鋁硼鐵複合中間合金及其使用方法
2023-06-03 09:17:36
專利名稱：：鋁硼鐵複合中間合金及其使用方法
技術領域：
：本發明涉及鐵基合金
技術領域：
，特別是提供了一種鋁硼鐵複合中間合金及其使用方法。主要適用於冶煉硼鋼或硼微合金化鋼，特別是薄板坯連鑄連軋生產線生產熱軋低碳鋁鎮靜硼微合金化鋼。技術背景硼在化學元素周期表中位於第二周期，是第IIIA族的第一個元素，其熔點在2000。C2600。C，在煉鋼溫度下仍保持較高的化學活性，與氧、氮有很強的親和力，並能與硫、碳化合，但不如鋁、鈦、鋯。硼作用於煉鋼過程可有效地脫氧、脫氮，在本質上改變鋼中氮造成的時效傾向。微量的硼可有效提高鋼的淬透性，提高零部件熱處理後的截面性能的均勻性。硼還可以改善結構鋼的斷裂韌性並能改變晶界組織與狀態，使蠕變性能提高。我國硼鐵合金部頒標準及企業標準成分如表l、表2所示表1YB65—60中硼鐵合金化學成分tableseeoriginaldocumentpage3表2部分企業現行標準中硼鐵合金化學成分tableseeoriginaldocumentpage3tableseeoriginaldocumentpage4目前，鋼中;b口硼微合金化的目的々P見在如下幾方面1)提高結構鋼淬透性及與此有關的性能；2)保證鋼淬透性的前提下，節約貴重金屬和稀缺合金元素(如Cr、Ni、Mo等)。3)在某些特殊合金生產中，提高熱強度和中子的吸收能力等。但是，在如下方面研究較為不足。首先，以常規硼鐵合金為原料進行微合金化，硼元素燒損嚴重，收得率較低，增加生產成本，而且鋼水中硼元素含量不易穩定控制，主要表現在冶金容器中的嚴重不均勻和爐次之間成分波動大，作為微合金元素B控制不穩時，將嚴重影響產品質量與性能；其次是硼元素的作用及作用機理研究不夠深入。從而導致我國含硼鋼的發展緩慢，硼元素的應用領域與國際先進水平存在較大差距，因此，開發一種含硼中間合金，使得冶煉工藝簡化，提高硼元素收得率對硼微合金化鋼的開發以及硼資源的利用具有重大的理論和實踐意義。
發明內容本發明的目的在於提供一種鋁硼鐵複合中間合金及其使用方法，解決硼微合金化過程硼元素的收得率、均勻性及穩定性問題，避免微合金化過程硼的燒損和保證其有益作用。同時解決硼微合金化過程操作簡單化問題。本發明的另一目的是拓寬硼元素的應用範圍，利用硼元素在奧氏體晶界偏聚及其對抑制鐵素體形核、促進晶粒長大的影響，解決薄板坯連鑄連軋生產線生產低碳鋁鎮靜硼微合金化鋼熱軋帶屈服強度偏高的問題。本發明為實現上述目的提供的鋁硼鐵複合中間合金(％Wt)為Al:1030,Mn《2.0，B:210，P:《0,1,S:《0.1，C:《1.0,餘量為Fe。冶煉過程加入方法為轉爐爐後(轉爐出鋼位置)對鋼水進行弱脫氧，精煉工位完成脫氧、脫硫後，根據鋼水成品要求將鋁含量控制到0.010.030%重量範圍，此時鋁硼鐵複合中間合金(2080mm塊料)可以從高位料倉或者爐門口加入，弱攪520分鐘，溫度為15501650'C時，鋼包出精煉站。用於微量硼合金化結構鋼(如硼鋼、低碳貝氏體鋼等)精煉過程的微合金化，提高低合金鋼的淬透性。加入方法為精煉工位完成脫氧、脫硫後，根據鋼水成品要求將鋁含量控制到0.010.030°/。重量範圍，此時鋁硼鐵複合中間合金(2080mm塊料)可以從高位料倉或者爐門口加入，弱攪520分鐘，溫度為1550165(TC時，鋼包出精煉站。用於低碳鋁鎮靜鋼精煉過程的硼微合金化，降低熱軋低碳鋁鎮靜鋼板帶的屈服強度，提高其深衝性能，如薄板坯連鑄連軋生產線生產的冷軋基料或者以熱板代替冷板產品，起到粗化鋼板晶粒度，降低熱軋帶巻的屈服強度的作用。加入方法為精煉工位完成脫氧、脫硫後，根據鋼水成品要求將鋁含量(以重量計)控制到0.010.030%重量範圍，此時鋁硼鐵複合中間合金(2080mm塊料)可以從高位料倉或者爐門口加入，弱攪520分鐘，溫度為15501650'C時，鋼包出精煉站。用於調質鋼(如中碳齒輪鋼40MnB等)和非調質鋼(如含硼高強冷鐓鋼等)的合金化，滿足其成份與性能要求。使用方法為精煉工位完成脫氧、脫硫，鋼水成份調節完成後，加入鋁硼鐵複合中間合金(2080mm塊料)，弱攪520分鐘，溫度為1520160(TC時，鋼包出精煉站。