本发明涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种连铸生产的热轧圆钢及其生产方法。
背景技术：
：热轧圆钢是圆钢的一种，其规格为5.5-250毫米，具有淬透性好、硬度高、耐磨性好、热处理变形小等的特点，其中5.5-25毫米的小圆钢常用作制造钢筋、螺栓及各种机械零件的原料；大于25毫米的热轧圆钢，主要用于制造机械零件或作无缝钢管坯的原料。热轧圆钢在入库前需要按照《gb/t1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级标准》进行检测分级。生产检测过程中发现降级的圆钢中心常集聚有大量的非金属夹杂物以及贴附于非金属夹杂物表面的气泡，非金属夹杂物主要为p的化合物、s的化合物、一些脱氧剂和炉渣，非金属夹杂物和气泡，使得圆钢的中心疏松度大大升高甚至还伴有严重的中心偏析，降低热轧圆钢的性能和品级，如作无缝钢管坯的原料时会造成内表面缺陷。技术实现要素：本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种连铸生产的热轧圆钢，其内非金属夹杂物含量低，产品品级合格率高。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种连铸生产的热轧圆钢，其组成按质量分数为：c：0.37-0.44wt％，si：0.17-0.20wt％，mn：0.50-0.80wt％，p：0.001-0.01wt％，s：0.001-0.012wt％，cr：0.20-0.25wt％，v：0.28-0.33wt％，al：0.010-0.025wt％，fe：97.27-97.95wt％，其他合金金属元素：0.5-0.67wt％，其余为不可避免的杂质。通过采用上述技术方案，热轧圆钢内的非金属元素和不可避免的杂质含量上限低，其从连铸机的结晶器内拉出冷却时，其中心未凝固的钢水中夹带的非金属夹杂物含量少，减少钢水中溶解气体在非金属夹杂物表面析出，从而减少热轧圆钢中心非金属夹杂物和小气泡，从而降低热轧圆钢的中心疏松度，提高热轧圆钢的性能和品级。作为优选地，所述不可避免的杂质包括溶解在钢铁内的[h]，所述[h]的质量分数为0.0002-0.00025wt％。通过采用上述技术方案，溶解在钢铁内的[h]含量低，减少[h]析出并在热轧圆钢内的细小缝隙中结合成氢分子，以此减少在热扎圆钢在二次锻扎过程时细小缝隙内因压强发生穿晶脆裂，减少二次锻扎堆热轧圆钢强度的降低。进一步优选地，所述其他合金金属元素包括ti：的质量分数为0.02-0.025wt％。通过采用上述技术方案，热轧圆钢内含有ti，使得热轧圆钢的钢水冷却过程中析出晶粒更小，便于钢水内夹带的如炉渣等轻质非金属加杂物上浮，与钢水分离，同时使热轧圆钢中心的等轴晶体更加密实，提高热轧圆钢韧性；另一方面ti还可加快[h]在扩散，减少钢水内[h]含量。本发明的第二目的是针对现有技术的不足，提供一种连铸生产的热轧圆钢的生产方法，其连续生产的热轧圆钢品级合格率高。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种连铸生产的热轧圆钢的生产方法，其为连铸生产，包括如下步骤：s1熔炼：将铁水和废钢加入至转炉中，进行常规顶底复合吹炼控制吹炼氧压0.8-0.82mpa，当出钢温度在1610-1630℃时，检测钢水内含碳量，控制转炉终点碳为0.10-0.20wt％，再向钢包内出钢；s2脱氧合金化：转炉向钢包内出钢过程中全程吹氩，当钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量的1/4时，向钢包中加入0.33-0.58kg/吨钢的碳粉、9.00-9.17kg/吨钢的硅锰合金、3