專利名稱：含鈦合金鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鈦合金鋼及其制造方法，特別涉及一種可用于高壓鍋爐的含鈦 合金鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
研究表明，控制鍋爐鋼的Al含量在很低的范圍是鍋爐鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵，其原因主要 在于Al含量高會(huì)導(dǎo)致后部冷加工的成材率極其低下。然而，通常情況下，Al是鋼中比較重 要的合金元素。Al的作用首先體現(xiàn)為用于鋼水的終脫氧，可使鋼水平衡氧處在較低水平，避 免高氧鋼的出現(xiàn)；其次Al又是重要的細(xì)晶元素，可提高鋼的強(qiáng)韌性；另外Al還可用來固氮 (N)，從而減輕鋼的時(shí)效性。體現(xiàn)上述作用的Al的加入量一般在0.020%以上。
12CrIMoVG鋼是中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5310-2008(高壓鍋爐用無縫鋼管)中的一種典 型高壓鍋爐用合金結(jié)構(gòu)鋼，其按重量計(jì)包含0. 08 % 0. 15 %的C、0. 17 % 0. 37 %的Si、 0. 40% 0. 70% 的 Μη、0. 90% 1. 20% 的 Cr、0. 25% 0. 35% 的 Mo、0. 15% 0. 30% 的 V、不大于0. 025%的P、不大于0. 010%的S、不大于0. 20%的Cu、不大于0. 30%的Ni。
對(duì)于12CrlMoVG鋼，同樣需要控制Al含量在較低的水平。在鋼中缺少足夠Al的 情況下，鋼的晶粒不能充分地細(xì)化，使得鋼的強(qiáng)韌性下降。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種具有細(xì)化的晶粒的含鈦合金鋼及其制造方法，從而克服了上述 技術(shù)問題中的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。
根據(jù)本發(fā)明的含鈦合金鋼按重量計(jì)包含0.08% 0. 15%的C、0. 17% 0.37% 的 Si、0. 40% 0. 70% 的 Μη、0. 90 % 1. 20 % 的 Cr、0. 25 % 0. 35 % 的 Mo、0. 005 % 0. 010%的Ti、0. 005% 0. 015%的Als和0. 15% 0. 的V，余量為Fe以及不可避免 的雜質(zhì)，Als表示酸溶鋁，含鈦合金鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
含鈦合金鋼中不可避免的雜質(zhì)可包括不大于0.025%的P、不大于0.010%的S、不 大于0. 20 %的Cu和不大于0. 30 %的Ni。
根據(jù)本發(fā)明一方面的含鈦合金鋼的制造方法包括以下步驟(a)初煉鋼水；(b)在 鋼水的C含量為0. 03% 0. 06%, P含量不大于0. 015%, S含量不大于0. 015%時(shí)，向鋼 包出鋼；(c)在出鋼過程中，調(diào)整鋼水的Si含量為0. 17% 0. 37%, Mn含量為0. 40% 0. 70%，Cr 含量為 0. 90% 1. 20%，] 0含量為0. 25% 0. ；35%八含量為0. 15% 0. ；35%， 并調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0020%以下；(d)控制鋼水的Als含量為0. 020% 0. 030%,Als 表示酸溶鋁；(e)在鋼包精煉爐中調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下；(f)在精煉過程中 調(diào)整鋼水的Ti含量為0. 005% 0. 010%，精煉完成時(shí)鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%， 從而得到含鈦合金鋼，該含鈦合金鋼包含0. 08 % 0. 15 %的C、0. 17 % 0. 37 %的Si、 0. 40% 0. 70%&Μη、0. 90% 1. 20% 的 Cr、0. 25% 0. 35%的] 0、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 015%的Als和0. 15% 0. 的V，余量為！^e以及不可避免的雜質(zhì)，含鈦合金鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
在步驟(a)中可采用轉(zhuǎn)爐來初煉鋼水。
在步驟(c)中可采用鋁錳鐵、鋁鐵、硅鐵、金屬錳和低碳錳鐵中的至少一種調(diào)整鋼 水的氧含量在0. 0020%以下。
在步驟(C)中可通過將合金化材料加入鋼水來調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo 含量和V含量，合金化材料可包括用于調(diào)整Mn含量的鋁錳鐵、金屬錳和錳鐵中的至少一種、 用于調(diào)整Si含量的硅鐵、用于調(diào)整Cr含量的鉻鐵、用于調(diào)整Mo含量的鉬鐵和用于調(diào)整V 含量的釩鐵。
在步驟(d)中可向鋼水加入鋁來控制鋼水的Al含量。
在步驟(e)中可采用01(2或01(2與鋁的組合調(diào)整鋼水的氧含量在0.0010%以下。
步驟(a)可包括在轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉鐵水來獲得鋼水，在步驟(e)中可采用CaC2調(diào)整鋼 水的氧含量在0. 0010%以下，CaC2的使用量(kg)可為鐵水加入量(噸)X95% X (1. 8 2. 2) X (0. 7 1. 0)。
可在鋼包精煉爐中對(duì)鋼水加熱5分鐘至10分鐘之后調(diào)整鋼水的Ti含量，調(diào)整鋼 水的Ti含量的步驟可包括將鈦鐵合金加入鋼水。
將鈦鐵合金加入鋼水之后可對(duì)鋼水加熱5分鐘至10分鐘，然后停止加熱，可向鋼 水喂入碳來調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
可在步驟(c)中調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo含量和V含量的同時(shí)調(diào)整鋼水 的C含量為0. 08% 0. 15%。
可在步驟(f)中調(diào)整Ti含量的同時(shí)調(diào)整鋼水的C含量為0.08% 0. 15%。
