[发明专利]一种高性能微合金钢的生产方法及其生产用包芯线

说明书

本发明公开了一种高性能微合金钢的生产方法及其生产用包芯线，属于微合金钢生产技术领域。本发明的一种高性能微合金钢的生产方法，包括转炉炼钢、精炼和轧制工艺，经转炉炼钢和出钢脱氧合金化后，在精炼吹氩站或LF钢包炉，根据钢种不同，按照2.5‑3.5m/t钢喂入合金包芯线，该合金包芯线的内芯包括Al、Ti和Mn的氮化物合金粉末，并控制喂线速度为3‑4m/秒，喂线过程进行强吹氩搅拌5‑7分钟，喂完线后进行吹氩弱搅拌1‑2分钟，喂线后钢水中[Ν]含量控制在80‑90PPm，测温取样后上台浇铸；浇注所得钢坯在加热炉内加热温度为1200‑1250℃，开轧温度控制在1040‑1080℃，精轧终轧温度控制在830‑860℃。采用本发明的技术方案，能够有效改善微合金钢板材的使用性能，并降低其生产成本，具有广泛推广价值。

技术领域

本发明属于微合金钢生产技术领域，更具体地说，涉及一种高性能微合金钢的生产方法及其生产用包芯线，在微合金钢、非调质钢等板材生产领域具有广阔的应用前景。

背景技术

现有微合金钢生产过程中通常加入具有细化晶粒和沉淀析出强化作用的V、Nb、Al、Ti等微量元素，使钢材热轧后获得高强度、高焊接性及良好的成型性能。但其不足之处在于钢中加入的微量元素V、Nb、Al、Ti等价格昂贵，从而导致生产成本居高不下，同时Al、Ti属活泼元素，易与钢中的氧反应生成高熔点氧化夹杂物，难以去除，污染钢水，影响连铸正常生产。

二十世纪初，国外开始研究非金属N在钢中的合金化作用，重点研究钢中氮化物、碳氮化物在钢中的强化作用机理，研究结果表明，N与钢中微量的V、Nb、Al、Ti及C形成的高熔点、高强度碳化物、氮化物和碳氮化物，在二次加热冷却过程中，能弥散析出在晶界表面并钉扎在晶界间隙之间，从而能有效抑制晶粒长大，在细化晶粒和沉淀析出强化作用方面比V、Nb、Al、Ti等微量元素作用更加明显，进而可有效地降低微量元素V、Nb、Al、Ti的加入量，降低微合金钢的生产成本。二十世纪中后期，我国开始引入该项技术，以非金属N元素与V、Nb、Al、Ti及C合金化作为一种高强度低合金钢最经济有效的生产方法，广泛应用于HRB400以上高强度热轧带肋钢筋的生产。

但在微合金钢板材生产中，钢中N元素是作为一种有害元素进行严格控制的，N在微合金钢中的溶解度较低，钢中氮化物作用不稳定，控制精度较低，且当微合金钢板材中N元素超过一定含量时(≧70PPm)，铸坯表面的N富集析出时，就会形成角裂和表面微裂纹，从而严重影响钢质。特别是在生产高级别板材时，钢的冶炼过程必须要严格控制N含量。为了降低钢中N含量，板材生产过程中需要严格控制高N含量原材料，并在钢水精炼、连铸过程采用严格保护措施及真空脱气、脱氮手段，从而导致非金属N的合金化作用在微合金钢板材生产中难以得到推广应用，使最终所得微合金钢板材的力学性能受到较大影响。因此，如何降低微合金钢板材的生产成本，并保证其具有高强度、高焊接性及良好成型性等优良使用性能是微合金钢板材生产中急需解决的技术难题。

中国专利申请号为201410255368.2的申请案公开了一种微合金钢和含铁合金的包芯线及其应用和钢水及其制备方法，该申请案通过向微合金钢中喂入含铁合金的包芯线，该包芯线的芯层为含有钒铁合金、氮化硅铁和铁合金的混合物，从而在一定程度上可以有效提高微合金钢中的V、N含量，但采用该申请案的技术方案对钢水中N含量的控制精度相对较差，并不适用于微合金钢板材的生产。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有微合金钢板材的生产成本相对较高，所得产品的性能难以满足使用需求的不足，提供了一种高性能微合金钢的生产方法及其生产用包芯线和该包芯线的制作方法。采用本发明的技术方案，能够有效改善微合金钢板材的使用性能，并降低其生产成本，具有广泛推广价值。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：