.43-3.96kg/吨钢的高碳铬铁、12.50-15.00kg/吨钢的钒铁合金粉末，并且在钢包被钢水达到钢包内钢水最大容量的3/4时之前加完上述添加物料；待钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量时将钢水吊送至lf炉；s3lf炉精炼：将来自s2脱氧合金化的钢水倒入lf炉内，加入14.62-15.38kg/吨钢的白灰、12.95-13.16kg/吨钢的石灰石、1.23-1.54kg/吨钢的萤石，然后通电造渣，控制总渣量为8-12kg/吨钢，终渣碱度3.0-4.5，以及炉渣变白保持10分钟以上；再将钢水加热至1570-1580℃，加入0.91-1.06kg/吨钢的钛铁，再开始喂线处理：以3-5m/s的喂线速度向钢水内喂入250m铁钙线；喂线结束以流量为40-60l/min的氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间大于13min；吹软结束后将钢水从lf炉中引出并吊送至弧形连铸机的回转台；s4钢水浇铸：将来自s3lf炉精炼的钢水倒入连铸机的回转台上的钢包内，在由钢包倒入中间包并从中间包的底部依次流入结晶室、二冷区、拉引矫直机和切断设备，将钢水浇铸成铸坯，其中控制中间包温度为1517-1527℃，结晶器水流量190m3/h，结晶器电磁搅拌电流强度200a、运行频率2.5hz，二冷区的二冷比水量(水/钢)：0.18l/kg，拉引矫直机拉动铸坯拉速0.35-0.37m/min；同时所述中间包内包括自上而下的渣浮区、超声区和缓冲区，所述超声区内钢水受到超声波震荡处理，震荡方向为水平；s5冷却：将铸坯送至空冷段进行空冷且空冷段上架设有缓冷罩；s6钢坯加热：冷却至室温后的铸坯送入加热炉，依次通过加热一段、加热二段、加热三段和均热段进行加热，控制加热一段加热温度700-750℃，加热二段加热温度1000-1150℃，加热三段加热温度1170-1270℃，均热段炉温1190-1260℃；s7热轧：对铸坯热轧加工，得到圆钢；s8轧后控冷：将圆钢送入缓冷坑进行缓冷。通过采用上述技术方案，s1熔炼中复合吹炼控制转炉内钢水较低的含碳量，出钢时再加入碳粉渗碳提高钢水含碳量，使钢水中含碳量符合后续工艺要求，从而实现在转炉中使钢水内的s、p与氧气高温下充分发生反应形成气态氧化物并从钢水中除去；s3lf炉精炼中加入钛铁向钢水中引入ti，细化钢水结晶时晶粒粒度以及加快钢水中[h]扩散，减少钢水内[h]的含量；s4钢水浇铸中钢水在中间包的超声波去受到超声波震荡，其内的夹带的细小炉渣与钢水分离并上浮至渣浮区，渣浮区内细小炉渣聚集后熔融粘结形成大粒的炉渣，进而再次上浮至中间包内钢水的上表面，从而实现在结晶前将细小炉渣和钢水分离且不易再次混合，缓冲区内钢水在弱或无超声波震荡处理下流动从而使钢水内成分混合均匀且开始缓慢均匀的析出小晶粒，避免超声波震荡处理对钢水内成分分散的影响，由此最终实现连续生产得到中心非金属夹杂物和气泡少的热轧圆钢。作为优选地，所述s4钢水浇铸中结晶器电磁搅拌包括第一搅拌区，所述第一搅拌区位于超声波区与缓冲区之间且第一搅拌区间歇启动，所述第一搅拌区的环流方向为水平方向。通过采用上述技术方案，第一搅拌区启动时使得钢水环流，钢水经过超声波区后仍然夹带的细小炉渣在钢水环流的中心处聚集熔融形成大粒的炉渣，当第一搅拌区停止后，大粒的炉渣上浮，进一步减少进入钢水带入结晶器内的细小炉渣，同时混合经过超声波区后的钢水，使得其成分分散更均匀。进一步优选地，所述s4钢水浇铸中结晶器电磁搅拌包括第二搅拌区、第三搅拌区和第四搅拌区，所述第二搅拌区位于结晶器的入口且其搅拌环流方向水平的轴线与铸坯拉动方向平行，所述第三搅拌区位于接结晶器的出口且其搅拌环流方向的轴线垂直铸坯拉动方向，所述第四搅拌区位于第四搅拌区后且其搅拌环流方向的轴线与铸坯拉动方向平行。