專利名稱：一種含釩鈦的碳素鋼及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳素鋼及其制造方法，特別涉及一種可用于高壓鍋爐的含釩鈦的 碳素鋼及其制造方法。
背景技術(shù)：
20MnG鋼是中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5310-2008(高壓鍋爐用無縫鋼管)中的一種優(yōu)質(zhì) 碳素結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)組分與ASTM/ASME技術(shù)規(guī)范中的SA-210C鋼的化學(xué)組分基本相同。 GB5310-2008 規(guī)定 20MnG 鋼按重量計包含 0. 17% 0. 23 % 的 C、0. 17% 0. 37 % 的 Si、 0. 70% 1. 00%的Mn、不大于0. 025%的P、不大于0. 015%的S、不大于0. 20%的Cu、不大 于0. 25%的Cr、不大于0. 25%的Ni、不大于0. 15%的Mo和不大于0. 08%的V。近期的研究表明，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又是重要的細晶元素，可提高鋼的強韌性；另外Al還可 用來固氮(N)。體現(xiàn)上述作用的Al的加入量一般在0.020%以上。在現(xiàn)有的鍋爐鋼冶煉技術(shù)中，在鋼中缺少足夠Al的情況下，可采用LF爐精煉或者 LF爐精煉+真空處理的方法來避免高氧鋼，可采用控制軋制溫度的方法細化鋼的晶粒。然 而，現(xiàn)有技術(shù)始終未考慮因缺少足夠的Al，鋼中會出現(xiàn)部分游離N的危害性。即使采用轉(zhuǎn)爐流程冶煉鋼，鋼中也殘留有0. 004% 0. 006%的氮(電爐流程更 高)。該部分氮是用Al給予固定的，否則氮會以自由態(tài)的形式存在于鋼中，增大鋼材時效 性，降低耐沖擊性能，嚴重的還會造成鋼材過早失效。綜上所述，在現(xiàn)有20MnG鋼的生產(chǎn)技術(shù)中，應(yīng)采取低Alt (全鋁)路線；然而，過低 的Alt會造成鋼中存在一定量的自由氮，增大鋼材時效性，降低耐沖擊性能，嚴重的還會造 成鋼材過早失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種含釩鈦的碳素鋼及其制造方法，從而克服了上述技術(shù)問題中的 一個或多個技術(shù)問題。根據(jù)本發(fā)明的含釩鈦的碳素鋼按重量計包含0. 17% 0.23%的(、0. 17% 0. 37% 的 Si、0. 70% 1. 00% 的 Μη、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的 Als 和 0. 02% 0. 04%的V，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中Als表示酸溶鋁。碳素鋼中不可避免的雜質(zhì)可包括不大于0.025%的P、不大于0.015%的S、不大于 0. 009%的N、不大于0. 20%的Cu、不大于0. 25%的Cr、不大于0. 25%的Ni和不大于0. 15% 的Mo。根據(jù)本發(fā)明一方面的含釩鈦的碳素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. 05% 0. 10%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 020%時，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. 70% 1.00%,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. 015 % 0. 025%，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)調(diào) 整鋼水的Ti含量為0. 005% 0. 010%八含量為0. 02% 0. 04%； (g)調(diào)整鋼水的C含量為 0. 17% 0. 23%，從而得到含釩鈦的碳素鋼，該碳素鋼包含0. 17% 0. 23%的C、0. 17% 0. 37% 的 Si、0. 70% 1. 00% 的 Μη、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的 Als 和 0. 02% 0. 04%的V，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，碳素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)中可采用硅鐵來控制鋼水的Si含量，可采用金屬錳、鋁錳鐵和低碳錳 鐵中的至少一種來控制鋼水的Mn含量。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)。在鋼包精煉爐中可對鋼水加熱5分鐘至10分鐘之后調(diào)整鋼水的Ti含量和V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，調(diào)整鋼水的V含量的步驟可包括將 釩鐵合金加入鋼水。將鈦鐵合金和釩鐵合金加入鋼水之后可對鋼水加熱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。該制造方法還可包括在步驟(g)之后對鋼水進行連鑄，連鑄操作所使用的中間包 中的鋼水的溫度可為1530°C 1555°C。根據(jù)本發(fā)明另一方面的含釩鈦的碳素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. 05% 0. 10%，P含量不大于0.015%，S含量不大于0. 020% 時，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. 70% 1.00%，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 0.015% 0. 