專利技術中涉及的成分和生產方法生產的免退火低碳鋼盤條，其晶粒尺寸控制在20-30um，抗拉強度≤350MPa，面縮≥75%。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于低碳鋼制造領域，尤其涉及一種免退火低碳鋼盤條及其制造方法。
技術介紹
隨著國民經濟的快速發展以及社會環境保護意識的進一步加強，對低碳、超低碳鋼有了廣泛的要求，除了傳統低碳拉絲材料外，目前高性能鍍鋅鋼絲、低碳鋼纖維鋼絲和低碳導電鋼絲的市場也在快速發展。低碳鋼絲的拉拔生產工藝要求盤條具有低強度高塑性，較低的抗拉強度及較高的塑性能夠取消拉拔過程中的退火熱處理工序，從而降低對環境的污染，減少碳排放。專利號為CN200710159224. 7公開了一種冶煉超低碳鋼的方法。冶煉控制方法 包括鐵水預處理脫硫、轉爐冶煉、LF爐精煉、RH真空處理、連鑄工序。轉爐不脫氧出鋼，LF進行精煉，RH真空處理裝置內強制脫氧脫碳。專利號為CN200910244375. I公開了一種低成本冶煉高級別低碳鋼的生產工藝。采用轉爐、RH精煉、鋼包爐精煉、連鑄工藝生產低碳鋼，轉爐承擔部分脫碳功能，發揮RH精煉脫碳功能，鋼包爐脫硫、升溫和成分微調。專利號PCT/AU2009/000986為公開了一種用傳統煉鋼設備低成本生產低碳、低硫和低鎳鋼的方法(LOW COST MAKING OF A LOW CARBON, LOW SULFUR, AND LOW NITROGENSTEEL USING CONVENTIONAL STEELMAKING EQUIPMENT 采用 VTD 真空處理脫碳、脫硫。專利CN200710159224. 7、專利 CN200910244375. I 和專利 PCT/AU2009/000986 在生產工藝上均采用真空處理，增加了冶煉成本，傳統的低碳鋼生產工藝為轉爐冶煉、LF精煉、真空處理(RH/VD )、連鑄、軋制，存在工藝流程長，生產成本高的問題。專利CN200710023901. 2公開了低碳鋼盤條。盤條中碳為0. 04% 0. 10%,錳為0. 25% 0. 60%,鈮為0. 008% 0. 017%,硼為20 40ppm，盤條強度在430 480MPa。在鋼中加入了鈮、硼合金元素，增加了合金成本。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述問題和不足而提供一種低成本免退火低碳鋼盤條及其生產方法，保證盤條具有較大的晶粒尺寸、較低的抗拉強度和較高的面縮值，滿足用戶在拉拔生產過程中取消拉拔退火工藝要求，降低對環境的污染，減少碳排放。本專利技術是這樣實現的該免退火低碳鋼盤條的組成成分重量百分比(Wt%)為 :0· 04% 0. 10%, : 0. 01% 0. 10%, 0. 20% 0. 35%, ( 0. 015%,( 0. 010%, ( 0. 0060%,全氧0. 0030% 0. 0060%,全鋁 0. 0020% 0. 0080%,不可避免的雜質不高于0. 1%，其余為鐵。本專利技術成分設計理由如下碳在鋼中與鐵形成間隙固溶體，有助于提高鋼的強度。但從鋼絲拉拔工藝要求和盤條強度控制的角度來看，要求盡可能低。但是極低的碳含量需要進行真空脫碳處理，增加生產成本。因此將碳控制在0. 04% 0. 10%。硅大部分固溶于鐵素體中，能提高鋼的強度，同時具有脫氧作用，能消除FeO夾雜對鋼的品質的不良影響。從提高鋼絲拉拔性能角度來說，硅含量要求盡可能低。但是，極低的硅含量需要在精煉過程采用專用鋼包和耐火材料，增加鋼種生產成本。因此本專利硅要控制在O. 01% O. 10%O錳具有很好的脫氧作用，能夠清除鋼中的FeO，大大改善鋼的品質，特別是降低鋼的脆性，錳可以和硫形成MnS，以消除硫的有害作用，改善鋼的加工性能，因此鋼中必須保證一定的錳含量，同時錳還具有固溶強化的作用。為了充分地發揮其作用，要將錳控制在O. 2%以上，但如果錳過剩會使鋼材脆化，降低拔絲性能，因此錳要控制在O. 20% O. 35%。磷、硫都是鋼中有害雜質元素，磷會在鋼中析出脆性很大的Fe3P，使鋼在室溫下強度提高，脆性增加，即增加鋼的冷脆性，同時磷在鋼的結晶過程中容易偏析且難以消除。