本發明的特點在於1)合金中同時含有鋁、硼元素，合金化過程操作方便，解決了傳統工藝硼合金化時先加鋁鈦等元素脫氧固氮過程工序；同時減少了以硼鐵為合金微合金化過程硼元素的燒損，提高了硼元素的收得率，達到70%以上。與傳統加入方法(收得率2040%)相比，硼的收得率高且穩定，同一澆次不同爐之間成分波動才土10ppm。2)考慮了化學成分基礎上，鋁硼鐵複合中間合金還考慮了比重、熔點及易碎性等3)合金中硼元素含量控制在2%10%，提高了硼在相應體積中的均勻性，可用於薄板坯連鑄連軋生產線生產低碳鋁鎮靜硼微合金化鋼熱軋帶的性能改善，典型性能參數屈服強度可達235Mpa左右(空冷48小時)。具體實施方式以下結合實施例對本發明作詳細描述。在國內某廠120t轉爐一LF—薄板坯連鑄連軋生產線應用鋁錳硼鐵複合中間合金。合金成分如表3所示，轉爐出鋼時加入1.5kg/t-鋼鋁預脫氧，LF精煉餵鋁線深脫氧、脫硫，此時頂渣變白，鋼中Al含量為0.015%，爐門口加入1.0kg/t-鋼鋁硼鐵複合中間合金，弱攪拌10分鐘後出站。成分如表4所示，典型鋼種與比較鋼種產品熱軋板性能對比如表5所示。表3:典型鋁硼鐵複合中間合金化學成分tableseeoriginaldocumentpage5表4:鋼成分(％wt)ctableseeoriginaldocumentpage5注Rp—屈服強度，Rm—抗拉強度，A—延長率，n—拉伸應變硬化指數，r一塑性應變比由表4可見，採用鋁硼鐵複合中間合金進行硼微合金化，在弱脫氧轉爐鋼水條件下，在精煉後期加入，硼元素的平均收得率達到80%。由表5可見，對於用薄板坯連鑄連軋生產線生產低碳鋁鎮靜鋼時鋼水中加入硼，顯著降低熱軋板巻的屈服強度，改善板帶性能。權利要求1、一種用於煉鋼生產的鋁硼鐵複合中間合金，其特徵在於，化學成分的重量百分數為Al10～30％，Mn≤2.0％，B2～10％，P≤0.1，S≤0.1％，C≤1.0％，餘量為Fe，其使用工藝為精煉後期加入鋼液。2、一種權利要求l所述鋁硼鐵複合中間合金的使用方法，其特徵在於，冶煉過程加入方法為轉爐爐後對鋼水進行弱脫氧，精煉工位完成脫氧、脫硫後，根據鋼水成品要求將鋁含量控制到0.010.030%重量範圍，此時鋁硼鐵複合中間合金以塊料加入，塊料的尺寸範圍為2080mm，從高位料倉或者爐門口加入，攪520分鐘，溫度為1550165(TC時，鋼包出精煉站。3、按照權利要求2所述的方法，其特徵在於，用於微量硼合金化結構鋼精煉過程的微合金化，提高低合金鋼的淬透性；加入方法為精煉工位完成脫氧、脫硫後；所述的微量硼合金化結構鋼包括硼鋼、低碳貝氏體鋼。4、按照權利要求2所述的方法，其特徵在於，用於低碳鋁鎮靜鋼精煉過程的硼微合金化，降低熱軋低碳鋁鎮靜鋼板帶的屈服強度，提高其深衝性能；薄板坯連鑄連軋生產線生產的冷軋基料或者以熱板代替冷板產品，起到粗化鋼板晶粒度，降低熱軋帶巻的屈服強度的作用；加入方法為:精煉工位完成脫氧、脫硫後。5、按照權利要求2所述的方法，其特徵在於，用於調質鋼或非調質鋼的合金化，滿足其成份與性能要求；使用方法為精煉工位完成脫氧、脫硫,鋼水成份調節完成後；所述的調質鋼包括中碳齒輪鋼40MnB，非調質鋼包括含硼高強冷鐓鋼。全文摘要一種鋁硼鐵複合中間合金及其使用方法，屬於鐵基合金
技術領域：
。化學成分的重量百分數為Al10～30％，Mn≤2.0％，B2～10％，P≤0.1，S≤0.1％，C≤1.0％，餘量為Fe，其使用工藝為精煉後期加入鋼液。冶煉過程加入方法為轉爐爐後對鋼水進行弱脫氧，精煉工位完成脫氧、脫硫後，根據鋼水成品要求將鋁含量控制到0.01～0.030％重量範圍，此時鋁硼鐵複合中間合金以塊料加入，攪5～20分鐘，溫度為1550～1650℃時，鋼包出精煉站。優點在於，顯著提高硼微合金化過程中硼成分的穩定性控制，提高硼的收得率，可用於冶煉微量硼合金化結構鋼和薄板坯連鑄連軋生產線生產低碳鋁鎮靜硼微合金化鋼。文檔編號C21C7/04GK101250676SQ20081010402公開日2008年8月27日申請日期2008年4月14日優先權日2008年4月14日發明者仇聖桃,劉家琪,勇幹,慧張,彭世恆,王明林,範頂軍,顏慧成申請人:鋼鐵研究總院