通过采用上述技术方案，对进入结晶器前的钢水、结晶器内的钢水和铸坯内未固化的钢水进行充分搅拌，使得其内夹杂的非金属夹杂物和气泡均匀分散，减少中心偏析、中心缩孔的出现，以及细化铸坯内晶粒粒度，从而提高热轧圆钢的性能和品级合格率。作为优选地，所述连铸生产结束前，所述s4钢水浇铸中中间包内钢水的高度保持不低于渣浮区。通过采用上述技术方案，避免中间包内钢水低于渣浮区后细小浮渣在超声波区内与钢水无法完全分离甚至钢水低于超声波区使富集的细小浮渣流入结晶器内的情况发生。作为优选地，所述s2脱氧中碳粉、硅锰合金、高碳铬铁和钒铁合金粉末加入钢包内的顺序依次为碳粉、钒铁合金粉末、硅锰合金、高碳铬铁。通过采用上述技术方案，先加入碳粉，其会与钢水中的溶解氧反应生成co进行脱氧；再加入钒铁合金粉末后，其内的钒会与碳发生反应生成碳化物，再加入硅锰合金，硅锰合金主要成分为mn·si·cx，其中的si和mn会与钢水内的feo反应，在还原fe的同时产生sio2和mno2，mno2又会被co还原为mno，紧接着mno、sio2与c反应生成mn·si·cx和co，故钢水中掺有充足碳粉的环境下，硅锰合金可快速不断地将钢水中feo中的氧脱除，同时钢水中sio2、mno2、mno和后生成的mn·si·cx均以晶粒生成和熔融分解两形态的动态平衡下存在，钒的碳化物可加强晶粒析出，加强sio2、mno2、mno和mn·si·cx的生成，提高硅锰合金脱氧效果，进一步提高铸坯的韧性，以及减少热轧圆钢皮下气泡的产生，提高热轧圆钢品级检测合格率。作为优选地，所述s1熔炼中在转炉内钢水达1610-1630℃且为出钢前，向钢水中加入1.0-1.2kg/吨钢的铝铁，带起熔融且满足转炉终点碳为0.10-0.20wt％后再向钢包出钢。通过采用上述技术方案，以铝作为脱氧剂先对钢水进行部分脱氧，同时细化钢水内晶粒，防止出钢过程中钢水沸腾导致钢水表面氧化。综上所述，本发明具有以下有益效果：1.连续生产得到一种热轧圆钢，其中心非金属夹杂物和小气泡少，热轧圆钢的中心疏松度低，提高了热轧圆钢的性能和品级合格率；2.连续生产得到一种热轧圆钢，其中心非金属夹杂物量和小气泡均匀分散，减少中心疏松、中心缩孔和中间裂纹的出现，从而提高热轧圆钢的性能和品级合格率；3.热轧圆钢生产过程中引入了ti，使得热轧圆钢的钢水冷却过程中析出晶粒更小，便于钢水内如炉渣的轻质非金属杂质上浮分离，同时加快[h]在扩散，减少钢水内[h]含量，提高热轧圆钢二次锻扎的性能。具体实施方式实施例1，一种连铸生产的热轧圆钢，其由包括如下步骤生产得到：s1熔炼：将铁水和废钢加入至转炉中，进行常规顶底复合吹炼控制吹炼氧压0.8mpa，当出钢温度在1610℃时，检测钢水内含碳量，控制转炉终点碳为0.15wt％，再向钢包内出钢；s2脱氧合金化：转炉向钢包内出钢过程中全程吹氩，当钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量的1/4时，向钢包中加入0.33kg/吨钢的碳粉、9.00kg/吨钢的硅锰合金、3.43kg/吨钢的高碳铬铁、15.00kg/吨钢的钒铁合金粉末，并且在钢包被钢水达到钢包内钢水最大容量的3/4时之前加完上述添加物料；待钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量时将钢水吊送至lf炉；s3lf炉精炼：将来自s2脱氧合金化的钢水倒入lf炉内，加入15.38kg/吨钢的白灰、13.16kg/吨钢的石灰石、1.54kg/吨钢的萤石，然后通电造渣，控制总渣量为12kg/吨钢，终渣碱度4.5，以及炉渣变白保持10分钟以上；再将钢水加热至1580℃，加入0.91-1.06kg/吨钢的钛铁，再开始喂线处理：以5m/s的喂线速