[发明专利]优质碳素结构钢材料及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种优质碳素结构钢材料及其生产工艺。该优质碳素结构钢材料由如下元素组成：C：0.58‑0.61%；Si：0.22‑0.27%；Mn：0.83‑0.86%；P：≤0.025%；S：≤0.020%；Cr≤0.09%；Al：0.005‑0.030%；Cu：≤0.025%；B：0.002‑0.003%；Ti：0.009‑0.015；Nb：0.015‑0.019；余量为Fe。本发明的有益效果为：该优质碳素结构钢材料具有较高的强度和硬度。

技术领域

本发明涉及碳素结构钢材料，特别涉及一种优质碳素结构钢材料及其生产工艺。

背景技术

优质碳素结构钢是含碳小于0.8％的碳素钢，所含的硫、磷及非金属夹杂物较少，机械性能较为优良。

公开号为CN102041444A的中国专利公开了一种低碳低硅优质碳素结构钢及其生产方法。该优质碳素结构钢的化学成分为(单位：wt％)：C：≤0.06，Si：≤0.03，Mn：0.35-0.50，P：≤0.018，S≤0.012，Als：0.005-0.025，其他为Fe和残留元素。

该优质碳素结构钢的碳含量和锰含量均较低，导致强度和硬度较低，有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种优质碳素结构钢材料。该优质碳素结构钢材料具有较高的强度和硬度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种优质碳素结构钢材料，由如下元素组成：C：0.58-0.64％；Si：0.20-0.30％；Mn：0.80-0.90％；P：≤0.030％；S：≤0.030％；Cr≤0.25％；Al：0.005-0.030％；Cu：≤0.20％；B：0.002-0.003％；Ti：0.009-0.015；Nb：0.015-0.019；余量为Fe。

通过采用上述技术方案，碳元素含量较高，能够提高钢材的强度和硬度，但是会导致塑性和韧性下降；硅元素能够细化晶粒，散布均匀，提高钢材的强度，不影响塑性和韧性。锰元素的含量较高，能够提高钢材的强度和硬度，降低钢材的脆性；铝能够细化晶粒，改善钢材的韧性，提高抗氧化性能；硼元素能够防止磷、硫的偏析，抑制晶界脆化，从而有利于改善钢材的韧性；钛元素和铌元素能够显著细化晶粒，改善钢材的组织结构，使夹杂物变性，减少钢材中带状组织。

本发明另一发明目的在于提供一种上述优质碳素结构钢材料的生产工艺，包括如下步骤：转炉熔炼、LF炉精炼、连铸机浇注、热轧、缓冷；

所述转炉熔炼步骤和LF炉精炼步骤中，均加入造渣剂；

所述造渣剂由如下重量份数的组分为主要原料制成：

氧化铁30-40份

氧化铝15-20份

氧化锰10-15份

氧化钙3-6份

氧化镁2-4份

氧化硼l-5份

氧化钛0.1-l份

粘结剂l-3份。

通过采用上述技术方案，氧化铁、氧化铝、氧化硼、氧化钛的加入，能够降低氧化钙的熔点，促进氧化钙熔解，降低炉渣黏度，从而能够降低炉渣的熔点，改善并保持炉渣的流动性，最终能够提升化渣能力，加快化渣速度，提升脱磷和脱硫效果，提升操作性能，在避免使用萤石的情况下具有比加入萤石更好的冶炼指标。氧化锰为助溶剂，促进氧化钙熔解。氧化镁作为调渣剂加入，提高渣中氧化镁含量。粘结剂能够使其他组分进行粘合，便于进行加工和储存。

本发明进一步设置为：所述粘结剂包括有机粘结剂和无机粘结剂，所述有机粘结剂和无机粘结剂的混合重量比为1∶3-5。