CN101775557A - 低碳含硼软钢及其制备方法 - Google Patents
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低碳含硼软钢的成分包括：碳C：0.001～0.012％，硅Si：0.002～0.10％，锰Mn：0.01～0.25％，铝Al：0.025～0.075％，硼B：0.001～0.006，P≤0.025％，S≤0.025％，N≤0.0040％，Cu+Cr+Ni≤0.15，其余为铁和不可避免的杂质元素，其制备方法包括炼钢：即转炉吹炼→RH真空脱碳→钢包铝脱氧→钢包喂含硼包芯线→钢包软搅拌→连铸；还包括轧钢：即连铸坯加热→钢坯粗轧→精轧→钢带层流冷却→钢带卷取→成品；优点是：采用低碳含硼软铁制成的金属管可用于空调、冰箱的热交换管，该管生产成本低，加工时机械性能好，弯曲方便，且换热效果理想。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种低碳含硼软钢的生产技术。
背景技术
空调和冰箱等家电行业每年要消耗大量铜管，由于铜资源的紧缺和市场原因，急需寻常到铜的替代品，以降低生产成本。在空调冷却管，电加热管方面人们已经开始用钢管替代铜管。钢管能否替代铜管使用的一项最重要性能是其弯曲性能。换言之，钢管必须足够软，在钢管弯曲成型和使用中不会开裂。热轧卷板→酸洗冷轧→分卷→冷轧→退火→平整→(镀铜)→开条→高频电阻焊制管→热处理。用于加工焊管的热轧卷板要求具有非常低的抗拉强度(Rm≈300MPa)和极高的延伸率(A50≥50％)，目前只能采用碳和氮分别在15ppm和20ppm以下的超纯洁无间歇原子钢作为加工焊管的原料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以替代铜管，用作空调、冰箱等行业的热交换管的低碳含硼软钢。
本发明的另一目的在于提供一种用于制备热交换管的低碳含硼软钢的制备方法。
为实现本发明的目的，一种低碳含硼软钢的成分包括：碳C：0.001～0.012％，硅Si：0.002～0.10％，锰Mn：0.01～0.25％，铝Al：0.025～0.075％，硼B：0.001～0.006，P≤0.025％，S≤0.025％，N≤0.0040％，Cu+Cr+Ni≤0.15，其余为铁和不可避免的杂质元素。
为实现本发明的另一目的，一种低碳含硼软钢的制备方法，其基本步骤包括炼钢：转炉吹炼→RH真空脱碳→钢包铝脱氧→钢包喂含硼包芯线→钢包软搅拌→连铸；具体过程如下：
①在转炉中加入占总金属装炉量小于20％的废钢，其余为高炉铁水后进行纯氧吹炼，吹炼过程中加入石灰，并控制炉渣的碱度(CaO/SiO2)＝3.5～4.5；转炉终点出钢的温度为1680～1740℃，钢液成分C：≤0.07％，P≤0.020％，S≤0.018％；转炉出钢过程加入吨钢2.5～3.5公斤石灰，并须避免转炉轧流入钢包；
②转炉出钢完毕的钢包进入RH进行真空处理，钢液在小于2mBar的真空度下处理10分钟以上后，向钢液添加铝块进行脱氧，然后进行5分钟以上的钢液净循环；完成RH处理后，钢液中的碳、氮和氧的含量分别控制在0.001％，0.0035％和0.0035％以下，硅、锰和铝的含量分别为小于0.10％、0.25％和0.025～0.075％，硫和鳞的含量均小于0.025％，钢液温度控制在1580～1600℃(连铸连浇炉)及1590～1610℃(连铸开浇第→炉)；
③完成RH处理后，向钢液喂入硼铁包芯线；喂入包芯线后，钢液中含量控制在0.001～0.006％；
④钢包采用吹氩底搅拌，硼铁线喂入后钢包须采用低氩气流量的软搅拌5分钟以上；钢液顶部采用灰化稻壳保温；
⑤钢液连铸采用大包长水口、中间包覆盖剂、结晶器浸入式水口、氩气密封和保护渣进行全保护浇注；中间包控制温度：1540～1570℃；结晶器须采用低碳保护渣。
轧钢方法包括：连铸坯加热→钢坯粗轧→精轧→钢带层流冷却→钢带卷取→成品；
①连铸坯加热温度：1250～1300℃；粗轧后中间板坯温度：1050～1110℃，厚度：30～40mm；②终轧结束钢带温度：870～930℃，厚度：2.0～8.0mm；