025%, 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，并調(diào)整鋼水的C含量為0.17% 0. 23% ； (f)對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理，并調(diào) 整鋼水的Ti含量為0. 005% 0. 010%, V含量為0. 02% 0. 04%，從而得到含釩鈦的碳 素鋼，該碳素鋼包含 0. 17% 0. 23% 的 C、0. 17% 0. 37%&Si、0. 70% 1.00% 的 Mn、 0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的 Als 和 0. 02% 0. 04% 的 V，余量為 Fe 和 不可避免的雜質(zhì)，碳素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)中可采用硅鐵來控制鋼水的Si含量，可采用金屬錳、鋁錳鐵和低碳錳鐵中的至少一種來控制鋼水的Mn含量。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)可為鐵水加入量(噸)X95% X (1. 8 2. 2) X (0. 7 1. 0)。在鋼包精煉爐中可對鋼水加熱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。對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理的步驟可包括在RH真空裝置中對鋼水進行真空脫 氣處理，在壓強不大于300Pa的條件下真空處理的時間可不少于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，調(diào)整鋼水的V含量的步驟 可包括將釩鐵合金加入鋼水。該制造方法還可包括在步驟(f)之后對鋼水進行連鑄，連鑄操作所使用的中間包 中的鋼水的溫度為1530°C 1555°C。根據(jù)本發(fā)明的含釩鈦的碳素鋼及其制造方法，鋼中的N被充分地固定，即能夠有 效地避免自由氮的存在，從而減小了用作鍋爐鋼時的時效性并防止了耐沖擊性能的降低。 此外，本發(fā)明的含釩鈦的碳素鋼具有很低的Als或Alt，不會對后部的冷加工產(chǎn)生不利影 響。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的含釩鈦的碳素鋼按重量百分比包含0. 17% 0. 23%的C、0. 17% 0. 37% 的 Si、0. 70% 1. 00% 的 Μη、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的 Als (酸 溶鋁)和0.02% 0.04%的V，余量為Fe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)明的含釩鈦的碳素鋼中不可避免的雜質(zhì)可包括不大于0. 025%的P、不 大于0. 015%的S、不大于0. 009%的N、不大于0. 20%的Cu、不大于0. 25%的Cr、不大于 0. 25%的Ni和不大于0. 15%的Mo。鋼中的N是難以去除的氣體元素。通常，采用轉(zhuǎn)爐流程冶煉的鋼中殘留有 0. 004% 0. 006%的氮。如果LF爐(鋼包精煉爐)精煉時電弧長時間裸露加熱(埋弧不 良)，或者澆鑄過程中的氬氣保護不良等，則鋼中氮含量可能達到0. 007%;如果再使用含氮 高的原料，例如使用高含氮的浙青焦增碳，使用生產(chǎn)電解鋁的副產(chǎn)品鋁灰進行造渣等，則還 會使鋼水氮含量達到0. 009%。根據(jù)本發(fā)明，充分考慮了轉(zhuǎn)爐流程冶煉鋼可能出現(xiàn)的各種增 氮因素，限定含釩鈦的碳素鋼的最大氮含量為0. 009%。Ti通過與N形成牢固的氮化鈦(TiN)質(zhì)點來固定鋼中的N，細小的TiN質(zhì)點還可 細化鋼的晶粒。如果Ti含量小于0.005%，則鋼中間隙氮原子固定得不夠充分，并且因為 Ti含量太少而使用含量過高的Als和/或V來固定N(如后文所述)，在這種情況下會增加 鋼的后部冷加工的難度和/或降低鋼的韌性。如果Ti含量大于0. 010%，則會產(chǎn)生大尺寸 的TiN方形夾雜物，容易劃傷鋼基形成內(nèi)部裂紋源，從而降低鋼的疲勞性能。因此，本發(fā)明 的含釩鈦的碳素鋼包括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鋁。此外，雖然Al和N的親合力弱于Ti 和N的親合力，但鋁也能通過與N形成AlN質(zhì)點來固定鋼中的N，細小的AlN質(zhì)點還可細化 鋼的晶粒。如果Als含量小于0. 005%,則固N效果不明顯，并且因為Als含量太小而使用 含量過高的Ti和/或V來固定N，易于產(chǎn)生大尺寸的TiN方形夾雜物和/或降低鋼的韌性。 如果Als含量大于0. 010%，則會增加鋼的后部冷加工的難度。因此，本發(fā)明的含釩鈦的碳 素鋼包括0. 005% 0. 010%的Als。V和N的親合力弱于Al和N的親合力，但V同樣可以與N形成氮化釩(VN)質(zhì)點來 固定鋼中的N。如果V含量小于0. 02%，則固定N的效果不明顯，并且因為V含量太小而使 用含量過高的Ti和/或Al來固定N，易于產(chǎn)生大尺寸的TiN方形夾雜物和/或增加鋼的后 部冷加工的難度。如果V含量大于0.04%，則會降低鋼的韌性。因此，本發(fā)明的含釩鈦的碳 素鋼包括0. 02% 0. 04%的V。本發(fā)明的含釩鈦的碳素鋼中0. 005% 0. 010%的Ti、0. 005% 0. 010%的Als 和0. 02% 0. 04%的V可以充分地固定鋼中不超過0. 009%的N，從而最大限度地減小鋼 的時效性。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法包括初煉鋼水和LF爐精煉 鋼水。在下文中，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法。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. 05% 0. 