一种低铝低氮钢棉钢及其冶炼方法与流程

本发明属于冶金，具体涉及一种低铝低氮钢棉钢及其冶炼方法。

背景技术：

1、钢棉又称粉碎性钢棉、钢纤维，是一种新型的阻摩材料。钢棉是将φ5.5mm或φ6.5mm的盘条拉拔成φ3mm的钢丝，然后在钢棉机上切削成φ20～60μm的钢纤维。具有不定形断面的钢纤维，收集后呈棉絮状，主要用于制造汽车离合器和刹车片，它比石棉具有更好的制动性能，寿命长、无污染，在国内外已广泛应用。随着技术的进步和市场竞争要求，需要开发高伸长率、断面收缩率的盘条生产工艺，以提高钢棉钢出棉率，进一步降低生产成本，提高市场竞争力。

2、目前行业内的钢棉钢主要存在下列问题：1）抗拉强度普遍在390mpa以上，需要提供一种390mpa以下钢棉钢的生产方法。2）延伸率仅能达到a≥42%，面缩率仅能达到z≥65%，出棉率难以达到85%以上。3）主要依靠提高mn、si、al元素的比例提高质量稳定性，亟需一种低成本的冶炼方法。

3、公告号为cn114774792b的专利公开一种长纤维出棉率高的钢棉钢盘条及其生产方法与应用，盘条抗拉强度rm为430～450mpa，延伸率a≥42%，面缩率z≥65%；其化学成分为：c：0.11～0.13%，si：0.08～0.12%，mn：1.1～1.3%，p≤0.020%，s≤0.015%，残余元素总量≤0.15%，硅当量sieq：0.83～0.98%；mn含量1.1～1.3%，使得生产成本较高。

4、公开号为cn103667877a的专利申请公开一种钢棉用盘条生产方法，其工艺步骤包括：转炉冶炼→lf炉外精炼→连铸→探伤、修磨→加热→轧制→吐丝→斯太尔摩风冷→集卷→检验→入库等。为保证铸坯质量稳定性，其通过对连铸坯探伤、修磨，提高铸坯质量后才能组织轧制，生产成本高，成材率低。此外，钢中铝含量≥0.012%，造成成本升高；伸长率35%～40%，拉拔性能有待提高。

5、公开号为cn114622128a的专利申请公开一种长度≥520mm的长纤维钢棉用盘条的生产方法，生产的钢棉c：0.06～0.10%，si：0.085～0.24%，mn：0.8-1.2%，杂质中的p≤0.0250%，所述杂质中的s≤0.020%，o[t]≤0.01%，als≤0.005%。为了降低钢中铝含量，其采用提高si元素含量0.085～0.24%的方案，冶炼成本较高，钢中氧含量o[t]≤0.01%，不利于夹杂物控制。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种低铝低氮钢棉钢及其冶炼方法，不仅降低了产品生产成本，且钢棉钢抗拉强度rm370～390mpa，伸长率a≥43%，断面缩率z≥75%.

2、为实现上述目的，本发明技术方案如下：

3、一种低铝低氮钢棉钢，其化学成分按照重量百分比计为：c：0.06～0.10%，si：≤0.03%，mn：0.85～1.00%，p≤0.020%，s≤0.025%，b：0.0008～0.0050%，alt：0.0020～0.0050%，n≤0.0060%，ca：≤0.0025%，余量为fe和不可避免的杂质。

4、进一步地，本发明所述低铝低氮钢棉钢抗拉强度rm370～390mpa，伸长率a≥43%，断面缩率z≥75%。

5、本发明所述低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，包括转炉冶炼、lf精炼和连铸。

6、进一步地，本发明所述转炉冶炼：转炉终点控制钢水中碳含量≤0.05%，钢水温度≥1610℃；转炉出钢时依次加入精炼石灰，中碳锰铁，铝锰钛铁；出完钢后，锰含量控制在0.85～0.90%。