硫在鐵中幾乎不溶解，而與鐵形成FeS，FeS與Fe形成低熔點的共晶體，在熱加工時由于分布于晶界的共晶體容易融化導致開裂，即增加鋼的熱脆性。為保證盤條具有良好的性能，要求鋼中彡0.015%，彡O. 010%，在不造成其他影響的情況下，越低越好。 鋁在鋼中一般用于脫氧，降低鋼的全氧含量，同時具有細化晶粒的作用，主要是由于鋁在鋼中和其它元素形成細小彌散分布的難熔化合物起到抑制晶粒長大的作用，主要是AlN的影響。細小的晶粒對于控制盤條的強度和拉拔工藝不利，因此要降低鋼中全鋁含量；過低的鋁含量對控制鋼的氧含量不利。因此本專利將鋼中的全鋁含量控制在O. 0020%-0. 0080% 之間。氮在鋼中的溶解度很低，過剩的氮便過飽和地溶解在鋼中，在加熱過程中會發生氮化物析出現象，使鋼的硬度、強度提高，塑性下降，增加鋼的加工硬化率，對鋼絲拉拔帶來不利影響，其含量應盡可能低，因此鋼中氮含量要求不大于O. 0060%。鋼中的全氧含量代表鋼的潔凈度，含氧量增加會使鋼的強度、塑性降低，為保證用戶的拉拔要求，需將其控制在一定范圍。過高的全氧含量容易產生鑄坯氣孔缺陷，給鋼坯連鑄帶來困難，過低的全氧含量需要鋁脫氧劑強脫氧，并保證較高的鋼液鋁含量，從而使盤條鋁含量也較高，其晶粒細化效果顯著，反而提高盤條強度，不能保證用戶的拉拔要求。因此盤條全氧含量控制在O. 0030% O. 0060%O本專利技術中的低碳鋼盤條基本成分如上所述，其余部分為鐵及不可避免的雜質，這些雜質隨著原材料等混入，也是允許的，但是雜質含量不得高于O. 1%。本專利技術中涉及的免退火低碳鋼盤條生產方法如下1)轉爐冶煉轉爐采用不完全脫氧低碳出鋼，出鋼碳含量控制在O. 03%-0. 06%，轉爐爐后加入碳錳鐵2-2. 5Kg/t、鋁錳鐵5-6Kg/t脫氧，抑制精煉過程鋼液增碳。2) LF精煉采用埋弧加熱，防止鋼水增氮，合金化用中碳錳鐵或金屬錳，LF搬出全鋁不大于O. 012%。3)連鑄采用大方坯保護澆鑄，防止鋼水增氮，鋼坯斷面尺寸280mm*380mm，中間包鋼水過熱度不大于30°C，電磁攪拌電流彡400A,防止鋼還產生氣孔缺陷，拉速控制在在O. 5m/min-0. 7m/min之間。4)軋制入雙模塊溫度控制在900-920°C，保持較高的軋制溫度以獲得較大的晶粒尺寸，吐絲溫度870-900°C，輥道速度O. 2-0. 4m/s，關閉風機，保證盤條在較低的冷速下獲得低強度。本專利技術低碳鋼盤條的晶粒尺寸控制在20-30um，抗拉強度彡350MPa，面縮指標^ 75%。本專利技術的低碳鋼盤條通過成分設計并采用轉爐爐后不完全脫氧工藝，提高精煉過程鋼液氧活度，降低脫氧成本。利用鋼液較高的氧活度，降低鋼液的鋁含量、防止鋼液增鋁，減小其細化晶粒的作用；同時，利用鋼液較高的氧活度，抑制精煉過程鋼液增碳，為降低盤條的強度創造條件。通過采取上述冶煉措施，并結合軋制工藝設計，開發了一種免退火低碳鋼盤條，并在生產過程中減少了冶煉工序，即無真空處理(RH/VD)工序，縮短工藝流程，降低生產成本，滿足了用戶在拉拔過程中取消退火工藝的要求。按照本專利技術中涉及的成分和生產方法生產的免退火低碳鋼盤條，其晶粒尺寸控制在20-30um，抗拉強度彡350MPa，面縮^ 75%。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種免退火低碳鋼盤條，其特征在于其化學成分重量百分比為：[C]？:0.04%～？0.10%，？[Si]:？0.01%～？0.10%，[Mn]：0.20%～0.35%，[P]≤0.015%，[S]≤0.010%，[N]≤0.0060%，全氧：0.0030%～0.0060%，全鋁0.0020%～0.0080%，不可避免的雜質不高于0.1%，其余為鐵。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王秉喜，任玉輝，郭大勇，薛軍，高航，
申請(專利權)人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發明
國別省市：