一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法
阅读说明：本技术 一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法 (Production method of extremely-low-cost titanium-containing thin-specification outlet alloy steel ) 是由 翟冬雨 吴俊平 方磊 姜金星 杜海军 员强鹏 殷杰 刘帅 刘梦冉 刘仁杰 张俊 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法,涉及钢铁冶炼技术领域,其化学成分及质量百分比如下：C：0.09%～0.20%,Si＜0.55%,Mn＜1.60%,P≤0.025%,S≤0.010%,V＜0.20%,Ti：0.050%～0.20%,Cr＜0.30%,Ni＜0.30%,Cu＜0.40%,N＜0.0120%,Al：0.015%～0.050%,余量为Fe和不可避免的杂质。采用转炉冶炼、LF脱硫合金化、RH真空处理,经连铸浇铸,通过高温奥氏体化技术,充分发挥合金强化作用,采用轧制冷却技术,满足产品的强度与韧性匹配,满足客户产品的性能要求。(The invention discloses a production method of extremely low-cost titanium-containing thin-specification outlet alloy steel, which relates to the technical field of steel smelting, and comprises the following chemical components in percentage by mass: c: 0.09-0.20 percent, less than 0.55 percent of Si, less than 1.60 percent of Mn, less than or equal to 0.025 percent of P, less than or equal to 0.010 percent of S, less than 0.20 percent of V, Ti: 0.050% -0.20%, Cr < 0.30%, Ni < 0.30%, Cu < 0.40%, N < 0.0120%, Al: 0.015 to 0.050 percent, and the balance of Fe and inevitable impurities. Converter smelting, LF desulfurization alloying, RH vacuum treatment, continuous casting and casting, high-temperature austenitizing technology, rolling and cooling technology, and the method meets the requirements of strength and toughness of products and the performance requirements of client products.)
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法。
背景技术
随着我国经济发展，钢材用量日益增加，钢厂规模也日益壮大。目前，我国粗钢产量达到10亿吨以上，约占世界钢产量的60％，钢铁业的发展也促进了我国钢厂之间竞争激烈，同时钢材质量也得到稳定提升。国家为了提高我国钢铁企业在世界范围内的竞争力，对高档次钢材尤其是特殊品种类别的合金钢实施退税政策，按吨钢价格的5％～13％进行退税。因此，各个企业对退税品种进行了深入研究，降低成本提高质量，力争开拓国际市场。
处于长江经济带区域的钢厂，地理优势明显，但缺乏矿山，原料靠进口，出口运输成本给企业对外竞争带来巨大压力，在国家优惠政策的指引下，发展低成本高质量的品种合金钢出口，对企业站稳世界供应链中重要环节至关重要。钛元素在合金中属于价格最便宜的元素，采用高钛元素设计出口产品成本最低，对钛退税的超低成本制造进行不断研发，生产高质量含钛薄规格的合金钢，能够为企业在国际钢铁行业的进一步发展提供强有力的保障。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09％～0.20％，Si＜0.55％，Mn＜1.60％，P≤0.025％，S≤0.010％，V＜0.20％，Ti：0.050％～0.20％，Cr＜0.30％，Ni＜0.30％，Cu＜0.40％，N＜0.0120％，Al：0.015％～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1200±20℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～850℃，返红温度650～700℃。
技术效果：本发明采用转炉冶炼、LF脱硫合金化、RH真空处理，经连铸浇铸得到低倍组织满足曼标2级或更好的铝镇静钢，通过高温奥氏体化技术，充分发挥合金强化作用，采用轧制冷却技术，得到以铁素体、珠光体为主的组织类型，满足产品的强度与韧性匹配，满足客户产品的性能要求。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.060％～0.15％，P≤0.025％，副枪定氧目标300～600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧小于15ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.3mbar，真空处理时间≥12min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1200±20℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～850℃，返红温度650～700℃，辊速控制在1.0～1.6m/s，加速度控制在0.008～0.016m/s2。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，产品厚度规格为6～20mm。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，用于生产S235JR-Ti、S275JR-Ti、S355JR-Ti级等合金钢板。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，生产S235JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.150％～0.20％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.025％，S≤0.010％，V＜0.20％，Ti：0.050％～0.10％，Cr≤0.20％，Ni＜0.30％，Cu＜0.40％，N＜0.0120％，Al：0.015％～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1680℃，出钢C：0.090％～0.15％，P≤0.024％，副枪定氧目标300～500ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧12ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥15min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1210±10℃，均热时间≥45min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧830～850℃，返红温度670～700℃，辊速控制在1.2～1.6m/s，加速度控制在0.012～0.016m/s2。
