专利名称：一种硅合金钢及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种硅合金钢，属于低合金钢领域。
技术背景硅是炼钢过程中常用的还原剂和脱氧剂，镇静钢中一般含有0.15~0.30%的硅。硅主要固 溶于基体中，不形成碳化物，也不溶于其它碳化物，除了提高钢的淬透性外，还有助于提高 在高温回火过程中析出特殊碳化物的弥散度，可使二次硬化峰增高，因而硅对提高基体的强 度及回火抗力有利。硅能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。 在调质结构钢中加入1.0~1.2%的硅，强度可提高15~20%。此外，硅还能增加钢的高温抗氧 化能力。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅 1 4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做硅钢片。同时由于硅合金价格比锰等 强化元素低，随着合金价格的持续上涨，钢铁生产成本也逐步升高，因此采用硅作为在钢铁 材料中作为强化元素越来越受青睐。 发明内容本发明提供一种具有较高强度、良好的延展性能且生产成本较低的硅合金钢。 一种硅合金钢，其特征在于化学成分如下，均为重量百分比-0<CS0.50%， 0.50%<Si52.0%， 0.20%<Mn^2.0%， P50.045%， S^O.050%,其余为Fe和微量杂质。进一步优选的，硅合金钢的化学成分如下，均为重量百分比0<C50.30%， 0,50%<SK1.0%， Mn: 0.20~1.0%， P^).040%， S50,040%，其余为Fe和微量杂质。一种硅合金钢的制造方法，包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、钢包吹氩处理、连铸、热连轧机组轧制，包括下列步骤1) 铁水预处理铁水硫控制在0.035%以下，温度为120(TC 130(TC;2) 脱硫完毕扒净铁水表面的渣；脱硫铁水兑入转炉冶炼，转炉冶炼终点控制C: 0 0.20%， P: 0 0.035%， S: 0 0.035%;3) 转炉冶炼完毕，放钢过程进行脱氧合金化处理；4) 钢水进入吹氩站进行吹氩和成分微调处理，吹氩时间5~20min;5) 钢水在连铸机上进行浇注，连铸全程保护浇注，结晶器进出水温差4 7'C， 二次冷却 比水量1.3~1.6L/kg;6) 连铸坯再进入热连轧机组进行轧制；加热时间60 90min，钢坯的出炉温度为1100 。C 1300。C，终轧温度800。C 920。C，巻取温度600。C 700。C 。得到的硅合金钢的化学成分按重量百分比含量如下0<C50.30%， 0.50%<Si^l .0% ，0.20%，r^l.0%， P^O.040%, S^0.040%，其余为Fe和微量杂质。 优选的，步骤l)中铁水预处理铁水温度为125(TC 130(TC。优选的，步骤2)中转炉冶炼终点控制C: 0.05 0.20%， P: 0 0.030%, S: 0 0.030%。步骤3)所述的脱氧合金化采用公知的方法进行。优选的，步骤6)中，加热时间65 85min，钢坯的出炉温度为1150 1250°C，终轧温 度850 900°C ，巻取温度630 700°C 。比水量的含义是单位时间内冷却水消耗量(L)和通过二冷区铸坯质量(kg)的比值，其单位 为L/kg，是连铸二次水冷却喷水强度的指标。比水量的大小随着钢种、铸坯断面尺寸以及拉 坯速度等参数不同而变化，通常波动在0.5 1.5L/kg之间。针对各钢种的热物理性能(导热 系数、热膨胀性)、高温力学性能(延伸率、高温强度)以及裂纹敏感性的不同，应选择不同的 冷却强度。对于普碳钢和低合金钢，冷却强度一般为1.0 1.2L/kg;中高碳钢和合金钢为0.6 0.8L/kg;某些裂纹敏感性强的钢0.4 0.6L/kg;高速钢为0.1 0.3L/kg。本发明进行了大量 试验，进行了参数的调整，最后找到了最佳的工艺条件，得到了元素配比简单、成本低、屈 服强度和抗拉强度高的硅合金钢及其制造方法。本发明的有益效果1. 钢中合金元素含量较低，生产过程配加合金劳动量较小；2. 钢中添加适量价格低廉的Si元素，减少常用强化元素Mn的添加量，使钢具有较高 的强度；3. 硅合金钢与普通碳素结构钢相比，在高温下具有一定的抗氧化能力。 与现有技术相比，本发明采用较简单的元素配比，生产过程、化学成分容易稳定控制。采用价格低廉的Si作为强化元素，生产成本较低，且钢具有较高的强度，并具有一定的抗高温氧化性能。与强度级别相近的低合金钢Q345B相比，吨钢生产成本低70-100元；与普通碳素结构钢Q235相比，屈服强度、抗拉强度提高50 100MPa。
具体实施方式