該制造方法還可包括在步驟(f)之后對(duì)鋼水進(jìn)行連鑄，連鑄操作所使用的中間包 中的鋼水的溫度可為15!35°C 1565°C。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的含鈦合金鋼的制造方法包括以下步驟(a)初煉鋼水；(b) 在鋼水的C含量為0. 03% 0. 06%, P含量不大于0. 015%, S含量不大于0. 015%時(shí)，向 鋼包出鋼；(c)在出鋼過程中，調(diào)整鋼水的Si含量為0. 17% 0. 37%，Mn含量為0.40% 0. 70%，Cr 含量為 0. 90% 1. 20%，] 0含量為0. 25% 0. ；35%八含量為0. 15% 0. ；35%， 并調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0020%以下；(d)控制鋼水的Als含量為0. 020% 0. 030%, Als表示酸溶鋁；(e)在鋼包精煉爐中調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下，精煉完成時(shí)鋼 水的C含量為0. 08% 0. 15% ； (f)對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)真空脫氣處理，并調(diào)整鋼水的Ti含 量為0. 005% 0. 010%，從而得到含鈦合金鋼，該含鈦合金鋼包含0. 08% 0. 15%的C、 0. 17% 0. 37% 的 Si、0. 40% 0. 70% 的 Μη、0. 90% 1. 20% 的 Cr、0. 25% 0. 35% 的 Mo、0. 005% 0. 010%的 Ti、0. 005% 0. 015%的 Als 和 0. 15% 0. 的 V，余量為 Fe 以及不可避免的雜質(zhì)，含鈦合金鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
可在步驟(a)中采用轉(zhuǎn)爐來初煉鋼水。
可在步驟(c)中采用鋁錳鐵、鋁鐵、硅鐵、金屬錳和低碳錳鐵中的至少一種調(diào)整鋼 水的氧含量在0. 0020%以下。
可在步驟(c)中通過將合金化材料加入鋼水來調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo 含量和V含量，合金化材料可包括用于調(diào)整Mn含量的鋁錳鐵、金屬錳和錳鐵中的至少一種、 用于調(diào)整Si含量的硅鐵、用于調(diào)整Cr含量的鉻鐵、用于調(diào)整Mo含量的鉬鐵和用于調(diào)整V6含量的釩鐵。
在步驟(d)中可向鋼水加入鋁來控制鋼水的Al含量。
在步驟(e)中可采用CaC2或CaC2與鋁的組合調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下。
步驟(a)可包括在轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉鐵水來獲得鋼水，在步驟(e)中可采用CaC2調(diào)整 鋼水的氧含量在0. 0010%以下，CaC2的使用量(kg)為鐵水加入量(噸)X95% X (1. 8 2. 2) X (0. 7 1. 0)。
可在鋼包精煉爐中對(duì)鋼水加熱5分鐘至10分鐘之后停止加熱，然后可向鋼水喂入 碳來調(diào)整鋼水的C含量為0.08% 0. 15%。
該制造方法還可包括在步驟(c)中調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo含量和V 含量的同時(shí)調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)真空脫氣處理的步驟可包括在RH真空裝置中對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)真 空脫氣處理，在壓強(qiáng)不大于300Pa的條件下真空處理的時(shí)間可不少于10分鐘。
調(diào)整鋼水的Ti含量的步驟可包括將鈦鐵合金加入鋼水。
該制造方法還可包括在步驟(f)之后對(duì)鋼水進(jìn)行連鑄，連鑄操作所使用的中間包 中的鋼水的溫度為1535°C 1565°C。
根據(jù)本發(fā)明的含鈦合金鋼及其制造方法，鋼的晶粒得到充分的細(xì)化，從而防止鋼 的強(qiáng)韌性下降。此外，本發(fā)明的含鈦合金鋼具有很低的Als或Alt，不會(huì)對(duì)后部的冷加工產(chǎn) 生不利影響。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明的含鈦合金鋼按重量百分比包含0.08% 0. 15%的C、0. 17% 0. 37 % 的 Si、0. 40 % 0. 70 % 的 Μη、0. 90 % 1. 20 % 的 Cr、0. 25 % 0. 35 % 的 Mo、 0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 015% 的 Als(酸溶鋁)和 0. 15% 0. 的 V，余 量為狗以及不可避免的雜質(zhì)。在本說明書中，涉及到的所有組分的含量均為重量百分比含量。
根據(jù)本發(fā)明的含鈦合金鋼中不可避免的雜質(zhì)可包括不大于0. 025%的P、不大于 0. 010%的S、不大于0. 20%的Cu和不大于0. 30%的Ni。
在本發(fā)明的含鈦合金鋼中，Ti可與C和N形成Ti (C，N)質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)含鈦合金鋼加熱 到1250°C以上時(shí)，還有未溶于奧氏體的Ti (C，N)質(zhì)點(diǎn)存在，這些未溶于奧氏體的Ti (C，N)質(zhì) 點(diǎn)可阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，得到晶粒細(xì)小的鋼材。在鋼中加入0. 005%的Ti，可在1250°C 以上顯著地阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大。如果Ti加入量超過0.010%，則會(huì)形成大尺寸的Ti (C， N)質(zhì)點(diǎn)(5 μ m左右)，這些大尺寸的Ti (C，N)質(zhì)點(diǎn)呈方形，十分尖硬，不利于鋼的疲勞性能。 因此，本發(fā)明的含鈦合金鋼包括0. 005 % 0. 010%的Ti。
鋼中的鋁分為兩種類型。一種是冶煉時(shí)來不及上浮到鋼渣中的脫氧產(chǎn)物Al2O3中 的鋁，由于Al2O3不能溶于酸中，所以將與氧結(jié)合形成Al2O3的鋁稱為酸不溶鋁。另一種是 可被酸溶解的鋁，主要有單質(zhì)鋁和氮化鋁(AlN)中的鋁，其稱為酸溶鋁，通常用“Als”表示。 鋼中酸溶鋁和酸不溶鋁之和稱為全鋁，通常用“Al”或“Alt”表示。一般鋼水經(jīng)過精煉后， Alt中有90%以上的是Als，或者Als含量約等于Alt含量。本發(fā)明所稱的酸溶鋁指如上所 述存在于鋼中可以被酸溶解的鋁(Als)，所涉及的對(duì)酸溶鋁的量的表述指上述可以被酸溶解的鋁元素的量。