10%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 020%時，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. 70% 1.00%。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FeAlMru鋁鐵FeAl等中的至少一種。 合金化材料可包括硅鐵(FeSi)、鋁錳鐵、金屬錳和低碳錳鐵中的至少一種。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0.015% 0.025%。這 里，控制Als含量為0.015% 0. 025%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. 015% 0. 025%，則能夠確保連鑄冷卻后的鑄坯的Als含量在0. 005% 0. 010%的范圍 內(nèi)。之后，采用LF爐在吹氬的條件下進行鋼水精煉。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，因為CaC2 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。因為鋼渣的氧含量小于鋼水的氧含量，所以鋼 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)選地單獨使用CaC2 作為脫氧劑。在單獨使用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爐中對鋼水電加熱5分鐘至10分鐘之后，調(diào)整鋼水的Ti含量和V含量，使得 鋼水中的Ti含量為0. 005% 0. 010%，V含量為0. 02% 0. 04%。例如，將鈦鐵(FeTi) 合金加入鋼水來調(diào)整Ti含量，將釩鐵(FeV)合金加入鋼水來調(diào)整V含量。如果對鋼水加熱 不足5分鐘就調(diào)整Ti含量和V含量，則鋼水上面的鋼渣不會全部成熔融狀態(tài)，不利于鈦鐵 合金和釩鐵合金穿過渣層進入鋼水，即不能保證Ti、V的回收率。如果對鋼水加熱長于10 分鐘的時間之后調(diào)整Ti含量和V含量，則LF爐作業(yè)時間過長，不能保證鋼的生產(chǎn)節(jié)奏，可 能造成連鑄機斷澆，增加鋼的生產(chǎn)成本，降低設(shè)備的作業(yè)效率。然后，對鋼水再加熱5分鐘至10分鐘，停止加熱，將碳喂入鋼水，調(diào)整鋼水的C含 量為0. 17 % 0. 23 %。在一個實施例中，采用喂線機喂入碳包芯線來調(diào)整鋼水的C含量。 如果在LF爐中對鋼水再加熱不少于5分鐘的時間之后調(diào)整C含量，則可保證加入的鈦鐵合 金和釩鐵合金熔化，且使Ti、V元素均勻分布在鋼水中。如果在LF爐中對鋼水再加熱超過 10分鐘的時間之后調(diào)整C含量，則LF爐作業(yè)時間過長，不能保證鋼的生產(chǎn)節(jié)奏，可能造成連 鑄機斷澆，增加鋼的生產(chǎn)成本，降低設(shè)備的作業(yè)效率。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)明的含釩鈦的碳素鋼的 液相線溫度為1504°C 1514°C。在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法 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，不可避免地會帶入一定量的轉(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液中，而使P元素略有增加。然 而，因為在轉(zhuǎn)爐冶煉鋼水時將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。這是因為脫氧劑中的CaC2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)明的碳素鋼中可能包含的雜質(zhì)元素(或稱為殘余元素)Cu、Cr、Ni、Mo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)明的碳素鋼中這些元素的含量。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的碳素鋼的制造方法，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0.009%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. 009%以下在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中始終用Ar氣進行底吹；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氣。通過本發(fā)明第一實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法，得到本發(fā)明的含釩鈦的碳 素鋼，其按重量計包含0. 17% 0. 23%的C、0. 17% 0. 37%&Si、0. 70% 1. 00%的Mn、 0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的 Als(酸溶鋁)和 0. 02% 0. 04% 的 V，余 量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。該碳素鋼的不可避免的雜質(zhì)可包含不大于0.015%的S、不 大于0. 009%的N、不大于0. 20%的Cu、不大于0. 25%的Cr、不大于0. 25%的Ni和不大于 0. 15%的 Mo。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的碳素鋼的制造方法，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上浮時間長，易于生產(chǎn) Al2O3含量少的高質(zhì)量鋼材。