[發明專利]一種超低碳烘烤硬化鋼碳含量的精準控制方法

在審

• 申請號: 202210443587.8
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114717385A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 胡曉光;熊華報;付尚紅;馮胤明;黃傳根;楊明;羅霄;呂永林;吳亞男
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10;C21C7/00;C21C7/06;C21C7/068;C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明提供了一種超低碳烘烤硬化鋼碳含量的精準控制方法，綜合考慮轉爐終點氧、終點碳、RH脫碳結束氧、廢鋼加入、脫氧碳粉加入等因素對RH脫碳結束碳的影響，結合澆次順序和增碳的關系，采用合理的增碳方式和增碳合金加入量，基于上述方法達到精準控制超低碳烘烤硬化鋼碳含量的目的，實現C含量與目標C含量差距在±2ppm的范圍。

技術領域

本發明屬于精煉技術領域，具體的說是一種超低碳烘烤硬化鋼碳含量的精準控制方法。

背景技術

國內汽車工業的快速發展極大地推動了汽車板的生產，對汽車板的品種、質量和產量的需求不斷增長。為應對環境惡化、燃費上升、安全要求提高。在汽車車身制造中越來越多地采用具有良好強塑性的高強鋼，一方面在不損失汽車安全性能的前提下減輕車身重量，另一方面降低汽車油耗和減少環境污染。烘烤硬化鋼較軟鋼的屈服強度高，在烘烤硬化之前，該鋼也具有好的深沖性能。因此，在許多新款汽車上已開始大量使用烘烤硬化鋼來代替軟鋼，用于制造汽車車身外覆蓋件。

超低碳高強度烘烤硬化鋼，是在超低碳鋼(C0.005％，N0.004％)中加入適量的Nb或Ti，使鋼中的C、N原子絕大部分被固定成碳氮化物[Ti(CN)]、[Nb(CN)]來保證其深沖性。

烘烤硬化是一種利用固溶的間隙元素(如溶質氮或溶質碳)產生應變老化的方法，通過間隙碳原子對位錯的釘扎提高了強度，但是應該限定間隙原子的種類和數量。由于N原子在室溫下的鐵素體中擴散速度快，因此，在室溫下N應該被完全固定，需要通過添加與N原子具有較強親和力的化學元素來實現，所以在烘烤硬化中，主要依靠C含量來實現期望的烘烤硬化值，一般認為碳元素的范圍為C_目標±5ppm。

2016年5月25日公開的中國專利(申請公布號：CN105603158A)公布了“一種控制超低碳烘烤硬化鋼固溶碳含量的方法”，其發明內容為轉爐冶煉、RH工序及連鑄過程中對生產烘烤硬化鋼的方法。關鍵控制固溶碳含量的步驟如下:

1)而后開啟RH真空泵抽真空至80～100mbar、真空循環提升氣體流量在6～9(NL/min)/噸鋼的條件下真空循環10～15min；2)再進行深脫碳操作，要求RH爐保持真空度在1.2mbar～0.6mbar，真空循環提升氣體流量控制在9～13(NL/min)/噸鋼狀態下循環10～15min；3)真空脫碳完成后，保持真空度在1.2mbar-0.6mbar之間，真空循環提升氣體流量控制在9～13(NL/min)/噸鋼之間，再次取鋼水樣分析碳含量、測溫定氧，當鋼中碳含量降至0.0005wt％～0.0010wt％時，加入鋁粒進行脫氧合金化，脫氧完成后，加入中碳錳鐵將鋼中碳含量調整到0.0023wt％～0.0027wt％，然后加入電解錳將鋼中錳含量調整到0.30wt％～0.70wt％；4)真空脫碳完成以后，保持真空度在1.2mbar～0.6mbar，真空循環提升氣體流量控制在9～13(NL/min)/噸鋼之間狀態，循環時間達到15～25min，破真空出鋼，破真空后不進行頂渣改質，保障靜置時間≥25min。

以上方法存在的問題是：1)該方法RH處理時間長達35-55min，生產周期長，不利于轉爐-精煉-連鑄工序的協調生產；2)該方法在RH脫碳之后需要取樣分析鋼水中的碳含量，此時碳含量為ppm級別，受分析波動的影響較大，參考性不強；3)該方法用中碳錳鐵調整碳含量，中碳錳鐵碳含量(0.8％-1.5％)波動較大，最大值和最小值波動接近2倍，調碳不穩定。

2017年8月8日公開的中國專利(申請公布號：CN104946974B)公布了“超低碳烘烤硬化鋼板坯固溶碳含量的控制方法”，其發明內容為：

1)啟動真空精煉真空泵系統，將真空精煉真空壓力經過3～7min降低至小于等于133Pa，使所述第一鋼水中的碳元素和氧元素互相結合成CO或CO2氣泡并被所述真空泵系統吸取排出；2)在所述真空泵系統工作15min后，對所述第一鋼水采用定氧操作；所述定氧操作完成后調入合金用鋁，再調入中碳錳鐵或高碳錳鐵增碳，通過人工稱量后調入Nb合金，最后獲得所述第二鋼水；