度向钢水内喂入250m铁钙线；喂线结束以流量为60l/min的氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间14min；吹软结束后将钢水从lf炉中引出并吊送至弧形连铸机的回转台；s4钢水浇铸：将来自s3lf炉精炼的钢水倒入连铸机的回转台上的钢包内，在由钢包倒入中间包并从中间包的底部依次流入结晶室、二冷区、拉引矫直机和切断设备，将钢水浇铸成铸坯，其中控制中间包温度为1527℃，结晶器水流量190m3/h，结晶器电磁搅拌电流强度200a、运行频率2.5hz，二冷区的二冷比水量(水/钢)：0.18l/kg，拉引矫直机拉动铸坯拉速0.37m/min；同时所述中间包内包括自上而下的渣浮区、超声区和缓冲区，所述超声区内钢水受到超声波震荡处理，震荡方向为水平；s5冷却：将铸坯送至空冷段进行空冷且空冷段上架设有缓冷罩；s6钢坯加热：冷却至室温后的铸坯送入加热炉，依次通过加热一段、加热二段、加热三段和均热段进行加热，控制加热一段加热温度740℃，加热二段加热温度1140℃，加热三段加热温度1250℃，均热段炉温1240℃；s7热轧：对铸坯热轧加工，得到圆钢；s8轧后控冷：将圆钢送入缓冷坑进行缓冷。硅锰合金中锰含量为66wt％，高碳铬铁中铬含量为70wt％，、钒铁合金粉末中钒含量为30wt％，、钇铁合金粉末中钇含量为28wt％，、钽铁合金粉末中钽含量为20wt％。在各种添加物的取值内进行调整，得到多组热轧圆钢，并对热轧圆钢进行成分检测，其满足成分要求则记为1，不满足成分要求记为0，成分要求为c：0.37-0.44wt％，si：0.17-0.20wt％，mn：0.50-0.80wt％，p：0.001-0.01wt％，s：0.001-0.012wt％，cr：0.20-0.25wt％，v：0.28-0.33wt％，al：0.010-0.025wt％，[h]：0.0002-0.00025wt％。，fe：97.27-97.95wt％，ti：0.02-0.025wt％，其他金属元素：0.025-0.65wt％，其余为不可避免的杂质。成分检测结果如下表所示，由上表可知，由上可知，该方法制得的热轧圆钢符合成分要求。实施例2，在实施例1的基础对s4钢水浇铸中结晶器电磁搅拌进行改进，改进之处在于将结晶器电磁搅拌的搅拌区域分为第一搅拌区和第二搅拌区，第一搅拌区位于超声波区与缓冲区之间，第一搅拌区的环流方向为水平方向且其间歇启动，第二搅拌区位于结晶器入口且其搅拌环流方向水平的轴线与铸坯拉动方向平行。实施例3，在实施例2的基础对s4钢水浇铸中结晶器电磁搅拌进行改进，增加第三搅拌区和第四搅拌区，第三搅拌区位于接结晶器出口且其搅拌环流方向的轴线垂直铸坯拉动方向，第四搅拌区位于第四搅拌区后且其搅拌环流方向的轴线与铸坯拉动方向平行。实施例4，在实施例1的基础进行改进，其改进之处在于s4钢水浇铸中增加对中间包内钢水高度控制，保持钢水高度不低与渣浮区。实施例5，在实施例1的基础进行改进，其改进之处在于s2脱氧中碳粉、硅锰合金、高碳铬铁和钒铁合金粉末加入钢包内的顺序依次为碳粉、钒铁合金粉末、硅锰合金、高碳铬铁。实施例6，在实施例1的基础进行改进，其改进之处在于s1熔炼中在转炉内钢水达1625℃且为出钢前，向钢水中加入1.1kg/吨钢的铝铁，带起熔融且满足转炉终点碳为0.15wt％后再向钢包出钢。