一种非调质钢的生产方法与流程

本发明属于冶金，涉及具体为一种非调质钢及其制备方法。

背景技术：

1、非调质钢，是不经过调质处理就直接使用的钢材。为了获得和调质处理得到的钢材相似的机械性能，非调质钢通常使用微合金化和控制轧制相结合的生产方式来调整控制基体的组织形态，进一步得到符合要求的机械性能。采用微合金化非调质钢取代调质钢在汽车零部件上的应用能够省略调质热处理、矫直和去应力退火等工序，一方面能够节约热处理能源，另一方面还能提高锻件的成品率、生成率以及随后的切削加工性能。

2、易切削非调质钢通过添加硫元素改善其切削加工性能；但硫化锰作为易聚集塑性夹杂，容易在轧制后成为大尺寸长条状，在变形过程中与基体产生缝隙，破坏材料的横向性能，降低材料的横向断面收缩率。中硫非调质钢在生产过程中对硫化锰控制水平要求较高，硫化锰在轧材中分布均匀性情况、带状组织、晶粒度等直接影响着钢材质量。

3、中国专利cn202111421418.6公开了一种“发动机曲轴用非调质钢的生产方法”，针对非调质钢通常需要加入一定的v、ni、mo等微合金元素以起到细晶强化和析出强化的作用，但会增加非调质钢的生产成本的问题，省去了价格较为昂贵的v、ni等微合金元素，以价格较低的si、mn合金元素为主，并加入少量较为经济的s、n、al、cr元素，生产的轧制圆钢产品的夹杂物含量低、硫化物分布均匀、晶粒细度达8级以上。但是经客户加工后，用于发动机曲轴仍然存在寿命达不到要求的情况，这主要是由于硫化锰作为易聚集塑性夹杂，容易在轧制后成为大尺寸长条状、分布不均。

技术实现思路

1、本发明的旨在提供一种非调质钢及其制备方法，所生产的非调质钢能达到非调质钢中硫化锰均匀分布且带状组织、晶粒度也得到更好控制的效果。

2、本发明提供了如下技术方案：

3、一种非调质钢的生产方法，其特征在于：钢的化学组成重量百分比为：c＝0.36～0.40，si＝0.75～0.85，mn＝1.40～1.55，p≤0.015，s＝0.055～0.075，cr＝0.12～0.16，al＝0.008～0.020，v＝0.01～0.03，o≤0.0006，n≤0.018，余量为铁和不可避免的杂质；钢的晶粒度为9.0级以上，带状组织≤1.0级；包括如下工艺步骤：

4、s1.合格铁水进入转炉进行吹炼，控制元素含量终点c≥0.05％、p≤0.014％；

5、s2.lf工序快速造白渣、脱硫，精炼过程中采用sic、铝丸进行扩散脱氧，并根据目标成分进行成分微调；钢水温度上升至≥1580℃后喂入氮线进行增氮；出站前喂入钙线进行钙处理，钙处理后再喂入硫线；

6、s3.rh在站时间≥45min，真空环流氮气，保持时间≥8min、软吹氩时间≥15min；

7、s4.连铸拉速0.80～0.90m/min，过热度15～35℃；结晶器电磁搅拌参数：电流强度300～400a、频率2.5hz，末端电磁搅拌参数：电流强度300～400a、频率8hz；铸坯凝固末端多点轻压下8～12mm；铸坯尺寸280mm×280mm×6m铸坯尺寸。

8、优选的，钢的化学组成重量百分比为c＝0.38～0.40，si＝0.78～0.85，mn＝1.40～1.50，p≤0.012，s 0.060～0.070，cr＝0.12～0.15，al＝0.008～0.011，v＝0.01～0.017，o≤0.0005，n≤0.015，余量为铁和不可避免的杂质。

9、进一步的，所述步骤s1中，控制元素含量终点c≥0.05％、p≤0.014％。

10、进一步地，所述步骤s2中，白渣碱度为3.0～5.0，白渣量为12～20kg/t，白渣保持时间≥30min。

11、进一步地，所述步骤s3中，在真空度0.5tor以下保持时间≥12min进行脱气。

12、进一步的，所述步骤s4中，钢水过热度控制在15～25℃，结晶器电磁搅拌参数：电流强度320～380a、频率2.5hz，末端电磁搅拌电流强度320～380a、频率8hz；铸坯凝固末端多点轻压下10～11mm。

13、本发明的有益效果：本发明提出一种中硫非调质钢及其制备方法，在中国专利cn202111421418.6的基础上，针对其存在的不足之处，通过调控非调质钢的组成，并利用精准控制转炉下渣量，控制合金加入时机，调节lf精炼工艺，延长rh在站时间等方法引入更多氧化物实现弥散分布，进而达到中硫非调质钢中硫化锰均匀分布、且带状组织、晶粒度也得到更好控制的效果，适用于所有中硫含量易切削非调质钢的制备。

技术特征：

1.一种非调质钢的生产方法，其特征在于：钢的化学组成重量百分比为：c= 0.36~0.40，si= 0.75~0.85，mn =1.40~1.55，p≤0.015，s =0.055~0.075，cr =0.12~0.16，al =0.008~0.020，v= 0.01~0.03，o≤0.0006，n≤0.018，余量为铁和不可避免的杂质；钢的晶粒度为9.0级以上，带状组织≤1.0级；包括如下工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的一种非调质钢的生产方法，其特征在于：钢的化学组成重量百分比为：c= 0.36~0.40，si= 0.75~0.85，mn =1.40~1.55，p≤0.015，s =0.055~0.075，cr =0.12~0.16，al =0.008~0.020，v= 0.01~0.03，o≤0.0006，n≤0.018，余量为铁和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的一种非调质钢的生产方法，其特征在于：所述步骤s1中，控制元素含量终点c≥0.05%、 p≤0.014%。

4.根据权利要求1所述的一种非调质钢的生产方法，其特征在于：所述步骤s2中，白渣碱度为3.0~5.0，白渣量为12~20kg/t，白渣保持时间≥30min。

5.根据权利要求1所述的一种非调质钢的生产方法，其特征在于：所述步骤s3中，在真空度0.5tor以下保持时间≥12min、软吹氩时间≥15min进行脱气。

6.根据权利要求1所述的一种非调质钢的生产方法，其特征在于：所述步骤s4中，拉速0.80~0.90m/min，钢水过热度控制在15~25℃，电流强度300~400a、频率2.5hz，末端电磁搅拌参数电流强度300~400a、频率8hz；铸坯凝固末端多点轻压下8~12mm；铸坯尺寸280 mm×280 mm×6m。

技术总结
一种非调质钢的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.36~0.40，Si=0.75~0.85，Mn=1.40~1.55，P≤0.015，S=0.055~0.075，Cr=0.12~0.16，Al=0.008~0.020，V=0.01~0.03，O≤0.0006，N≤0.018，余量为铁和不可避免的杂质；钢的晶粒度为9.0级以上，带状组织≤1.0级。本发明通过调控非调质钢的组成，并利用精准控制转炉下渣量，控制合金加入时机，调节LF精炼工艺，延长RH在站时间等方法实现氧化物的弥散分布，进而达到非调质钢中硫化锰均匀分布、且晶粒度为9.0级以上，带状组织为1.0级以下，非调质钢得到了更好的控制效果。

技术研发人员：巨银军,高擎,徐瑞军,吕子宇,罗景贤,罗雄志,杨建华,顾超,包燕平,曾凡政,罗霄,袁渊,沈锋
受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13