根據(jù)本發(fā)明第二實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法與根據(jù)本發(fā)明第一實施例 的含釩鈦的碳素鋼的制造方法的區(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)明的碳素鋼的液相線溫度為1504°C至1514°C，連續(xù)鑄造中間包的溫度控制在1530°C 1555°C。該溫度范圍可通過前面LF爐的電加熱來實現(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1530°C 1555°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)明第三實施例的碳素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，將詳細描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的碳素鋼的制造 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. 05% 0. 10%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 020%時，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. 70% 1.00%。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FeAlMru鋁鐵FeAl等中的至少一種。 合金化材料可包括硅鐵(FeSi)、鋁錳鐵、金屬錳和低碳錳鐵中的至少一種。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0.015% 0.025%。這 里，控制Als含量為0. 015% 0. 025%是考慮到后部精煉工序、RH真空脫氣及可選的連續(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. 015 % 0. 025 %，則能夠確保連鑄冷卻后的鑄坯的Als含量在0. 005 % 0.010%的范圍內(nèi)。之后，采用LF爐在吹氬的條件下進行鋼水精煉。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，因為CaC2 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。因為鋼渣的氧含量小于鋼水的氧含量，所以鋼 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)選地單獨使用CaC2 作為脫氧劑。在單獨使用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爐中對鋼水加熱5分鐘至10分鐘，停止加熱后，將碳喂入鋼水，調(diào)整鋼水的 C含量為0. 17% 0.23%。在一個實施例中，采用喂線機喂入碳包芯線來調(diào)整鋼水的C含 量。如果在LF爐中對鋼水再加熱不少于5分鐘的時間之后調(diào)整C含量，則可保證脫氧劑 0^2或0^2與鋁(例如Al丸)的組合的熔化，只有脫氧劑熔化后才能脫去渣中的氧，進一 步使鋼液進行擴散脫氧。如果在LF爐中對鋼水再加熱超過10分鐘的時間之后調(diào)整C含量， 則LF爐作業(yè)時間過長，不能保證鋼的生產(chǎn)節(jié)奏，可能造成連鑄機斷饒，增加鋼的生產(chǎn)成本， 降低設(shè)備的作業(yè)效率。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)明的含釩鈦的碳素鋼的 液相線溫度為1504°C 1514°C。在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法 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，對鋼水進行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真空裝置中對鋼水進行真空處理，真空處理的總時 間以壓強不大于300Pa的處理時間在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含量和V含量，使得鋼水中的Ti含 量為0.005% 0.010%，V含量為0.02% 0.04%。例如，將鈦鐵(FeTi)合金加入鋼水 來調(diào)整Ti含量，將釩鐵(FeV)合金加入鋼水來調(diào)整V含量。本發(fā)明的碳素鋼中可能包含的雜質(zhì)元素(或稱為殘余元素)Cu、Cr、Ni、Mo不能通 過上述的初煉鋼水、LF爐精煉鋼水和RH真空脫氣處理從鋼水中去除。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)明的碳素鋼中這些元素的含量。根據(jù)本發(fā)明第三實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法，通過在轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉鋼水， 再經(jīng)過LF爐精煉和RH真空脫氣處理，可將鋼中N含量控制在0. 009%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. 009%以下在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中始終 用Ar氣進行底吹；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氣。通過本發(fā)明第三實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法，得到本發(fā)明的含釩鈦的碳 素鋼，其按重量計包含0. 17% 0. 23%的C、0. 17% 0. 37%&Si、0. 70% 1. 