实施例l:1、 钢的化学成分按重量百分比如下C: 0.11%， Si: 0.69%， Mn: 0.39%， P: 0.016%, S: 0.025%，其余为Fe和不可避免的 杂质。2、 硅合金钢的制造方法，以2.0mm厚钢带为例，铸坯断面规格为165mmX200mm:(1) 制备工艺路线 铁水预处理一转炉冶炼一钢包吹氩处理一连铸一热连轧机组轧制。(2) 制备方法，步骤如下铁水预处理铁水硫控制在0.035%以下，温度为1260°C，脱硫完毕扒净铁水表面的渣。转炉冶炼终点控制C: 0.08%， P: 0.014%， S: 0.026%。钢水进入吹氩站，立即进行测温和成分检验，根据检验结果，调整成分，吹氩时间10min。连铸全程保护浇注，结晶器进出水温差6 7'C， 二次冷却比水量1.4 1.5L/kg。轧制在热连轧机组进行，加热时间80min，钢坯 的出炉温度为120(TC，终轧温度870'C，巻取温度63(TC。
经采用国际通用标准检测，具体数据见表l。 实施例2:
1、 钢的化学成分按重量百分比如下
C: 0.11°/o, Si: 0.68%， Mn: 0.32%， P: 0.022%， S: 0.027%，其余为Fe和不可避免的 杂质。
2、 硅合金钢的制造方法，以2.9mm厚钢带为例，铸坯断面规格为120mmX360mm，生 产工艺路线同实施例l,步骤如下
铁水预处理铁水硫控制在0.035%以下，温度为130(TC，脱硫完毕扒净铁水表面的渣。 转炉冶炼终点控制C: 0.08%, P: 0.020%, S: 0.028%。钢水进入吹氩站，立即进行测温 和成分检验，根据检验结果，调整成分，吹氩时间llmin。连铸全程保护浇注，结晶器进出 水温差5 6'C, 二次冷却比水量1.5 1.6L/kg。轧制在热连轧机组进行，加热时间72min,钢坯 的出炉温度为1200。C，终轧温度900。C，巻取温度690'C。
经采用国际通用标准检测，硅合金钢强度较高，具有较低的屈强比和较高的延伸率，具 体数据见表l。
表1
类型钢厚度， mm屈服强 度，MPa抗拉强 度，MPa屈强比延伸率，％ ■i。 二 50mw180°弯曲800'C氧化 速度，g/m2'h
实施例12.03404700.72332c^2a合格9.34
实施例22.93204650.68838.5d=2a合格9.26
对比钢 Q235B2.52654050.65440d=2a合格14.01
权利要求
1、一种硅合金钢，其特征在于，钢的化学成分如下，均为重量百分比0＜C≤0.50％，0.50％＜Si≤2.0％，0.20％＜Mn≤2.0％，P≤0.045％，S≤0.050％，其余为Fe和微量杂质。
2、 如权利要求1所述的硅合金钢，其特征在于，钢的化学成分如下，均为重量百分比0SC^),30%， 0.50%^Si^l.50%， 0.20%5Mn^l.0%; P50.040%， S^0.040%，其余为Fe和微量杂质。
3、 一种如权利要求l所述的硅合金钢的制造方法，包括铁水脱硫预处理、转炉冶炼、 钢包吹氩处理、连铸、热连轧机组轧制，包括下列步骤1) 铁水预处理铁水硫控制在0.035%以下，温度为1200°C 1300°C，2) 脱硫完毕扒净铁水表面的渣；脱硫铁水兑入转炉冶炼，转炉冶炼终点控制C: 0 0.20%， P: 0 0.035%， S: 0 0.035%;3) 转炉冶炼完毕，放钢过程进行脱氧合金化处理，4) 钢水进入吹氩站进行吹氩和成分微调处理，吹氩时间大于5 20min;5) 钢水在连铸机上进行浇注，连铸全程保护浇注，结晶器进出水温差4 7'C， 二次冷 却比水量1.3~1.6L/kg;6) 连铸坯再进入热连轧机组进行轧制；加热时间60 90min，钢坯的出炉温度为1100 r 1300。C,终轧温度800。C 920。C,巻取温度600。C 700。C 。
4、 一种如权利要求3所述的硅合金钢的制造方法，其特征在于，步骤1)中铁水预 处理铁水温度为1250°C 1300°C。
5、 一种如权利要求3所述的硅合金钢的制造方法，其特征在于，步骤2)中转炉冶 炼终点控制C: 0.05 0.20%， P: 0 0.030%， S: 0 0.030%。
6、 一种如权利要求3所述的硅合金钢的制造方法，其特征在于，步骤6)中，加热 时间65 85min，钢坯的出炉温度为U50 1250'C，终轧温度850 900°C，巻取温度630 700 。C。
全文摘要
本发明涉及一种硅合金钢及其制造方法。本发明钢带化学成分重量百分比为0＜C≤0.50％，0.50％＜Si≤2.0％，0.20％＜Mn≤2.0％，P≤0.045％，S≤0.050％，其余为Fe和微量杂质。本发明钢采用铁水脱硫预处理、转炉冶炼、钢包吹氩、连铸、热连轧机组轧制，具有较高的强度、较低的屈强比和较高的延伸率，并具有一定的高温抗氧化性能。发明的硅合金钢成本低，易于生产操作，产业化容易。
文档编号C22C38/60GK101665892SQ20091001776
公开日2010年3月10日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者亓伟伟, 刘义学, 平 周, 张永青, 王奉县, 王腾飞 申请人:莱芜钢铁股份有限公司