③层流钢带冷却后，钢带的卷曲温度：620～740℃。
本发明的优点是：采用低碳含硼软铁制成的金属管可用于空调、冰箱的热交换管，该管生产成本低，加工时机械性能好，弯曲方便，且换热效果理想。
附图说明
图1为表2中第1个炉次钢带的金相组织照片；
图2为表2中第2个炉次钢带的金相组织照片；
图3为表2中第3个炉次钢带的金相组织照片；
图4为表2中第4个炉次钢带的金相组织照片。
具体实施方式
下面对本发明低碳含硼软铁及其制备方法作进一步的详细说明：
硼在周期表中是位于第二周期位于碳前面的一个元素，硼元素可溶于铁基，形成间隙式和置换式固溶体；硼和氮、氧都有很强的亲和力，形成化合物。钢中溶解的硼能显著提高钢的淬透性，提高力学性能，特别是冲击韧性。然而，在低碳钢中，硼优先于铝与钢中自由氮在高温奥氏体中结合形成粗大的氮化硼颗粒，削弱了氮化铝对晶界的钉扎作用，使铁素体晶粒发生粗化；析出剩余的硼会偏聚在奥氏体晶界，抑制了铁素体在奥氏体晶界的形核，降低了铁素体的形核率，从而增大了铁素体晶粒尺寸；硼的添加有效降低了钢中自由氮，从而降低钢的强度等。可见，低碳钢中添加一定量硼能够形成较大尺寸的铁素体组织，从而显著地降低钢的强度和提高钢的塑性。
本发明旨在利用硼粗化低碳钢晶粒度的作用，向超低碳钢(C≤120ppm)中添加了硼，在一般的转炉-RH-连铸超低碳炼钢条件生产出成分C：0.001~0.012％，Si：0.002~0.10％，Mn：0.1~0.25％，Al：0.025~0.075％，B：0.001~0.006％，P≤0.025％，S≤0.025％，N≤0.0040％，Cu+Cr+Ni≤0.15，其余为铁和不可避免的杂质元素的连铸板坯，并通过合适的热连轧工艺，获得下屈服强度≤200MPa，抗拉强度≤300MPa，延伸率A50≥50％，硬度HB10≤100的热轧钢卷。
1、钢的成分：C：0.001~0.012％，Si：0.002~0.10％，Mn：0.1~0.25％，Al：0.025~0.075％，B：0.001~0.006，P≤0.025％，S≤0.025％，N≤0.0040％，Cu+Cr+Ni≤0.15，其余为铁和不可避免的杂质元素。
2、钢的性能：下屈服强度≤200MPa，抗拉强度≤300MPa，延伸率A50≥50％，硬度HB10≤100。
(1)钢的金相组织：钢的基体组织为铁素体，晶粒度为7~8级。
炼钢方法
转炉吹炼→RH真空脱碳→钢包铝脱氧→钢包喂含硼包芯线→钢包软搅拌→连铸。
①在转炉中加入占总金属装炉量小于20％的废钢，其余为高炉铁水后进行纯氧吹炼，吹炼过程中加入石灰，并控制炉渣的碱度(CaO/SiO2)＝3.5~4.5。转炉终点出钢的温度为1680~1740℃，钢液成分C：≤0.07％，P≤0.020％，S≤0.018％。转炉出钢过程加入吨钢2.5~3.5公斤石灰，并须避免转炉轧流入钢包。
②转炉出钢完毕的钢包进入RH进行真空处理，钢液在小于2mBar的真空度下处理10分钟以上后，向钢液添加铝块进行工艺脱氧，然后进行5分钟以上的钢液净循环。完成RH处理后，钢液中的碳、氮和氧的含量分别控制在0.001％，0.0035％和0.0035％以下，硅、锰和铝的含量分别为小于0.10％、0.25％和0.025~0.075％，硫和鳞的含量均小于0.025％。，钢液温度控制在1580~1600℃(连铸连浇炉)及1590~1610℃(连铸开浇第一炉)。
③完成RH处理后，向钢液喂入硼铁包芯线。喂入包芯线后，钢液中含量控制在0.001~0.006％。
④钢包采用吹氩底搅拌，硼铁线喂入后钢包须采用低氩气流量的软搅拌5分钟以上。
钢液顶部采用灰化稻壳保温。
⑤钢液连铸采用大包长水口、中间包覆盖剂、结晶器浸入式水口、氩气密封和保护渣进行全保护浇注。中间包控制温度：1540~1570℃。结晶器须采用低碳保护渣。
轧钢方法
连铸坯加热→钢坯粗轧→精轧→钢带层流冷却→钢带卷取→成品。
①连铸坯加热温度：1250~1300℃；粗轧后中间板坯温度：1050~1110℃，厚度：30~40mm；
②终轧结束钢带温度：870~930℃，厚度：2.0~8.0mm；
③层流钢带冷却后，钢带的卷曲温度：620~740℃。
具体实施方式
1、成品钢带的化学成分