00%的Mn、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的 Als(酸溶鋁)和 0. 02% 0. 04% 的V，余 量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)。該碳素鋼的不可避免的雜質(zhì)可包含不大于0.015%的S、不 大于0. 009%的N、不大于0. 20%的Cu、不大于0. 25%的Cr、不大于0. 25%的Ni和不大于 0. 15%的 Mo。根據(jù)本發(fā)明第三實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法，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真空脫氣處理中可以不加入鋁，因此脫氧產(chǎn)物 Al2O3上浮時間長，易于生產(chǎn)Al2O3含量少的高質(zhì)量鋼材。根據(jù)本發(fā)明第四實施例的含釩鈦的碳素鋼的制造方法與根據(jù)本發(fā)明第三實施例 的含釩鈦的碳素鋼的制造方法的區(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)明的含釩鈦的碳素鋼的液相線溫度為1504°C 1514°C，連續(xù)鑄造中間包的溫度控制 在1530°C 1555°C。該溫度范圍可通過前面LF爐的電加熱來實現(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 350C )。將中間包鋼水的溫度控制在1530°C 1555°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)合示例進一步說明本發(fā)明的含釩鈦的碳素鋼及其制造方法。示例 1 在公稱容量為120噸(實際出鋼量為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. 05 %，P含量為 0. 011%, S含量為0.010%，Si含量為0.02%，Mn含量為0.03%時，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FeAl (鋁含量 ^J 40%,其余為Fe) 350kg,以及FeSi (Si含量為73%，其余為Fe) 500kg和金屬Mn(Mn含量 為98%，其余為Fe) 1000kg。加完后，用定氧儀測得鋼水實際氧含量為0. 0015%,鋼水中Si 和Mn含量分別增加到0. 24%和0. 71 %。然后，用喂線機將Φ IOmm的Al線28kg喂入鋼水， 控制鋼水的Als含量為0. 025%。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 后進行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的N含量為0.0075%，C含量為0.08%。然后 繼續(xù)加熱，同時加入FeTi30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006中的鈦鐵牌號)41kg(Ti含量為30%， 其余為Fe，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)和FeV80A(國標(biāo)GB/T4139-2004中的釩鐵牌號)24. 5kg (V含量是 80%，其余為Fe，V回收率約為95% )(原料鐵水為含V鐵水，所以即使不加釩鐵，鋼液中始 終殘留有約0. 006%的V)。然后繼續(xù)加熱6分鐘后停止加熱，用喂線機向鋼水中喂入碳粉 200kg(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%)。用定氧儀測得鋼水實際氧含量為0.0008%。取樣分析，鋼水的Ti含 量、V含量、Als含量和C含量分別為0. 010%,0. 02%,0. 011%和0. 20%。最后，在6機6流方坯連鑄機上將鋼水澆鑄成280mmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時 中間包溫度為1530°C。取中間包鋼樣分析鋼的化學(xué)組分為0. 21%的C、0. 25%的Si、0. 72% 的 Μη、0. 010% 的 Ti、0. 02% 的 V、0. 010% 的 Als、0. 011% 的 Alt、0. 011% 的 P、0. 009% 的 S、0. 05%的Cu、0. 04%的Cr、0. 04%的Ni和0. 03%的Mo，其余為Fe和另外的不可避免的雜質(zhì)。280mm X 380mm連鑄坯鍛造成Φ 30_圓棒，然后再機加工成Φ 5Χ IOmm和 Φ 15 X 60mm 的圓棒。按 GB/T 20124-2006 測定 Φ 5 X IOmm 的圓棒的總 N 含量。Φ 15 X 60mm 的圓棒經(jīng)過恒電流電解一收集殘渣一(磷酸+硫酸)酸溶一蒸餾，最后采用靛酚藍吸收光 度法測定化合N含量?？侼含量為0.0083%，化合N含量為0.0083%，這說明0.010%的 Ti、0. 02%的V、0. 010%的Als能夠充分固定鋼中的N。示例 2 在公稱容量為120噸(實際出鋼量為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. 10%，P含量為 0. 014%, S含量為0.015%，Si含量為0.05%，Mn含量為0. 08%時，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FeAl (鋁含量 ^J 40%,其余為Fe) 350kg,以及FeSi (Si含量為73%，其余為Fe) 320kg和金屬Mn(Mn含量 為98%，其余為Fe) 1 IOOkgo加完后，用定氧儀測得鋼水實際氧含量為0. 0017%,鋼水中Si 和Mn含量分別增加到0. 19%和0. 82%。然后，用喂線機將Φ IOmm的Al線20kg喂入鋼水， 控制鋼水的Als含量為0.015%。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 后進行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的N含量為0.0060%，C含量為0.13%。