在鋼的冶煉過程中添加作為脫氧元素的Al。此外，Al能與N結(jié)合形成AlN質(zhì)點(diǎn)， 細(xì)小的AlN質(zhì)點(diǎn)可細(xì)化鋼的晶粒。如果Als含量小于0. 005%，則細(xì)化晶粒的效果不明顯； 如果Als含量大于0. 015%，則會(huì)增加鋼的后部冷加工的難度。因此，本發(fā)明的含鈦合金鋼 包括 0. 005% 0. 015%的 Als。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法包括初煉鋼水和LF爐精煉鋼 水。在下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法。
首先，可在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能，將鐵水初煉成鋼水。當(dāng)鋼 水初煉到C含量為0. 03% 0. 06%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 015%時(shí)，向鋼 包出鋼。
在出鋼過程中，可向鋼包加入預(yù)脫氧劑和合金化材料，將鋼水的氧含量脫除到 0. 0020%以下，控制Si含量為0. 17% 0. 37%，控制Mn含量為0. 40%~ 0. 70%，控制Cr 含量為0. 90% 1. 20%，控制Mo含量為0. 25% 0. ；35%，控制V含量為0. 15% 0. ；35%。 預(yù)脫氧劑可包括鋁質(zhì)預(yù)脫氧劑。鋁質(zhì)預(yù)脫氧劑可包括鋁錳鐵 ^ΑΙΜη、鋁鐵!^Al等中的至少 一種。合金化材料可包括用于調(diào)整Si含量的硅鐵O^eSi)、用于調(diào)整Mn含量的鋁錳鐵、金 屬錳和錳鐵(例如低碳錳鐵)中的至少一種、用于調(diào)整Cr含量的鉻鐵O^eCr)(例如低碳鉻 鐵)、用于調(diào)整Mo含量的鉬鐵(FeMo)以及用于調(diào)整V含量的釩鐵(FeV)。此外，合金化材 料中的Si、Mn也有脫氧的作用。該步驟中的脫氧方式為沉淀脫氧方式，即鋼水中的氧與所 加入的Al、Si和Mn生成不溶于鋼水的氧化物或復(fù)合氧化物而析出，然后生成的脫氧產(chǎn)物上 浮到鋼渣中。
然后，將鋁(例如鋁線)喂入鋼水，控制鋼的Als含量為0.020% 0.030%。這 里，控制Als含量為0. 020% 0. 030%是考慮到后部精煉工序及可選的連續(xù)鑄鋼工序均可 能存在Als轉(zhuǎn)化成Al2O3的現(xiàn)象。經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，如果在初煉過程中將Als含量控制成 0. 020% 0. 030%，則能夠確保連鑄冷卻后的鑄坯的Als含量在0. 005% 0. 015%的范圍 內(nèi)。
之后，采用LF爐在吹氬的條件下進(jìn)行鋼水精煉。具體地講，可首先加入作為脫氧 劑的CaC2或CaC2與鋁(例如Al丸)的組合，然后開始電加熱。在精煉過程中，因?yàn)镃aC2 和鋁(例如Al丸)的比重小于鋼水的比重，所以加入的脫氧劑(即，CaC2或CaC2與鋁的組 合)主要存在于鋼渣中而脫去鋼渣中的氧。因?yàn)殇撛难鹾啃∮阡撍难鹾?，所以?水中的氧傳遞到鋼渣中，然后被鋼渣中的脫氧劑脫除，這種脫氧方式稱為擴(kuò)散脫氧方式。精 煉過程中的電加熱保證了鋼渣的熔融狀態(tài)，從而便于脫氧劑發(fā)揮作用。
脫氧劑CaC2或CaC2與鋁(例如Al丸)的組合的加入量以控制鋼水中的氧含量在 0. 0010%以下為準(zhǔn)。
CaC2的脫氧產(chǎn)物包含CO氣體，可使?fàn)t氣具有一定的還原性，同時(shí)可使?fàn)t渣發(fā)泡，有 利于LF爐埋弧加熱，減少鋼水吸收空氣中的氮的可能性。因此，本發(fā)明優(yōu)選地單獨(dú)使用CaC2 作為脫氧劑。在單獨(dú)使用CaC2含量為70%以上的電石作為脫氧劑的情況下，電石的加入量 (單位為kg)可為鐵水加入量(噸數(shù))X95% X (1. 8 2. 2)，以確保將鋼水中的氧含量控 制在0. 0010%以下。
在LF爐中對(duì)鋼水電加熱5分鐘至10分鐘之后，調(diào)整鋼水的Ti含量，使得鋼水中的Ti含量為0. 005% 0. 010%。例如，將鈦鐵(FeTi)合金加入鋼水來調(diào)整Ti含量。如 果對(duì)鋼水加熱不足5分鐘就調(diào)整Ti含量，則鋼水上面的鋼渣不會(huì)全部成熔融狀態(tài)，不利于 鈦鐵合金穿過渣層進(jìn)入鋼水，即不能保證Ti的回收率。如果對(duì)鋼水加熱長(zhǎng)于10分鐘的時(shí) 間之后調(diào)整Ti含量，則LF爐作業(yè)時(shí)間過長(zhǎng)，不能保證鋼的生產(chǎn)節(jié)奏，可能造成連鑄機(jī)斷澆， 增加鋼的生產(chǎn)成本，降低設(shè)備的作業(yè)效率。
可選擇地，在LF爐中對(duì)鋼水再加熱5分鐘至10分鐘之后，停止加熱，將碳喂入鋼 水，調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。在一個(gè)實(shí)施例中，采用喂線機(jī)喂入碳包芯線來 調(diào)整鋼水的C含量。如果在LF爐中對(duì)鋼水再加熱不少于5分鐘的時(shí)間之后調(diào)整C含量，則 可保證加入的鈦鐵合金熔化，且使Ti元素均勻分布在鋼水中。如果在LF爐中對(duì)鋼水再加 熱超過10分鐘的時(shí)間之后調(diào)整C含量，則LF爐作業(yè)時(shí)間過長(zhǎng)，不能保證鋼的生產(chǎn)節(jié)奏，可 能造成連鑄機(jī)斷澆，增加鋼的生產(chǎn)成本，降低設(shè)備的作業(yè)效率。
可選擇地，因?yàn)槌鯚掍撍畷r(shí)所加入的預(yù)脫氧劑和/或合金化材料和/或調(diào)整Ti 含量時(shí)加入的合金化材料中含有的C使得鋼水的C含量已從0. 0 3 % 0. 0 6 %增加到 0.08% 0. 15%的范圍內(nèi)，所以在LF爐精煉鋼水時(shí)可以不單獨(dú)加碳調(diào)整C含量。在這種 情況下，調(diào)整Ti含量之后，在LF爐中對(duì)鋼水再加熱5分鐘至10分鐘之后可以不另外調(diào)整 C含量。
總之，LF爐精煉完成時(shí)鋼水的C含量應(yīng)當(dāng)在0.08% 0. 15%的范圍內(nèi)。
鋼水精煉過程中鋼水的溫度由鋼的液相線溫度確定。本發(fā)明的合金鋼的液相線溫 度為1512 1523°C。在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法中，精煉過程中鋼 水的溫度為鋼水的液相線溫度或比液相線溫度略高的溫度。
在轉(zhuǎn)爐向鋼包出鋼時(shí)，不可避免地會(huì)帶入一定量的轉(zhuǎn)爐渣到鋼包中。轉(zhuǎn)爐渣磷含 量高，在LF爐還原氣氛作用下，渣中的一部分磷再次回到鋼水中，而使P元素略有增加。然 而，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)爐冶煉鋼水時(shí)將P含量控制成不大于0.015%，所以盡管P含量略有增加，但不 會(huì)超過0. 025%。
在精煉過程中，可以大幅度地脫除鋼水中的S。這是因?yàn)槊撗鮿┲械腃aC2使得鋼 渣有良好的還原性，并且增加鋼渣中的CaO含量，所以鋼水和鋼渣中的FeS與CaO反應(yīng)生成 CaS而大幅度地脫除。