7、进一步地，本发明所述精炼石灰的cao含量≥90%；所述铝锰钛铁的铝含量55.0～59.0%，锰含量4.0～8.0%，钛含量1.0～2.0%。

8、进一步地，本发明所述精炼石灰的加入量为每吨钢水2～4kg。

9、进一步地，本发明所述lf精炼：精炼前期根据精炼渣流动性加入石灰、萤石；精炼通电过程分批次加入碳化硅和铝粒进行渣面脱氧；取样化验，根据化验结果加入中碳锰铁、调整成分至目标值。加入铝锰钛铁调整钢中氧含量至10～40ppm，一次性加入硼铁调整钢水中的硼含量至目标值，然后进行钙处理。

10、进一步地，本发明所述石灰加入总量为每吨钢水3.0～5.0kg，所述萤石加入总量为每吨钢水1.0～2.0kg。

11、进一步地，本发明所述碳化硅加入总量为每吨钢水0.1～0.4kg，铝粒加入总量为每吨钢水0.1～0.3kg。

12、进一步地，本发明所述硼铁的硼含量为17.0～19.0%。

13、进一步地，本发明所述连铸：采用氩气保护浇注，使用低硅高镁覆盖剂。

14、进一步地，本发明所述低硅高镁覆盖剂sio2含量≤2.0%，mgo含量≥83.0%。

15、本发明技术方案的发明原理及有益技术效果在于：

16、本发明通过采用精准控氧，以及精确铝元素的控制，降低b类夹杂物尺寸，降低生产成本，简化生产工艺。通过lf炉过程控氧及氧含量的表面活性特点减少钢中吸氮，实现钢棉钢的低氮含量控制，降低因aln夹杂析出导致钢棉钢加工过程的裂纹源，提高钢棉钢的塑性和拉拔性能，保障铸坯质量，实现铸坯无需探伤修磨直接轧制。引入适量硼元素作为微合金化元素，能够显著改善钢材的淬透性，从而调控铁素体与珠光体在基体中呈均匀弥散分布的组织特征。通过低碳含量控制，降低钢的抗拉强度，实现43%以上伸长率，75%以上断面收缩率的钢棉钢盘条生产工艺。

1.一种低铝低氮钢棉钢，其特征在于，所述钢棉钢的化学成分按照重量百分比计为：c：0.06～0.10%，si：≤0.03%，mn：0.85～1.00%，p≤0.020%，s≤0.025%，b：0.0008～0.0050%，alt：0.0020～0.0050%，n≤0.0060%，ca：≤0.0025%，余量为fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种低铝低氮钢棉钢，其特征在于，所述低铝低氮钢棉钢的抗拉强度rm370～390mpa，伸长率a≥43%，断面缩率z≥75%。

3.基于权利要求1或2所述低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，包括转炉冶炼、lf精炼和连铸；所述lf精炼：精炼前期根据精炼渣流动性加入石灰、萤石；精炼通电过程分批次加入碳化硅和铝粒进行渣面脱氧；取样化验，根据化验结果加入中碳锰铁、调整成分至目标值；加入铝锰钛铁调整钢中氧含量至10～40ppm，一次性加入硼铁调整钢水中的硼含量至目标值，然后进行钙处理。

4.根据权利要求3所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述转炉冶炼：转炉终点控制钢水中碳含量≤0.05%，钢水温度≥1610℃；转炉出钢时依次加入精炼石灰，中碳锰铁，铝锰钛铁；出完钢后，锰含量控制在0.85～0.90%。

5.根据权利要求4所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述精炼石灰的cao含量≥90%；所述铝锰钛铁的铝含量55.0～59.0%，锰含量4.0～8.0%，钛含量1.0～2.0%。

6.根据权利要求4所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述精炼石灰的加入量为每吨钢水2～4kg。

7.根据权利要求3所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述石灰加入总量为每吨钢水3.0～5.0kg，所述萤石加入总量为每吨钢水1.0～2.0kg。

8.根据权利要求3所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述碳化硅的加入总量为每吨钢水0.1～0.4kg，所述铝粒的加入总量为每吨钢水0.1～0.3kg。

9.根据权利要求3所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述钙处理后软吹12～15min上连铸机浇注，中包过热度为25～45℃。

10.根据权利要求3所述的低铝低氮钢棉钢的冶炼方法，其特征在于，所述连铸：采用氩气保护浇注，使用低硅高镁覆盖剂。