然后 繼續(xù)加熱，同時加入FeTi30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006中的鈦鐵牌號)40kg(Ti含量為30%， 其余為Fe，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)和FeV80A (國標(biāo)GB/T4139-2004中的釩鐵牌號)42kg (V含量是80 %， 其余為Fe，V回收率約為95%)(原料鐵水為含V鐵水，所以即使不加釩鐵，鋼液中始終殘留 有約0. 006%的V)，然后繼續(xù)加熱7分鐘后停止加熱，用喂線機向鋼水中喂入碳粉80kg (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%)。用定氧儀測得鋼水實際氧含量為0.0005%。取樣分析，鋼水的Ti含量、V含量、 Als 含量和 C 含量分別為 0. 009%,0. 03%,0. 006%和 0. 18%。最后，在6機6流方坯連鑄機上將鋼水澆鑄成280mmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時 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. 22 %的C、0. 19 %的Si、0. 83 % 的 Μη、0. 009% 的 Ti、0. 032% 的 V、0. 005% 的 Als,0. 005% 的 Alt、0. 017% 的 Ρ、0· 010% 的 S、0. 04%的Cu、0. 05%的Cr、0. 03 %的Ni和0. 03%的Mo，其余為Fe和另外的不可避免的雜質(zhì)。280mm X 380mm連鑄坯鍛造成Φ 30_圓棒，然后再機加工成Φ 5Χ IOmm和 Φ 15 X 60mm 的圓棒。按 GB/T 20124-2006 測定 Φ 5 X IOmm 的圓棒的總 N 含量。Φ 15 X 60mm 的圓棒經(jīng)過恒電流電解一收集殘渣一(磷酸+硫酸)酸溶一蒸餾，最后采用靛酚藍吸收光 度法測定化合N含量?？侼含量為0.0071%，化合N含量為0.0070%，這說明0.009%的 Ti、0. 032%的V、0. 005%的Als能夠充分固定鋼中的N。示例 3 在公稱容量為120噸(實際出鋼量為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. 08 %，P含量為 0. 010%, S含量為0.008%，Si含量為0.02%，Mn含量為0. 05%時，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FeAl (鋁含量 ^J 40%,其余為Fe) 350kg,以及FeSi (Si含量為73%，其余為Fe) 720kg和金屬Mn(Mn含量 為98%，其余為Fe) 1200kg。加完后，用定氧儀測得鋼水實際氧含量為0. 0016%,鋼水中Si 和Mn含量分別增加到0. 35%和0. 90%。然后，用喂線機將Φ IOmm的Al線25kg喂入鋼水， 控制鋼水的Als含量為0.015%。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， 然后進行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的N含量為0.0052%，C含量為0.09% ；然 后繼續(xù)加熱5分鐘，加熱完畢后，用喂線機向鋼水中喂入碳粉220kg (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 儀測得鋼水實際氧含量為0. 0005%。然后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為12分鐘， 極限壓強控制為300Pa。在極限壓強下處理5分鐘后加入FeTi30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006 中的鈦鐵牌號)30kg(Ti含量為30%，其余為Fe，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)和FeV80A(國標(biāo)GB/ T4139-2004中的釩鐵牌號)57kg(V含量是80%，其余為Fe，V回收率約為95% )(原料鐵 水為含V鐵水，所以即使不加釩鐵，鋼液中始終殘留有約0. 006%的V)。真空處理完畢后， 取樣分析，鋼水的Ti含量、V含量、Als含量和C含量分別為0. 008%,0. 040%,0. 007%和 0. 23%。最后，在6機6流方坯連鑄機上將鋼水澆鑄成280mmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時 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. 23%的(、0. 36%的Si、0. 91% 的 Μη、0. 008% 的 Ti、0. 040% 的 V、0. 006% 的 Als,0. 006% 的 Alt、0. 011% 的 Ρ、0· 005% 的 S、0. 05%的Cu、0. 05%的Cr、0. 04%的Ni和0. 03%的Mo，其余為Fe和另外的不可避免的雜質(zhì)。280mm X 380mm連鑄坯鍛造成Φ 30_圓棒，然后再機加工成Φ 5Χ IOmm和 Φ 15 X 60mm 的圓棒。按 GB/T 20124-2006 測定 Φ 5 X IOmm 的圓棒的總 N 含量。Φ 15 X 60mm 的圓棒經(jīng)過恒電流電解一收集殘渣一(磷酸+硫酸)酸溶一蒸餾，最后采用靛酚藍吸收光 度法測定化合N含量?？侼含量為0. 0061%,化合N含量為0. 0061%,這說明0. 008 %的 Ti、0. 040%的V、0. 006%的Als能夠充分固定鋼中的N。示例 4 在公稱容量為120噸(實際出鋼量為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. 06 %，P含量為 0. 008%, S含量為0.010%，Si含量為0.03%，Mn含量為0. 