表1是根据以上所述的炼钢工艺生产的典型的4炉次钢带的化学成分。
表1.化学成分，重量百分比
| No | C | Si | Mn | P | S | Al | Cu+Cr+Ni | B | O | N |
| 1 | 0.0045 | 0.0062 | 0.1126 | 0.0159 | 0.0122 | 0.0708 | 0.0793 | 0.0029 | 0.0026 | 0.0014 |
| 2 | 0.0053 | 0.0045 | 0.0303 | 0.0121 | 0.0078 | 0.0553 | 0.0334 | 0.0030 | 0.0027 | 0.0034 |
| 34 | 0.01070.001 | 0.00620.0022 | 0.13830.0152 | 0.0130.0162 | 0.01540.0125 | 0.03510.0605 | 0.09870.0452 | 0.00360.0056 | 0.00210.0028 | 0.00210.0025 |
2、钢带性能
表2是根据以上所述的轧钢工艺生产的表1中4个炉次代表钢带的厚度和力学性能。钢带的拉伸试样采用与轧制方向一致纵向试样，试样标距为50mm，标距部分宽度25mm。
表2.成品厚度和力学性能
| 炉号 | 厚度mm | 下屈服强度MPa | 抗拉强度MPa | 伸长率，％ | HV10硬度 |
| 1 | 2.75 | 183 | 278 | 54 | 87 |
| 2 | 2.75 | 179 | 285 | 52 | 86 |
| 3 | 2.90 | 209 | 296 | 50 | 91 |
| 4 | 2.75 | 175 | 272 | 54 | 85 |
3、钢带金相组织
图1、2、3和4分别是表2中4个炉次代表钢带的金相组织照片。
Claims (2)
1.一种低碳含硼软钢的成分包括：碳C：0.001～0.012％，硅Si：0.002～0.10％，锰Mn：0.01～0.25％，铝Al：0.025～0.075％，硼B：0.001～0.006，P≤0.025％，S≤0.025％，N≤0.0040％，Cu+Cr+Ni≤0.15，其余为铁和不可避免的杂质元素。
2.低碳含硼软钢的制备方法，其基本步骤包括炼钢方法：转炉吹炼→RH真空脱碳→钢包铝脱氧→钢包喂含硼包芯线→钢包软搅拌→连铸；具体过程如下：
①在转炉中加入占总金属装炉量小于20％的废钢，其余为高炉铁水后进行纯氧吹炼，吹炼过程中加入石灰，并控制炉渣的碱度(CaO/SiO2)＝3.5～4.5；转炉终点出钢的温度为1680～1740℃，钢液成分C：≤0.07％，P≤0.020％，S≤0.018％；转炉出钢过程加入吨钢2.5～3.5公斤石灰，并须避免转炉轧流入钢包；
②转炉出钢完毕的钢包进入RH进行真空处理，钢液在小于2mBar的真空度下处理10分钟以上后，向钢液添加铝块进行脱氧，然后进行5分钟以上的钢液净循环；完成RH处理后，钢液中的碳、氮和氧的含量分别控制在0.001％，0.0035％和0.0035％以下，硅、锰和铝的含量分别为小于0.10％、0.25％和0.025～0.075％，硫和鳞的含量均小于0.025％，钢液温度控制在1580～1600℃(连铸连浇炉)及1590～1610℃(连铸开浇第一炉)；
③完成RH处理后，向钢液喂入硼铁包芯线；喂入包芯线后，钢液中含量控制在0.001～0.006％；
④钢包采用吹氩底搅拌，硼铁线喂入后钢包须采用低氩气流量的软搅拌5分钟以上；钢液顶部采用灰化稻壳保温；
⑤钢液连铸采用大包长水口、中间包覆盖剂、结晶器浸入式水口、氩气密封和保护渣进行全保护浇注；中间包控制温度：1540～1570℃；结晶器须采用低碳保护渣。
轧钢方法包括：连铸坯加热→钢坯粗轧→精轧→钢带层流冷却→钢带卷取→成品；
①连铸坯加热温度：1250～1300℃；粗轧后中间板坯温度：1050～1110℃，厚度：30～40mm；②终轧结束钢带温度：870～930℃，厚度：2.0～8.0mm；
③层流钢带冷却后，钢带的卷曲温度：620～740℃。
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