本發(fā)明的含鈦合金鋼中可能包含的雜質(zhì)元素(或稱為殘余元素)Cu和Ni不能通 過上述的初煉鋼水和LF爐精煉鋼水從鋼水中去除。因此，可以通過控制原料(即鐵水)中 這些雜質(zhì)元素的含量來控制本發(fā)明的含鈦合金鋼中這些元素的含量。
根據(jù)本發(fā)明的含鈦合金鋼中的N元素可以按照通常的含量存在。根據(jù)本發(fā)明第一 實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法，通過在轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉鋼水，再經(jīng)過LF爐精煉，可將鋼中N含 量控制在0.011%以下。例如，可以通過以下方式中的至少一種方式將鋼中N含量控制在 0.011%以下在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中始終用Ar氣進(jìn)行底吹；在轉(zhuǎn)爐吹煉后期將底吹氣體由氮 氣改為Ar氣；在LF爐精煉過程中，使鋼渣泡沫化，避免電弧直接和空氣接觸電離空氣中的 氮?dú)狻?br> 通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法，得到本發(fā)明的含鈦合金 鋼，其按重量計(jì)包含0. 08% 0. 15%的C、0. 17% 0. 37%的Si、0. 40% 0. 70%的Mn、 0. 90% 1. 20% 的 Cr、0. 25% 0. 35% 的 Mo、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 015%的Als (酸溶鋁)和0. 15% 0.35%的V，余量為！^以及不可避免的雜質(zhì)。該含鈦合金鋼 的不可避免的雜質(zhì)可包含不大于0. 025%的P、不大于0. 010%的S、不大于0. 20%的Cu和 不大于0. 30%的Ni。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法，只在鋼水初煉過程中加入作為 預(yù)脫氧劑的鋁，在后部的精煉鋼水中可以不加入鋁，因此脫氧產(chǎn)物Al2O3上浮時(shí)間長(zhǎng)，易于 生產(chǎn)Al2O3含量少的高質(zhì)量鋼材。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法與根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的含 鈦合金鋼的制造方法的區(qū)別在于還包括在LF爐精煉鋼水之后的連鑄的步驟。本發(fā)明的 含鈦合金鋼的液相線溫度為1512°C至1523 °C，連續(xù)鑄造中間包的溫度控制在1535 °C 1565°C。該溫度范圍可通過前面LF爐的電加熱來實(shí)現(xiàn)，具體地講，LF爐精煉過程中鋼水 的溫度為液相線溫度或比液相線溫度略高的溫度+鋼包到中間包的溫度損失(例如40 500C )+中間包過熱度(例如20 35°C )。將中間包鋼水的溫度控制在1535°C 1565°C， 能夠保證鋼水在低過熱度條件下全部澆鑄完成。
根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法包括初煉鋼水、LF爐精煉鋼水和 RH真空脫氣(循環(huán)真空脫氣)。在下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的含鈦合金 鋼的制造方法。
首先，可在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能，將鐵水初煉成鋼水。當(dāng)鋼 水初煉到C含量為0. 03% 0. 06%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 015%時(shí)，向鋼 包出鋼。
在出鋼過程中，可向鋼包加入預(yù)脫氧劑和合金化材料，將鋼水的氧含量脫除到 0. 0020%以下，控制Si含量為0. 17% 0. 37%，控制Mn含量為0. 40%~ 0. 70%，控制Cr 含量為0. 90% 1. 20%，控制Mo含量為0. 25% 0. ；35%，控制V含量為0. 15% 0. ；35%。 預(yù)脫氧劑可包括鋁質(zhì)預(yù)脫氧劑。鋁質(zhì)預(yù)脫氧劑可包括鋁錳鐵 ^ΑΙΜη、鋁鐵!^Al等中的至少 一種。合金化材料可包括用于調(diào)整Si含量的硅鐵O^eSi)、用于調(diào)整Mn含量的鋁錳鐵、金 屬錳和錳鐵(例如低碳錳鐵)中的至少一種、用于調(diào)整Cr含量的鉻鐵O^eCr)(例如低碳鉻 鐵)、用于調(diào)整Mo含量的鉬鐵O^eMo)以及用于調(diào)整V含量的釩鐵(FeV)。此外，合金化材 料中的Si、Mn也有脫氧的作用。該步驟中的脫氧方式為沉淀脫氧方式，即鋼水中的氧與所 加入的Al、Si和Mn生成不溶于鋼水的氧化物或復(fù)合氧化物而析出，然后生成的脫氧產(chǎn)物上 浮到鋼渣中。
然后，將鋁(例如鋁線)喂入鋼水，控制鋼的Als含量為0.020% 0.030%。這 里，控制Als含量為0. 020% 0. 030%是考慮到后部精煉工序及可選的連續(xù)鑄鋼工序均可 能存在Als轉(zhuǎn)化成Al2O3的現(xiàn)象。經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，如果在初煉過程中將Als含量控制成 0. 020% 0. 030%，則能夠確保連鑄冷卻后的鑄坯的Als含量在0. 005% 0. 015%的范圍 內(nèi)。
之后，采用LF爐在吹氬的條件下進(jìn)行鋼水精煉。具體地講，可首先加入作為脫氧 劑的CaC2或CaC2與鋁(例如Al丸)的組合，然后開始電加熱。在精煉過程中，因?yàn)镃aC2 和鋁(例如Al丸)的比重小于鋼水的比重，所以加入的脫氧劑(即，CaC2或CaC2與鋁的組 合)主要存在于鋼渣中而脫去鋼渣中的氧。因?yàn)殇撛难鹾啃∮阡撍难鹾浚凿?水中的氧傳遞到鋼渣中，然后被鋼渣中的脫氧劑脫除，這種脫氧方式稱為擴(kuò)散脫氧方式。精煉過程中的電加熱保證了鋼渣的熔融狀態(tài)，從而便于脫氧劑發(fā)揮作用。
脫氧劑CaC2或CaC2與鋁(例如Al丸)的組合的加入量以控制鋼水中的氧含量在 0. 0010%以下為準(zhǔn)。
CaC2的脫氧產(chǎn)物包含CO氣體，可使?fàn)t氣具有一定的還原性，同時(shí)可使?fàn)t渣發(fā)泡，有 利于LF爐埋弧加熱，減少鋼水吸收空氣中的氮的可能性。因此，本發(fā)明優(yōu)選地單獨(dú)使用CaC2 作為脫氧劑。在單獨(dú)使用CaC2含量為70%以上的電石作為脫氧劑的情況下，電石的加入量 (單位為kg)可為鐵水加入量(噸數(shù))X95% X (1. 8 2. 2)，以確保將鋼水中的氧含量控 制在0. 0010%以下。