06%時，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FeAl (鋁含量 ^J 40%,其余為Fe) 350kg,以及FeSi (Si含量為73%，其余為Fe) 700kg和金屬Mn(Mn含量 為98%，其余為Fe) 1240kg。加完后，用定氧儀測得鋼水實際氧含量為0. 0019%,鋼水中Si和Mn含量分別增加到0. 36%和0. 97%。然后，用喂線機將Φ IOmm的Al線22kg喂入鋼水， 控制鋼水的Als含量為0. 020%。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， 然后進行加熱。加熱5分鐘后，取樣分析，鋼水的N含量為0.0075%，C含量為0.09% ；然 后繼續(xù)加熱5分鐘，加熱完畢后，用喂線機向鋼水中喂入碳粉170kg(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 儀測得鋼水實際氧含量為0. 0006%。然后，將LF爐處理后的鋼水轉(zhuǎn)移到RH真空裝置。真空裝置純處理時間為12分鐘， 極限壓強控制為300Pa。在極限壓強下處理5分鐘后加入FeTi30-A(國標(biāo)GB/T3282-2006 中的鈦鐵牌號)llkg(Ti含量為30%，其余為Fe，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)和FeV80A(國標(biāo)GB/ T4139-2004中的釩鐵牌號)31kg(V含量是80%，其余為Fe，V回收率約為95% )(原料鐵 水為含V鐵水，所以即使不加釩鐵，鋼液中始終殘留有約0. 006%的V)。真空處理完畢后， 取樣分析，鋼水的Ti含量、V含量、Als含量和C含量分別為0. 005%,0. 023%,0. 008%和 0. 20%。最后，在6機6流方坯連鑄機上將鋼水澆鑄成280mmX 380mm的鑄坯。連續(xù)澆鑄時 中間包溫度為1555°C。取中間包鋼樣分析鋼的化學(xué)組分為0. 20%的(、0. 36%的Si、0. 96% 的 Μη、0. 005% 的 Ti、0. 025% 的 V、0. 007% 的 Als,0. 008% 的 Alt、0. 010% 的 Ρ、0· 009% 的 S、0. 05%的Cu、0. 05%的Cr、0. 04%的Ni和0. 03%的Mo，其余為Fe和另外的不可避免的雜質(zhì)。280mm X 380mm連鑄坯鍛造成Φ 30_圓棒，然后再機加工成Φ 5Χ IOmm和 Φ 15 X 60mm 的圓棒。按 GB/T 20124-2006 測定 Φ 5 X IOmm 的圓棒的總 N 含量。Φ 15 X 60mm 的圓棒經(jīng)過恒電流電解一收集殘渣一(磷酸+硫酸)酸溶一蒸餾，最后采用靛酚藍吸收光 度法測定化合N含量?？侼含量為0.0086%，化合N含量為0.0086%，這說明0.005%的 Ti、0. 025%的V、0. 007%的Als能夠充分固定鋼中的N。
權(quán)利要求
1.一種含釩鈦的碳素鋼的制造方法，包括以下步驟(a)初煉鋼水；(b)在鋼水的C含量為0.05% 0. 10%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 020% 時，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. 70 % 1.00%，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0·015% 0·025%，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)調(diào)整鋼水的Ti含量為0.005% 0.010%，V含量為0.02% 0. 04% ；(g)調(diào)整鋼水的C含量為0.17% 0. 23%，從而得到含釩鈦的碳素鋼，所述含釩鈦的碳素鋼包含0. 17% 0. 23%的C、0. 17% 0. 37 %的Si、0. 70 % 1. 00%的 Μη、0. 005% 0. 010%的 Ti、0. 005% 0. 010%的 Als 和 0. 02% 0. 04%的 V， 余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，含釩鈦的碳素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，所述含釩鈦的碳素鋼中不可避免的雜質(zhì)包 括不大于0. 025%的P、不大于0. 015%的S、不大于0. 009%的N、不大于0. 20%的Cu、不大 于0. 25 %的Cr、不大于0. 25 %的Ni和不大于0. 15 %的Mo。
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)中采用硅鐵來控制鋼水的Si含 量，采用金屬錳、鋁錳鐵和低碳錳鐵中的至少一種來控制鋼水的Mn含量。
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，在鋼包精煉爐中對鋼水加熱5分鐘至10分 鐘之后調(diào)整鋼水的Ti含量和V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， 調(diào)整鋼水的V含量的步驟包括將釩鐵合金加入鋼水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其中，將鈦鐵合金和釩鐵合金加入鋼水之后對鋼 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。
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(g)之后對鋼 水進行連鑄，連鑄操作所使用的中間包中的鋼水的溫度為1530°C 1555°C。
