本发明涉及冶金技术领域，具体是一种索具用低碳优质碳素结构钢及其制备方法。
背景技术：
低碳优质碳素结构钢因其强度低，韧性、塑性和焊接性良好，广泛应用于各种重要的索具连接件。索具连接件是指连接索具与索具之间、索具与被吊物体之间、以及索具与起吊设备之间的受力构件，主要包括吊钩、吊环、卸扣、吊钳等类型。其具备强度高、韧性好、结构紧凑、操作方便、使用可靠等特点。我国索具行业最近几年发展迅速，索具产品是工业生产、重要工程建设项目需要的重要部件。产品广泛用于军工、核电、风电、水电、造船、冶金、桥梁、矿山、航空航天、海洋工程、交通运输、港口码头、机械制造等众多领域。
优质碳素结构钢，其主要特点是钢中c、si含量超低；优质碳素结构钢材的使用比较广泛，随着市场需求量的不断增加，其生产量也不断增加。由于钢材化学成分的特殊要求，在生产过程中，为了保证最终钢水的质量要求，大部分企业在生产过程中采取lf精炼，但是在精炼过程中，精炼的还原气氛，导致钢渣中的si被还原，影响成品效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种索具用低碳优质碳素结构钢及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种索具用低碳优质碳素结构钢，所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为：c:0.06-0.10%、si：≤0.20%、mn：0.30-0.34%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.015-0.025%，其他为fe及不可避免的残留元素。
作为本发明进一步的方案：所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为：c:0.07-0.09%、si：≤0.20%、mn：0.32-0.33%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.018-.0022%，其他为fe及不可避免的残留元素。
作为本发明进一步的方案：所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为：c:0.08%、si：≤0.20%、mn：0.33%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.020%，其他为fe及不可避免的残留元素。
一种索具用低碳优质碳素结构钢的制备方法，所述索具用低碳优质碳素结构钢的制备方法包括以下步骤：
s1、冶炼：入炉原料为铁水，确保铁水百分比不少于45％，冶炼全程造泡沫渣，均匀脱碳，保证良好的氧化沸腾，促进钢中夹杂物和气体上浮；保证钢水温度与成分协调出钢，若终点成分不合适，在点吹过程中可加入降温剂进行调；出钢过程随出钢流加钢芯铝进行预脱氧；
s2、精炼：将s1中经过冶炼的钢液进行精炼，控制渣碱度4.0～9.0，加强脱硫操作精炼;
s3、真空处理：加入钢包精炼渣130～150kg/炉、石灰40kg/炉，加入后调进行真空脱气，真空度控制在小于65pa下，并保持时间10～18min，后调大氩气，软吹氩10～15min，软吹氩时严禁裸露钢水和大氩气量搅拌降温。
s4、浇注：连铸坯采用250x1500端面进行生产，钢水采用整体式中间包连铸，连铸拉速按照0.6m/min控制，比水量：0.50l/㎏，并进行防二次氧化保护。
s5、分段切割：采用连续切割机，将浇注成型的半成品分割成等长状；
s6、二次加热：切割后的半成品放入加热炉中，进行二次加热，加热温度控制在1000-1200℃，实现预热；
s7、轧制：分成两个阶段处理，第一阶段开轧温度控制在1200-1300℃之间，第二阶段开轧温度控制在820-880℃之间。
s8、冷却：轧制后进行缓慢冷却以至到室温，得到索具用低碳优质碳素结构钢。
作为本发明进一步的方案：所述步骤s1中，出钢温度控制在1660～1680°c之间。
作为本发明进一步的方案：所述步骤s1中，钢水终点c含量控制在0.03-0.04%以下，p含量控制在0.017%以下，s含量控制在0.022%以下。
作为本发明进一步的方案：所述步骤s3中，过程温度控制为：钢水到站温度控制在1610～1625°c之间，钢水离站温度控制在1580～1595°c。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，索具用低碳优质碳素结构钢热处理后得到高的表面硬度、高的耐磨性和疲劳强度，并保持心部的强韧性，使工件能承受较大的载荷，采用本发明提供的材料成分制备的低碳优质碳素结构钢钢材，具有较小的晶粒尺寸、性能指标稳定良好，成材率高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种索具用低碳优质碳素结构钢制备方法，包括以下步骤：
s1、冶炼：入炉原料为铁水，确保铁水百分比不少于45％，冶炼全程造泡沫渣，均匀脱碳，保证良好的氧化沸腾，促进钢中夹杂物和气体上浮，出钢温度控制在1660～1680°c之间；钢水终点c含量控制在0.03-0.04%以下，p含量控制在0.017%以下，s含量控制在0.022%以下；在一定要保证钢水温度与成分协调出钢，若终点成分不合适，在点吹过程中可适当加入降温剂进行调；出钢过程随出钢流加钢芯铝进行预脱氧；
s2、精炼：将s1中经过冶炼的钢液进行精炼，控制渣碱度4.0～9.0，加强脱硫操作精炼;
s3、真空处理：加入钢包精炼渣130～150kg/炉、石灰40kg/炉，加入后调进行真空脱气，真空度控制在小于65pa下，并保持时间10～18min，后调大氩气，软吹氩10～15min，软吹氩时严禁裸露钢水和大氩气量搅拌降温。
s4、浇注：连铸坯采用250x1500端面进行生产，钢水采用整体式中间包连铸，连铸拉速按照0.6m/min控制，比水量：0.50l/㎏，并进行防二次氧化保护。
s5、分段切割：采用连续切割机，将浇注成型的半成品分割成等长状；
s6、二次加热：切割后的半成品放入加热炉中，进行二次加热，加热温度控制在1000-1200℃，实现预热；
s7、轧制：分成两个阶段处理，第一阶段开轧温度控制在1200-1300℃之间，第二阶段开轧温度控制在820-880℃之间。
s8、冷却：轧制后进行缓慢冷却以至到室温，得到索具用低碳优质碳素结构钢。
在本发明实施例中，所述步骤s3中，过程温度控制为：钢水到站温度控制在1610～1625°c之间，钢水离站温度控制在1580～1595°c。
在本发明实施例中，本发明设计新颖，索具用低碳优质碳素结构钢热处理后得到高的表面硬度、高的耐磨性和疲劳强度，并保持心部的强韧性，使工件能承受较大的载荷，采用本发明提供的材料成分制备的低碳优质碳素结构钢钢材，具有较小的晶粒尺寸、性能指标稳定良好，成材率高。
实施例一
本发明实施例中，一种索具用低碳优质碳素结构钢，所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为(单位，wt%)：c:0.06%、si：≤0.20%、mn：0.34%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.015%，其他为fe及不可避免的残留元素。
实施例二
本发明实施例中，一种索具用低碳优质碳素结构钢，所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为(单位，wt%)：c:0.07%、si：≤0.20%、mn：0.33%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.018%，其他为fe及不可避免的残留元素。
实施例三
本发明实施例中，一种索具用低碳优质碳素结构钢，所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为(单位，wt%)：c:0.08%、si：≤0.20%、mn：0.33%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.020%，其他为fe及不可避免的残留元素。
实施例四
本发明实施例中，一种索具用低碳优质碳素结构钢，所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为(单位，wt%)：c:0.09%、si：≤0.20%、mn：0.32%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.022%，其他为fe及不可避免的残留元素。
实施例五
本发明实施例中，一种索具用低碳优质碳素结构钢，所述索具用低碳优质碳素结构钢的化学成分为(单位，wt%)：c:0.10%、si：≤0.20%、mn：0.30%、p：≤0.017%、s：≤0.022%、al：0.025%，其他为fe及不可避免的残留元素。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。