可選擇地，在LF爐中對(duì)鋼水加熱5分鐘至10分鐘之后，停止加熱，將碳喂入鋼水， 調(diào)整鋼水的C含量為0.08% 0. 15%。在一個(gè)實(shí)施例中，采用喂線機(jī)喂入碳包芯線來調(diào)整 鋼水的C含量。如果對(duì)鋼水加熱不足5分鐘就調(diào)整C含量，則鋼水上面的鋼渣不會(huì)全部成 熔融狀態(tài)，不利于碳穿過渣層進(jìn)入鋼水，即不能保證C的回收率。如果對(duì)鋼水加熱長(zhǎng)于10 分鐘的時(shí)間之后調(diào)整C含量，則LF爐作業(yè)時(shí)間過長(zhǎng)，不能保證鋼的生產(chǎn)節(jié)奏，可能造成連鑄 機(jī)斷澆，增加鋼的生產(chǎn)成本，降低設(shè)備的作業(yè)效率。
可選擇地，因?yàn)槌鯚掍撍畷r(shí)所加入的預(yù)脫氧劑和/或合金化材料中含有的C使得 鋼水的C含量已從0. 03 % 0. 06 %增加到0. 08 % 0. 15 %的范圍內(nèi)，所以在LF爐精煉鋼 水時(shí)可以不單獨(dú)加碳調(diào)整C含量。在這種情況下，在LF爐中對(duì)鋼水加熱5分鐘至10分鐘 之后可以不另外調(diào)整C含量。
總之，LF爐精煉完成時(shí)鋼水的C含量應(yīng)當(dāng)在0. 08% 0. 15%的范圍內(nèi)。
鋼水精煉過程中鋼水的溫度由鋼的液相線溫度確定。本發(fā)明的合金鋼的液相線溫 度為1512 1523°C。在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法中，精煉過程中鋼 水的溫度為鋼水的液相線溫度或比液相線溫度略高的溫度+RH真空脫氣的損失溫度(例如 30 40°C )。
然后，對(duì)鋼水進(jìn)行RH真空脫氣處理，RH真空脫氣處理的主要作用在于將鋼中的氫 脫除到更低的水平。具體地講，可在RH真空裝置中對(duì)鋼水進(jìn)行真空處理，真空處理的總時(shí) 間以壓強(qiáng)不大于300Pa的處理時(shí)間在10分鐘以上為準(zhǔn)。
在RH真空脫氣處理的過程中，調(diào)整鋼水的Ti含量，使得鋼水中的Ti含量為 0. 005% 0. 010%。例如，將鈦鐵(FeTi)合金加入鋼水來調(diào)整Ti含量。
本發(fā)明的含鈦合金鋼中可能包含的雜質(zhì)元素(或稱為殘余元素)Cu和Ni不能通 過上述的初煉鋼水、LF爐精煉鋼水和RH真空脫氣從鋼水中去除。因此，可以通過控制原料 (即鐵水)中這些雜質(zhì)元素的含量來控制本發(fā)明的含鈦合金鋼中這些元素的含量。
通過根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法，得到本發(fā)明的含鈦合金 鋼，其按重量計(jì)包含0. 08% 0. 15%的C、0. 17% 0. 37%的Si、0. 40% 0. 70%的Mn、 0. 90% 1. 20%的 Cr、0. 25% 0. 35%的 Mo、0. 005% 0. 010%的 TiO. 005% 0. 015% 的Als (酸溶鋁)和0. 15% 0.35(%的￥，余量為!^以及不可避免的雜質(zhì)。該含鈦合金鋼 的不可避免的雜質(zhì)可包含不大于0. 025%的P、不大于0. 010%的S、不大于0. 20%的Cu和 不大于0. 30%的Ni。
根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法，只在鋼水初煉過程中加入作為 預(yù)脫氧劑的鋁，在后部的精煉鋼水和RH真空脫氣中可以不加入鋁，因此脫氧產(chǎn)物Al2O3上浮時(shí)間長(zhǎng)，易于生產(chǎn)Al2O3含量少的高質(zhì)量鋼材。
根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的含鈦合金鋼的制造方法與根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的含 鈦合金鋼的制造方法的區(qū)別在于還包括在RH真空脫氣處理之后的連鑄的步驟。本發(fā)明的 合金鋼的液相線溫度為1512°C至1523°C，連續(xù)鑄造中間包的溫度控制在1535°C 1565°C。 該溫度范圍可通過前面LF爐的電加熱來實(shí)現(xiàn)，具體地講，LF爐精煉過程中鋼水的溫度為液 相線溫度或比液相線溫度略高的溫度+RH真空脫氣的損失溫度(例如30 40°C ) +鋼包到 中間包的溫度損失(例如40 50°C )+中間包過熱度(例如20 35°C )。將中間包鋼水 的溫度控制在1535°C 1565°C，能夠保證鋼水在低過熱度條件下全部澆鑄完成。
下面結(jié)合示例進(jìn)一步說明本發(fā)明的含鈦合金鋼及其制造方法。
示例 1
在公稱容量為120噸(實(shí)際出鋼量為125噸 135噸)的轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入140噸鐵 水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能將鐵水初煉成鋼水。當(dāng)鋼水初煉到C含量為0. 03 %，P含量為 0. 011%，S 含量為 0. 010%, Si 含量為 0. 02%，Mn 含量為 0. 03%，Cr 含量為 0. 05%，Mo 含 量為0. 03%時(shí)，開始向鋼包出鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉完成后的鋼水的量為133噸。
在出鋼過程中，向鋼包加入可將鋼水氧含量脫除到0. 0020%以下的!^Al (鋁含量 ^ 40%,其余為Fe) 350kg,以及FeSi (Si含量為73%，其余為Fe) 500kg、金屬M(fèi)n(Mn含量為 98% ) 660kg、低碳鉻鐵(Cr含量為66% ) 1830kg、鉬鐵(Mo含量為59% ) 520kg和釩鐵(V 含量為80% )320kg。加完后，用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0.0020%，鋼水中Si、Mn、 Cr、Mo和V含量分別增加到0. 24%、0. 48%、0. 91%、0. 26%和0. 16%。然后，用喂線機(jī)將 Φ IOmm的Al線30kg喂入鋼水，控制鋼水的Als含量為0. 0觀％。
之后，在LF爐中將50kg Al丸和270kg電石(CaC2含量為75%以上)加入鋼水， 然后進(jìn)行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的C含量為0.08% (各種鐵合金的加入不可 避免地導(dǎo)致增碳)。然后繼續(xù)加熱，同時(shí)加入i^Ti30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006中的鈦鐵牌 號(hào))40kg (Ti含量為30 %，其余為狗，Ti回收率約為75 % )(原料鐵水為含Ti鐵水，所以即 使不加鈦鐵，鋼液中始終殘留有約0. 003%的Ti)。然后繼續(xù)加熱6分鐘后停止加熱，用喂 線機(jī)向鋼水中喂入碳粉30kg(以含碳的包芯線的形式喂入，該包芯線是用0. 6mm厚的鐵皮 包裹碳粉而制成，碳粉含C量不低于90% )。用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0. 0005%。 取樣分析，鋼水的Ti含量、Als含量和C含量分別為0. 010%,0. 018%和0. 10%。