12.—種含釩鈦的碳素鋼的制造方法，包括以下步驟(a)初煉鋼水；(b)在鋼水的C含量為0.05% 0. 10%，P含量不大于0. 015%，S含量不大于0. 020%時，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. 70 % 1.00%，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0·015% 0·025%，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，并調(diào)整鋼水的C含量為0.17% 0. 23% ；(f)對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理，并調(diào)整鋼水的Ti含量為0.005% 0. 010%, V含 量為0. 02% 0. 04%，從而得到含釩鈦的碳素鋼，所述含釩鈦的碳素鋼包含0. 17 % 0. 23 %的C、0. 17 % 0. 37 %的Si、0. 70 % 1.00%的 Μη、0. 005% 0. 010%的 Ti、0. 005% 0. 010%的 Als 和 0. 02% 0. 04%的 V， 余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，含釩鈦的碳素鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中，所述含釩鈦的碳素鋼中不可避免的雜質(zhì) 包括不大于0. 025%的P、不大于0. 015%的S、不大于0. 009%的N、不大于0. 20%的Cu、不 大于0. 25%的Cr、不大于0. 25%的Ni和不大于0. 15%的Mo。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中，在步驟(a)中采用轉(zhuǎn)爐來初煉鋼水。
15.根據(jù)權(quán)利要求12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。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中，在步驟(c)中采用硅鐵來控制鋼水的Si 含量，采用金屬錳、鋁錳鐵和低碳錳鐵中的至少一種來控制鋼水的Mn含量。
17.根據(jù)權(quán)利要求12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。
18.根據(jù)權(quán)利要求12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。
19.根據(jù)權(quán)利要求14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。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中，在鋼包精煉爐中對鋼水加熱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。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中，對鋼水進行循環(huán)真空脫氣處理的步驟包 括在RH真空裝置中對鋼水進行真空脫氣處理，在壓強不大于300Pa的條件下真空處理的時 間不少于10分鐘。
22.根據(jù)權(quán)利要求12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，調(diào)整鋼水的V含量的步驟包括將釩鐵合金加入鋼水。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造方法，其中，所述制造方法還包括在步驟(f)之后對鋼 水進行連鑄，連鑄操作所使用的中間包中的鋼水的溫度為1530°C 1555°C。
24.—種含釩鈦的碳素鋼，所述含釩鈦的碳素鋼按重量計包含0. 17% 0.23%的C、 0. 17% 0. 37% 的 Si、0. 70% 1. 00% 的 Μη、0. 005% 0. 010% 的 Ti、0. 005% 0. 010% 的Als和0. 02% 0. 04%的V，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中Als表示酸溶鋁。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的含釩鈦的碳素鋼，其中，所述含釩鈦的碳素鋼中不可避免 的雜質(zhì)包括不大于0. 025%的P、不大于0. 015%的S、不大于0. 009%的N、不大于0. 20%的 Cu、不大于0. 25%的Cr、不大于0. 25%的Ni和不大于0. 15%的Mo。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含釩鈦的碳素鋼及其制造方法，該制造方法包括初煉鋼水；在鋼水的C含量為0.05％～0.10％，P含量不大于0.015％，S含量不大于0.020％時，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0.70％～1.00％，并調(diào)整鋼水的氧含量在0.0020％以下；控制鋼水的Als含量為0.015％～0.025％，Als表示酸溶鋁；在鋼包精煉爐中調(diào)整鋼水的氧含量在0.0010％以下；調(diào)整鋼水的Ti含量為0.005％～0.010％，V含量為0.02％～0.04％；調(diào)整鋼水的C含量為0.17％～0.23％，從而得到碳素鋼，該碳素鋼包含0.17％～0.23％的C、0.17％～0.37％的Si、0.70％～1.00％的Mn、0.005％～0.010％的Ti、0.005％～0.010％的Als和0.02％～0.04％的V，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，碳素鋼中各元素的含量均為重量百分比含量。
文檔編號C22C38/14GK102002634SQ20101051986
公開日2011年4月6日 申請日期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, 楊文中, 楊洪波, 柯曉濤, 鄧通武, 雷秀華 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司