前所述的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，生产S275JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.09％～0.15％，Si：0.15％～0.35％，Mn：0.40～0.60％，P≤0.025％，S≤0.010％，V＜0.20％，Ti：0.10％～0.20％，Cr＜0.30％，Ni＜0.30％，Cu＜0.40％，N＜0.0120％，Al：0.015％～0.050％，余量为Fe和不可避免的杂质；
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S≤0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1640～1660℃，出钢C：0.060％～0.12％，P≤0.023％，副枪定氧目标400～600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧10ppm后脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度≤0.1mbar，真空处理时间≥13min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间≥15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1190±10℃，均热时间≥40min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧800～830℃，返红温度650～680℃，辊速控制在1.0～1.3m/s，加速度控制在0.008～0.013m/s2。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中C可以有效提高钢的强度，并且碳元素成本最低，可以有效降低产品成本；Mn可以起到固溶强化作用，同时能形成硫化物，减轻硫的危害，Mn会在奥氏体中聚集，提高奥氏体的稳定性；Ti可以提高产品的强度，但Ti元素活泼，容易产生单颗粒大型夹杂物，并且夹杂物极难去除，影响产品的力学性能，需要合适的范围设计；
(2)本发明中成分设计满足钛退税的国家合金退税要求，采用低碳锰设计理念，有效降低了合金成本设计，降低了产品的制造成本，并保证了产品的质量要求；
(3)本发明根据元素特点，产品设计降低了硫含量要求，主要目的降低LF处理过程中氧含量，定氧后进行钛元素的合金化，有效降低了氧化钛、氮化钛夹杂物的形成，解决了令人困扰的含钛合金钢冲击韧性不稳定的技术难题，降低合金成本的同时，稳定了产品性能稳定；
(4)本发明中对连铸浇铸过程的全保护浇铸，减少了钢水的二次污染，避免了浇铸过程中因二次氧化造成大型夹杂物形成，钢水纯净度的提高，满足了产品性能的稳定性；
(5)本发明中通过奥氏体化工艺及轧制冷却技术，得到了以铁素体、珠光体为主的组织类型，稳定了产品力学性能，产品市场通用性强。
附图说明
图1为实施例1产品的厚度方向心金相组织图；
图2为实施例2产品的厚度方向心金相组织图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，生产S235JR-Ti合金钢，产品规格12mm*4130mm*12200mm，其化学成分及质量百分比如下：C：0.17％，Si：0.29％，Mn：0.41％，P：0.015％，S：0.009％，V：0.001％，Ti：0.09％，Cr：0.040％，Ni：0.050％，Cu：0.020％，N：0.0038％，Al：0.029％，余量为Fe和不可避免的杂质。
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S：0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1655℃，出钢C：0.090％，P：0.013％，副枪定氧目标500ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧12ppm，脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度0.1mbar，真空处理时间15min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间12min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1210℃，均热时间42min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧830℃，返红温度680℃，辊速控制在1.5m/s，加速度控制在0.012m/s2。
实施例2
本实施例提供的一种极低成本含钛薄规格出口合金钢生产方法，产品规格18mm*3106mm*12000mm，
生产S275JR-Ti合金钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.13％，Si：0.22％，Mn：0.56％，P：0.011％，S：0.007％，V：0.002％，Ti：0.18％，Cr：0.02％，Ni：0.030％，Cu：0.030％，N：0.0033％，Al：0.039％，余量为Fe和不可避免的杂质。
具体包括以下步骤：
S1、铁水倒灌后进行铁水预处理脱硫操作，脱硫后确保扒渣干净，入炉铁水S：0.010％；
S2、采用顶底复吹技术进行转炉冶炼，出钢温度1643℃，出钢C：0.060％，P：0.015％，副枪定氧目标600ppm；
S3、LF炉进行测温、取样后，采用复合脱氧方式进行脱氧，定氧10ppm，脱硫及合金化操作，合金化后期加入钛铁，确保成分满足产品设计要求；
S4、RH炉进行真空处理操作，真空度0.1mbar，真空处理时间13min，真空处理结束后采用无缝钙线进行钙处理，钙处理后静搅时间15min；
S5、真空处理后的钢水进行连铸全保护浇铸，保证钢水无二次氧化，采用动态轻压下及电磁搅拌技术，确保低倍组织采用曼标评级2级或更好；
S6、奥体化温度1216℃，均热时间43min；
S7、采用正常轧制工艺轧制，确保目标终轧826℃，返红温度630℃，辊速控制在1.2m/s，加速度控制在0.010m/s2。
将实施例1、实施例2获得的产品进行力学性能测试，结果如下表：
同时，由图1、2可知，实施例1、实施例2产品得到以铁素体、珠光体为主的组织类型，产品经性能检验，强度与韧性匹配良好。本发明采用高钛的合金设计思路，采用纯净钢冶炼工艺、轧制冷却技术，满足了客户性能要求，降低了生产成本。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。