最后，在6機(jī)6流方坯連鑄機(jī)上將鋼水澆鑄成^OmmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時(shí) 中間包溫度為1540°C。取中間包鋼樣分析鋼的化學(xué)組分為0. 10%的C、0. 23%的Si、0. 46% 的 Μη、0. 92% 的 Cr、0. 27% 的Μο、0· 010% 的 Ti、0. 15% 的 V、0. 012% 的 Als、0. 013% 的 Alt、 0. 012%的P、0. 006%的S、0. 05%的Cu和0. 04%的Ni，其余為!^e和另外的不可避免的雜 質(zhì)。
示例 2
在公稱容量為120噸(實(shí)際出鋼量為125噸 135噸)的轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入140噸鐵 水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能將鐵水初煉成鋼水。當(dāng)鋼水初煉到C含量為0. 04%，P含量為 0. 014%，S 含量為 0. 007%, Si 含量為 0. 02%，Mn 含量為 0. 04%，Cr 含量為 0. 05%，Mo 含 量為0. 04%時(shí)，開始向鋼包出鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉完成后的鋼水的量為133噸。
在出鋼過程中，向鋼包加入可將鋼水氧含量脫除到0. 0020%以下的!^Al (鋁含量為40 %，其余為Fe) 320kg,以及!^eSi (Si含量為73 %，其余為Fe) 390kg、金屬M(fèi)n (Mn含量為 98% )930kg、低碳鉻鐵(Cr含量為66% )2010kg、鉬鐵(Mo含量為59% )580kg和釩鐵(V 含量為80% )510kg。加完后，用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0.0016%，鋼水中Si、Mn、 Cr、Mo和V含量分別增加至Ij 0. 19%,0. 68%U. 00%,0. 30%和0. 25%。然后，用喂線機(jī)將 Φ IOmm的Al線25kg喂入鋼水，控制鋼水的Als含量為0. 022%.
之后，在LF爐中將50kg Al丸和270kg電石(CaC2含量為75%以上)加入鋼水， 然后進(jìn)行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的C含量為0.09% (各種鐵合金的加入不可 避免地導(dǎo)致增碳)。然后繼續(xù)加熱，同時(shí)加入i^Ti30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006中的鈦鐵牌 號(hào))35kg (Ti含量為30%，其余為狗，Ti回收率約為75% )(原料鐵水為含Ti鐵水，所以即 使不加鈦鐵，鋼液中始終殘留有約0. 003%的Ti)。然后繼續(xù)加熱7分鐘后停止加熱，用喂 線機(jī)向鋼水中喂入碳粉50kg(以含碳的包芯線的形式喂入，該包芯線是用0. 6mm厚的鐵皮 包裹碳粉而制成，碳粉含C量不低于90% )。用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0. 0005%。 取樣分析，鋼水的Ti含量、Als含量和C含量分別為0. 008%,0. 012%和0. 12%。
最后，在6機(jī)6流方坯連鑄機(jī)上將鋼水澆鑄成^OmmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時(shí) 中間包溫度為1545°C。取中間包鋼樣分析鋼的化學(xué)組分為0. 12 %的C、0. 20 %的Si、0. 69 % 的 Mn、l. 02% 的 Cr、0. 31%的船、0· 007%的11、0. 26% 的 V、0. 008% 的 Als、0. 009% 的 Alt、 0. 016%的P、0. 005%的S、0. 05%的Cu和0. 04%的Ni，其余為!^e和另外的不可避免的雜 質(zhì)。
示例 3
在公稱容量為120噸(實(shí)際出鋼量為125噸 135噸)的轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入135噸鐵 水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能將鐵水初煉成鋼水。當(dāng)鋼水初煉到C含量為0. 06 %，P含量為 0. 010%，S 含量為 0. 008%, Si 含量為 0. 02%，Mn 含量為 0. 05%，Cr 含量為 0. 05%，Mo 含 量為0. 04%時(shí)，開始向鋼包出鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉完成后的鋼水的量為128噸。
在出鋼過程中，向鋼包加入可將鋼水氧含量脫除到0. 0020%以下的!^Al (鋁含量 ^ 40%,其余為Fe) 350kg,以及FeSi (Si含量為73%，其余為Fe) 720kg、金屬M(fèi)n(Mn含量為 98% ) 720kg、低碳鉻鐵(Cr含量為66% ) 2300kg、鉬鐵(Mo含量為59% ) 480kg和釩鐵(V 含量為80% )670kg。加完后，用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0.0016%，鋼水中Si、Mn、 Cr、Mo和V含量分別增加至Ij 0. 35%,0. 56%U. 18%,0. 26%和0. 34%。然后，用喂線機(jī)將 Φ IOmm的Al線25kg喂入鋼水，控制鋼水的Als含量為0. 021 %。
之后，在LF爐中將25kg Al丸和260kg電石(CaC2含量為75%以上)加入鋼水， 然后進(jìn)行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的C含量為0.12% ；然后繼續(xù)加熱5分鐘， 加熱完畢后，用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0. 0005%。
然后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時(shí)間為12分鐘， 極限壓強(qiáng)控制為300Pa。在極限壓強(qiáng)下處理5分鐘后加入i^Ti30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006 中的鈦鐵牌號(hào))30kg (Ti含量為30 %，其余為狗，Ti回收率約為75 % )(原料鐵水為含Ti鐵 水，所以即使不加鈦鐵，鋼液中始終殘留有約0. 003%的Ti)。真空處理完畢后，取樣分析， 鋼水的Ti含量、Als含量和C含量分別為0. 008%,0. 010%和0. 12%.