对实施例2-6每个实施例得到的多组热轧圆钢进行成分检测，检测结果合格率表示如下表所示，实施例实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6合格率100％100％100％100％100％对比例1，一种连铸生产的热轧圆钢，其由包括如下步骤生产得到：s1熔炼：将铁水和废钢加入至转炉中，进行常规顶底复合吹炼控制吹炼氧压0.8mpa，当出钢温度在1610℃时，检测钢水内含碳量，控制转炉终点碳为0.15wt％，再向钢包内出钢；s2脱氧合金化：转炉向钢包内出钢过程中全程吹氩，当钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量的1/4时，向钢包中加入9.00kg/吨钢的硅锰合金、3.43kg/吨钢的高碳铬铁，并且在钢包被钢水达到钢包内钢水最大容量的3/4时之前加完上述添加物料；待钢包内钢水达到钢包内钢水最大容量时将钢水吊送至lf炉；s3lf炉精炼：将来自s2脱氧合金化的钢水倒入lf炉内，加入15.38kg/吨钢的白灰、13.16kg/吨钢的石灰石、1.54kg/吨钢的萤石，然后通电造渣，控制总渣量为12kg/吨钢，终渣碱度4.5，以及炉渣变白保持10分钟以上；再将钢水加热至1580℃，加入0.91-1.06kg/吨钢的钛铁，再开始喂线处理：以5m/s的喂线速度向钢水内喂入250m铁钙线；喂线结束以流量为60l/min的氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间14min；吹软结束后将钢水从lf炉中引出并吊送至弧形连铸机的回转台；s4钢水浇铸：将来自s3lf炉精炼的钢水倒入连铸机的回转台上的钢包内，在由钢包倒入中间包并从中间包的底部依次流入结晶室、二冷区、拉引矫直机和切断设备，将钢水浇铸成铸坯，其中控制中间包温度为1527℃，结晶器水流量190m3/h，结晶器电磁搅拌电流强度200a、运行频率2.5hz，二冷区的二冷比水量(水/钢)：0.18l/kg，拉引矫直机拉动铸坯拉速0.37m/min；同时所述中间包内包括自上而下的渣浮区、超声区和缓冲区，所述超声区内钢水受到超声波震荡处理，震荡方向为水平；s5冷却：将铸坯送至空冷段进行空冷且空冷段上架设有缓冷罩；s6钢坯加热：冷却至室温后的铸坯送入加热炉，依次通过加热一段、加热二段、加热三段和均热段进行加热，控制加热一段加热温度740℃，加热二段加热温度1140℃，加热三段加热温度1250℃，均热段炉温1240℃；s7热轧：对铸坯热轧加工，得到圆钢；s8轧后控冷：将圆钢送入缓冷坑进行缓冷。硅锰合金中锰含量为50wt％，高碳铬铁中铬含量为70wt％，、钒铁合金粉末中锰含量为30wt％，、钇铁合金粉末中锰含量为28wt％，、钽铁合金粉末中锰含量为20wt％，对实施例1-6和对比例1所得的热轧圆钢的铸坯，按照《gb/t1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级标准》内检测方法进行铸坯低倍检测，检测内容包括中心偏析、白点、非金属夹杂物、皮下气泡、中心缩孔和中心疏松，未出现上述缺陷为合格，出现上述缺陷为不合格，检测结果以单项合格率和总合格率表示，其中总合格率表示均为出现上述缺陷的铸坯占比。检测结果如下表，由上可知，实施例1的各项合格率均高于对比例1；实施例2和实施例3的中心偏析、非金属夹杂物、中心疏松的合格率明显高于实施例1，并且实施例3高于实施例2，由此在中间包内设置渣浮区、超声波区、缓冲区以及第一搅拌区有利于中心偏析、非金属夹杂物、中心疏松的合格率提高；实施例3的中心偏析、中心缩孔的合格率高于实施例1和实施例2，由此在增设第三搅拌区和第四搅拌区有利于减少中心偏析、中心缩孔；实施例4的中心偏析、非金属夹杂物、中心疏松的合格率明显高于实施例1，由此对中间包内钢水控制在渣浮区上方有利于减少中心偏析、非金属夹杂物、中心疏松；实施例5和实施例6的皮下气泡的合格率明显高于实施例1-4，由此s2中依次加入碳粉、钒铁合金粉末、硅锰合金、高碳铬铁以及在s1中转炉出钢前加入铝铁可提高钢水脱氧效果。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12