[發(fā)明專(zhuān)利]一種含鈮鋼經(jīng)濟(jì)鈮合金化的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110885914.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113584256B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;張彥恒;黃汝鏗;彭友全;謝林超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21C7/00
• 分類(lèi)號(hào): C21C7/00;C21C7/06;C21C7/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 楊威

本發(fā)明提供了一種含鈮鋼經(jīng)濟(jì)鈮合金化的方法，使用半鋼或鐵水轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)低碳鋼水，通過(guò)優(yōu)化含鈮鋼鈮鐵合金化工藝、限定LD轉(zhuǎn)爐工序鈮合金化要求、LF爐精準(zhǔn)差異化鈮合金化要求和RH爐精準(zhǔn)差異化鈮合金化要求、以及優(yōu)化LD/LF/RH各工序鈮鐵合金加入工藝，實(shí)現(xiàn)控制含鈮鋼以及超低碳鋼LF/VD/VOD/VAD/RH工序鈮成份配加的穩(wěn)定控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的含鈮鋼經(jīng)濟(jì)鈮合金化的方法，可有效、精準(zhǔn)、穩(wěn)定地控制含鈮鋼、以IF鋼為典型代表的超低碳鋼LD/LF/RH工序鈮成份配加穩(wěn)定控制，為L(zhǎng)D/LF/RH實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)鈮成份控制、經(jīng)濟(jì)鈮合金化、生產(chǎn)穩(wěn)定順行提供有力支撐，減少了含鈮鋼、以IF鋼為典型代表的超低碳鋼LD/LF/RH工序鈮成份控制的波動(dòng)、不穩(wěn)定，沖擊和影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定控制的現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含釩半鋼(鐵水)冶煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是涉及一種含鈮鋼經(jīng)濟(jì)鈮合金化的方法。

背景技術(shù)

超低碳鋼具有優(yōu)良的加工性能、電磁性能和韌性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)和家電行業(yè)，一直在迅速發(fā)展。尤其是IF鋼，已成為一個(gè)國(guó)家汽車(chē)用鋼板生產(chǎn)水平的標(biāo)志，世界許多先進(jìn)鋼鐵廠都非常重視IF鋼的生產(chǎn)，安賽樂(lè)米塔爾、新日鐵、JFE、蒂森克虜伯、美鋼聯(lián)、浦項(xiàng)等先進(jìn)鋼廠的IF鋼年產(chǎn)量均在200萬(wàn)噸以上。IF鋼是高級(jí)別汽車(chē)用板中的典型鋼種，是衡量一個(gè)國(guó)家汽車(chē)鋼板生產(chǎn)的重要標(biāo)志之一，目前以IF鋼為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的高防腐蝕性能深沖熱鍍鋅IF鋼板、高強(qiáng)度IF鋼板、深沖高強(qiáng)度烘烤硬化IF鋼板等系列超低碳鋼，已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)板與面板的生產(chǎn)。

鈮，化學(xué)符號(hào)Nb，是一種帶光澤的灰色金屬，具有順磁性，原子序數(shù)41，原子量92.90638，屬于元素周期表上的VB族。1801年英國(guó)C.哈切特從鈮鐵礦中分離出一種新元素的氧化物，并命名該元素為columbium(中譯名鈳)，熔點(diǎn)2468℃，沸點(diǎn)4742℃，密度8.57g/cm³。高純度鈮金屬的延展性較高，但會(huì)隨雜質(zhì)含量的增加而變硬。鈮對(duì)于熱中子的捕獲截面很低，因此在核工業(yè)上有相當(dāng)?shù)挠锰?。?Nb)在鋼中可以形成NbC或NbN等間隙中間相。在再結(jié)晶過(guò)程中，因NbC、NbN對(duì)位錯(cuò)的釘扎及抑制晶粒長(zhǎng)大等作用，從而大大增加了再結(jié)晶時(shí)間。在高于臨界溫度時(shí)，鈮元素對(duì)再結(jié)晶的作用表現(xiàn)為溶質(zhì)拖曳機(jī)制，而在低于臨界溫度時(shí)，則表現(xiàn)為析出釘扎機(jī)制。即當(dāng)晶界在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到一個(gè)質(zhì)點(diǎn)時(shí)，一部分晶界就會(huì)被切斷，如果晶界要掙脫質(zhì)點(diǎn)的釘扎，就必然產(chǎn)生新的界面面積，進(jìn)而增加新的界面能，因此，只有提供更大的驅(qū)動(dòng)力才能使晶粒粗化。鈮在鋼中的特點(diǎn)就是提高奧氏體的再結(jié)晶溫度，擴(kuò)大未再結(jié)晶區(qū)溫度范圍，促進(jìn)奧氏體晶粒形變和缺陷的“累積”，最終達(dá)到細(xì)化鐵素體晶粒的目的。

鈮在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用，在鋼的各種微合金化元素中，廢鈮是最有效的微合金化元素，鈮的作用如此之大，以至于鐵原子中含有豐富的鈮原子，就能達(dá)到改善鋼性能的目的。實(shí)際上鋼中加入0.001％～0.1％的鈮，就足以改變鋼的力學(xué)性能。例如：當(dāng)加入0.1％的合金化元素時(shí)，提高鋼的屈服強(qiáng)度依次為：鈮118MPa；釩71.5MPa；鉬40MPa；錳17.6MPa；鈦為零。實(shí)際上鋼中只需加入0.03％～0.05％Nb，鋼的屈服強(qiáng)度便可提高30％以上。而鋼的成本每噸僅增1美元。例如：普通中碳鋼的屈服強(qiáng)度一般為250MPa，加入微量鈮可使強(qiáng)度提高到350～800MPa。鈮作為微合金化元素加入鋼中并不改變鐵的結(jié)構(gòu)，而是與鋼中的碳、氮、硫結(jié)合，改變鋼的顯微結(jié)構(gòu)。鈮對(duì)鋼的強(qiáng)化作用主要是細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化，鈮能和鋼中的碳、氮生成穩(wěn)定的碳化物和碳氮化物。而且還可以使碳化物分散并形成具有細(xì)晶化的鋼。鈮還可以通過(guò)誘導(dǎo)析出和控制冷卻速度，實(shí)現(xiàn)析出物彌散分布。在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整鋼的韌性水平。因此，加入鈮不僅可以提高鋼的強(qiáng)度，還可以提高鋼的韌性、抗高溫氧化性和耐蝕性！降低鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度，獲得好的焊接性能和成型性能。該成分被廣泛的應(yīng)用到連續(xù)油管的管材材料中。