最后，在6機(jī)6流方坯連鑄機(jī)上將鋼水澆鑄成^OmmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時(shí) 中間包溫度為1562°C。取中間包鋼樣分析鋼的化學(xué)組分為0. 12%的C、0. 35%的Si、0. 53%的 Mn、l. 17% 的 Cr、0. 27%的船、0· 008%的11、0. 33% 的 V、0. 006% 的 Als、0. 007% 的 Alt、 0. 012%的P、0. 005%的S、0. 05%的Cu和0. 05%的Ni，其余為!^e和另外的不可避免的雜質(zhì)。
示例 4
在公稱容量為120噸(實(shí)際出鋼量為125噸 135噸)的轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入130噸鐵 水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能將鐵水初煉成鋼水。當(dāng)鋼水初煉到C含量為0. 05 %，P含量為 0. 008%，S 含量為 0. 007%, Si 含量為 0. 03%，Mn 含量為 0. 05%，Cr 含量為 0. 05%，Mo 含 量為0. 04%時(shí)，開始向鋼包出鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉完成后的鋼水的量為123噸。
在出鋼過程中，向鋼包加入可將鋼水氧含量脫除到0. 0020%以下的!^Al (鋁含量 為40 %，其余為Fe) 350kg,以及!^eSi (Si含量為73 %，其余為Fe) 550kg、金屬M(fèi)n (Mn含量為 98% ) 550kg、低碳鉻鐵(Cr含量為66 1760kg、鉬鐵(Mo含量為59% ) 620kg和釩鐵(V 含量為80% )300kg。加完后，用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧含量為0.0019%，鋼水中Si、Mn、 Cr、Mo和V含量分別增加到0. 30%,0. 47%,0. 95%,0. 34%和0. 16%。然后，用喂線機(jī)將 Φ IOmm的Al線^kg喂入鋼水，控制鋼水的Als含量為0. 025%。
之后，在LF爐中將25kg Al丸和260kg電石(CaC2含量為75%以上)加入鋼水， 然后進(jìn)行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的C含量為0.09% ；然后繼續(xù)加熱5分鐘， 加熱完畢后，用喂線機(jī)向鋼水中喂入碳粉90kg(以含碳的包芯線的形式喂入，該包芯線是 用0. 6mm厚的鐵皮包裹碳粉而制成，碳粉含C量不低于90% )。用定氧儀測(cè)得鋼水實(shí)際氧 含量為0. 0006% ο
然后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時(shí)間為12分鐘， 極限壓強(qiáng)控制為300Pa。在極限壓強(qiáng)下處理5分鐘后加入i^Ti30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006 中的鈦鐵牌號(hào))20kg (Ti含量為30 %，其余為狗，Ti回收率約為75 % )(原料鐵水為含Ti鐵 水，所以即使不加鈦鐵，鋼液中始終殘留有約0. 003%的Ti)。真空處理完畢后，取樣分析， 鋼水的Ti含量、Als含量和C含量分別為0. 005%,0. 010%和0. 15%。
最后，在6機(jī)6流方坯連鑄機(jī)上將鋼水澆鑄成^OmmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時(shí) 中間包溫度為1550°C。取中間包鋼樣分析鋼的化學(xué)組分為0. 15%的C、0. 29%的Si、0. 46% 的 Μη、0. 96% 的 Cr、0. 34% 的Μο、0· 005% 的 Ti、0. 15% 的 V、0. 005% 的 Als、0. 005% 的 Alt、 0. 010%的P、0. 005%的S、0. 05%的Cu和0. 05%的Ni，其余為!^e和另外的不可避免的雜 質(zhì)。
對(duì)比例1
在對(duì)比例1中，提供了一種12CrlMoVG鋼的尺寸為^OmmX 380mm的鑄坯，該鋼包 含 0. 11% 的 C、0. 33% 的 Si、0. 47%&Μη、0· 98% 的 Cr、0. 30%的] 0、0· 21% 的 V、0. 006% 的 Als,0. 008% 的 Alt、0. 015% 的 P、0. 006% 的 S、0. 05% 的 Cu 和 0. 04% 的 Ni，其余為 Fe 以及 其它不可避免的雜質(zhì)。
對(duì)比例2
在對(duì)比例2中，提供了一種12CrlMoVG鋼的尺寸為^0mmX380mm的鑄坯，該鋼包 含 0. 13% 的 C、0. 30% 的 Si、0. 61%&Μη、1. 03% 的 Cr、0. 28%的船、0· 30% 的 V、0. 005% 的 Als,0. 007% 的 Alt、0. 013% 的 P、0. 007% 的 S、0. 05% 的 Cu 和 0. 04% 的 Ni，其余為 Fe 以及其它不可避免的雜質(zhì)。14
將根據(jù)示例1、示例2、示例3和示例4制造的含鈦合金鋼鑄坯以及對(duì)比例1和 對(duì)比例2提供的12CrIMoVG鋼鑄坯中的每種鑄坯加熱到1250°C，保溫2小時(shí)，然后鍛造成 Φ40πιπι的圓棒，之后空冷到室溫，得到用于測(cè)定奧氏體晶粒度的試樣。按照中國國家標(biāo)準(zhǔn) GB10561-2005中的淬火法測(cè)定奧氏體晶粒度，晶粒度評(píng)級(jí)級(jí)別如下面的表1所示。
表權(quán)利要求
1.一種含鈦合金鋼的制造方法，包括以下步驟(a)初煉鋼水；(b)在鋼水的C含量為0.03% 0. 06%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 015% 時(shí)，向鋼包出鋼；(c)在出鋼過程中，調(diào)整鋼水的Si含量為0.17% 0.37%，Mn含量為0. 40 % 0. 70%，Cr 含量為 0. 90% 1. 20%，] 0含量為0. 25% 0. ；35%八含量為0. 15% 0. ；35%， 并調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0020%以下；(d)控制鋼水的Als含量為0.020% 0. 030%，Als表示酸溶鋁；(e)在鋼包精煉爐中調(diào)整鋼水的氧含量在0.0010%以下；(f)在精煉過程中調(diào)整鋼水的Ti含量為0.005% 0. 010%，精煉完成時(shí)鋼水的C含量 為0. 08% 0. 15%，從而得到含鈦合金鋼，所述含鈦合金鋼包含0. 08% 0. 15%的C、0. 17% 0. 37%的Si、0. 40% 0. 70% 的 Μη、0. 90% 1. 20% 的 Cr、0. 25% 0. 35% 的 Mo、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 015 %的Als和0. 15 % 0. 35 %的V，余量為！^以及不可避免的雜質(zhì)，含鈦合金鋼中各元 素的含量均為重量百分比含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，所述含鈦合金鋼中不可避免的雜質(zhì)包括不 大于0. 025%的P、不大于0.010%的S、不大于0. 20%的Cu和不大于0. 30%的Ni。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在步驟(a)中采用轉(zhuǎn)爐來初煉鋼水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在步驟(c)中采用鋁錳鐵、鋁鐵、硅鐵、金屬 錳和低碳錳鐵中的至少一種調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0020%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在步驟(c)中通過將合金化材料加入鋼水來 調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo含量和V含量，所述合金化材料包括用于調(diào)整Mn含量的 鋁錳鐵、金屬錳和錳鐵中的至少一種、用于調(diào)整Si含量的硅鐵、用于調(diào)整Cr含量的鉻鐵、用 于調(diào)整Mo含量的鉬鐵和用于調(diào)整V含量的釩鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在步驟(d)中向鋼水加入鋁來控制鋼水的 Al含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在步驟(e)中采用CaC2或CaC2與鋁的組合 調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其中，步驟(a)包括在轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉鐵水來獲得鋼 水，在步驟(e)中采用CaC2調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下，CaC2的使用量為鐵水加入 量X 95% X (1. 