文档介绍：Q345EL 钢铌硼镍微合金化工艺实践
李松,纪瑞东,李俊,孙翠华
( 炼钢厂)
摘要: 阐述了生产 Q345EL 钢的工艺措施。通过铌、硼、镍微合金化,提高了 Q345EL 钢的-50 ℃低温冲击性能。Q345EL 钢种的成功开发,对产品品种结构调整和提升盈利水平具有重要的意义。
关键词: Q345EL 钢; 微合金化; 低温冲击性能
0 前言
山钢股份莱芜分公司在中型线试制 Q345EL 品种钢,此钢种要求具有- 50 ℃低温冲击性能,对钢中夹杂物、组织形态以及氮氧含量提出了更高的要求。在炼钢- 中型线工序的精心组织和密切配合下,较好的完成了试制计划,轧制性能满足了用户使用要求,提升了产品开发能力。
1 铌硼镍的微合金化机理及作用
1. 1 铌微合金化
铌是强碳、氮化物形成元素,在钢中极易形成稳定难溶的 NbC、Nb ( CN) ,在凝固期,先期析出的 NbC、Nb ( CN) 微小弥散质点,有利于形成较细小的等轴铸造组织,这种结构赋予细小的原始奥氏体晶粒,并将在加热过程中抑制奥氏体晶粒长大。在奥氏体区热变形过程中,根据溶解析出规律,通过控制加热温度、初、终轧温度等参数,控制的析出时机,利用在奥氏体中的析出,钉扎晶界、亚晶界、位错线等晶体缺陷处,来延迟奥氏体再结晶开始时间和防止二次晶粒长大,达到细化奥氏体晶粒,并进而细化铁素体晶粒,对钢产生强韧化作用。在奥氏体/铁素体相变后,析出极为细小( 约 1 ~2 nm) 的,对钢有强烈的沉淀强化作用。
1. 2 硼微合金化
钢中添加少量硼生成的 Fe - C - B 脆性相复合化合物,在轧制过程中固溶于奥氏体中逐渐弥散化,能够提高钢的淬透性; 硼在晶界上的偏聚可以减少磷等元素的偏聚程度,对提高低温冲击韧性具有重要作用,硼还能使含铌钢的热延性得到进一步改善。
1. 3 镍微合金化
镍的主要作用是促成和稳定奥氏体,增加钢的高温强度。此次试制发现镍对提高低温冲击功效果明显。
2 Q345EL 钢种工艺流程
2. 1 工艺流程
铁水预处理( 脱硫)→600 t混铁炉→60 t转炉→60 t LF精炼→矩形坯连铸机→中型线
2. 2 转炉工艺控制
转炉冶炼采用经铁水预处理的低硫铁水和优质废钢作为原料。冶炼过程中控制合适的枪位和加料时机,渣料于终点前 3 min 加完。终点压枪时间不低于 30 s,矿石在吹炼前期加入,加入量控制在 15kg / t 钢以内,终点严禁加矿石降温。做到全过程化渣,终渣不透不允许放钢。
采用挡渣塞及挡渣球挡渣出钢工艺,确保挡好一次渣及二次渣,钢包渣厚小于 100 mm。出钢后在钢包表面加入炉渣改质剂50 kg。为 LF 精炼创造良好的精炼条件。
Q345EL 钢化学成分控制要求见表 1。
2. 3 LF 精炼工艺控制
1) 采用出钢渣洗工艺,出钢前在钢包包底加入全预熔合成渣 100 kg,起到了提前脱氧、脱硫作用,加速精炼前期成渣速度,缩短精炼周期。
2) 进站喂铝线 20 m 进行脱氧调渣,在精炼炉采用复合脱氧剂和硅钙钡进行扩散脱氧,每隔3 min粘渣一次,观察熔渣渣况,根据渣况及时调整脱氧操作。通电化好渣后,大氩气搅拌 1 min,取第一个光谱样,取样完毕喂硼铁线 10 m/炉( 以 50 t 出钢量计,硼回收率按照 70% 计算)