8 2. 2) X (0. 7 1. 0)，所述CaC2的使用量的單位是kg，所述鐵水加入量 的單位是噸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，在鋼包精煉爐中對(duì)鋼水加熱5分鐘至10分 鐘之后調(diào)整鋼水的Ti含量，調(diào)整鋼水的Ti含量的步驟包括將鈦鐵合金加入鋼水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，將鈦鐵合金加入鋼水之后對(duì)鋼水加熱5分 鐘至10分鐘，然后停止加熱，向鋼水喂入碳來調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(c)中調(diào)整 Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo含量和V含量的同時(shí)調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(f)中調(diào)整Ti含量的同時(shí)調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(f)之后對(duì)鋼 水進(jìn)行連鑄，連鑄操作所使用的中間包中的鋼水的溫度為1535°C 1565°C。
14.一種含鈦合金鋼的制造方法，包括以下步驟(a)初煉鋼水；(b)在鋼水的C含量為0.03% 0. 06%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 015% 時(shí)，向鋼包出鋼；(c)在出鋼過程中，調(diào)整鋼水的Si含量為0.17% 0.37%，Mn含量為0. 40 % 0. 70%，Cr 含量為 0. 90% 1. 20%，] 0含量為0. 25% 0. ；35%八含量為0. 15% 0. ；35%， 并調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0020%以下；(d)控制鋼水的Als含量為0.020% 0. 030%，Als表示酸溶鋁；(e)在鋼包精煉爐中調(diào)整鋼水的氧含量在0.0010%以下，精煉完成時(shí)鋼水的C含量為 0. 08% 0. 15% ；(f)對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)真空脫氣處理，并調(diào)整鋼水的Ti含量為0.005% 0. 010%，從而 得到含鈦合金鋼，所述含鈦合金鋼包含0. 08% 0. 15%的C、0. 17% 0. 37%的Si、0. 40% 0. 70% 的 Μη、0. 90% 1. 20% 的 Cr、0. 25% 0. 35% 的 Mo、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 015%的Als和0. 15% 0.35%的￥，余量為狗以及不可避免的雜質(zhì)，含鈦合金鋼中各元 素的含量均為重量百分比含量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，所述含鈦合金鋼中不可避免的雜質(zhì)包括 不大于0. 025%的P、不大于0.010%的S、不大于0. 20%的Cu和不大于0. 30%的Ni。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，在步驟(a)中采用轉(zhuǎn)爐來初煉鋼水。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，在步驟(c)中采用鋁錳鐵、鋁鐵、硅鐵、金 屬錳和低碳錳鐵中的至少一種調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0020%以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，在步驟(c)中通過將合金化材料加入鋼水 來調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo含量和V含量，所述合金化材料包括用于調(diào)整Mn含量 的鋁錳鐵、金屬錳和錳鐵中的至少一種、用于調(diào)整Si含量的硅鐵、用于調(diào)整Cr含量的鉻鐵、 用于調(diào)整Mo含量的鉬鐵和用于調(diào)整V含量的釩鐵。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，在步驟(d)中向鋼水加入鋁來控制鋼水的 Al含量。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，在步驟(e)中采用CaC2或CaC2與鋁的組 合調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造方法，其中，步驟(a)包括在轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉鐵水來獲得鋼 水，在步驟(e)中采用CaC2調(diào)整鋼水的氧含量在0. 0010%以下，CaC2的使用量為鐵水加入 量X 95% X (1. 8 2. 2) X (0. 7 1. 0)，所述CaC2的使用量的單位是kg，所述鐵水加入量 的單位是噸。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，在鋼包精煉爐中對(duì)鋼水加熱5分鐘至10 分鐘之后停止加熱，然后向鋼水喂入碳來調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(c)中調(diào)整Si含量、Mn含量、Cr含量、Mo含量和V含量的同時(shí)調(diào)整鋼水的C含量為0. 08% 0. 15%。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)真空脫氣處理的步驟包 括在RH真空裝置中對(duì)鋼水進(jìn)行循環(huán)真空脫氣處理，在壓強(qiáng)不大于300 的條件下真空處理 的時(shí)間不少于10分鐘。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，調(diào)整鋼水的Ti含量的步驟包括將鈦鐵合 金加入鋼水。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(f)之后對(duì)鋼 水進(jìn)行連鑄，連鑄操作所使用的中間包中的鋼水的溫度為1535°C 1565°C。
27.一種含鈦合金鋼，所述含鈦合金鋼按重量計(jì)包含0.08% 0. 15%的C、0. 17% 0. 37 % 的 Si、0. 40 % 0. 70 % 的 Μη、0. 90 % 1. 20 % 的 Cr、0. 25 % 0. 35 % 的 Mo、 0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 015% 的 Als 和 0. 15% 0. 的 V，余量為 Fe 以 及不可避免的雜質(zhì)，Als表示酸溶鋁，含鈦合金鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的含鈦合金鋼，其中，所述含鈦合金鋼中不可避免的雜質(zhì)包 括不大于0. 025%的P、不大于0. 010%的S、不大于0. 20%的Cu和不大于0. 30%的Ni。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含鈦合金鋼及其制造方法，該方法包括初煉鋼水；在鋼水的C含量為0.03％～0.06％，P含量不大于0.015％，S含量不大于0.015％時(shí)向鋼包出鋼；在出鋼過程中，調(diào)整鋼水的Si含量為0.17％～0.37％，Mn含量為0.40％～0.70％，Cr含量為0.90％～1.20％，Mo含量為0.25％～0.35％，V含量為0.15％～0.35％，并調(diào)整鋼水的氧含量在0.0020％以下；控制鋼水的Als(酸溶鋁)含量為0.020％～0.030％；在鋼包精煉爐中調(diào)整鋼水的氧含量在0.0010％以下；在精煉過程中調(diào)整鋼水的Ti含量為0.005％～0.010％，精煉完成時(shí)鋼水的C含量為0.08％～0.15％，從而得到合金鋼，該合金鋼包含0.08％～0.15％的C、0.17％～0.37％的Si、0.40％～0.70％的Mn、0.90％～1.20％的Cr、0.25％～0.35％的Mo、0.005％～0.010％的Ti、0.005％～0.015％的Als和0.15％～0.35％的V，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)，合金鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
文檔編號(hào)C22C38/28GK102031453SQ20101051986
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者代華云, 劉明, 姚永國, 寄海明, 李軍, 楊洪波, 柯曉濤, 陳小龍 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司