一种低温用螺纹钢及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及螺纹钢生产领域，提供一种低温用螺纹钢及其生产工艺，用于解决螺纹钢在低温下强度较低的问题。本发明专利技术提供的一种低温用螺纹钢方法，包括：取生铁900~1000质量份、镍锭1~2质量份、铜锭1~2质量份，铝锭3~5质量份、锰铁合金20~25质量份、硅铁1~2质量份、钼铁3~5质量份；依次进行电炉冶炼、精炼炉精炼、真空炉脱气、连铸浇注工序，所述电炉冶炼工序中将生铁、镍锭、铜锭共熔搅拌，所述精炼炉精炼工序中先加入硅铁和锰铁合金熔化后搅拌均匀，再加入钼铁熔化后搅拌均匀，所述真空炉脱气工序汇总加入铝锭。通过螺纹钢的生产过程中加入镍、铜、锰等元素，同时按照一定的顺序加入到冶炼工序中，可以有效的提高螺纹钢的低温韧性。

A Low Temperature Thread Steel and Its Production Process

【技术实现步骤摘要】
一种低温用螺纹钢及其生产工艺
本专利技术涉及螺纹钢生产领域，具体涉及一种低温用螺纹钢及其生产工艺。
技术介绍
众所周知，低碳低合金的结构钢广泛应用于原材料开采、能源开发、交通运输等经济建设领域，已成为最为重要的结构的材料。这些结构件承受的是复杂多变的周期载荷，某些情况下需要适应极端寒冷的气候环境，从而对结构钢屈服强度和低温冲击韧性等基本指标提出了更高的要求，一般是通过成分、轧制、热处理工艺的改进和创新，精确控制组织，从而获得更高的强韧性，兼顾其他性能要求。现在主要通过在冶炼过程中加入一定量的金属镍，以确保螺纹钢可以有一定的低温韧性。但通过添加金属镍并不能进一步提高螺纹钢的韧性，无法提供韧性更高的低温用螺纹钢。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为螺纹钢在低温下强度较低的问题，提供一种低温用螺纹钢及其生产工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种低温用螺纹钢生产工艺，包括：取生铁900~1000质量份、镍锭1~2质量份、铜锭1~2质量份，铝锭3~5质量份、锰铁合金20~25质量份、硅铁1~2质量份、钼铁3~5质量份；依次进行电炉冶炼、精炼炉精炼、真空炉脱气、连铸浇注工序，所述电炉冶炼工序中将生铁、镍锭、铜锭共熔搅拌，所述精炼炉精炼工序中先加入硅铁和锰铁合金熔化后搅拌均匀，再加入钼铁熔化后搅拌均匀，所述真空炉脱气工序汇总加入铝锭。通过螺纹钢的生产过程中加入镍、铜、锰等元素，同时按照一定的顺序加入到冶炼工序中，可以有效的提高螺纹钢的低温韧性。对低温用螺纹钢的生产工艺及配方进行了优化，可以显著的提高低温用螺纹钢的物理性能，尤其可以提高低温下螺纹钢的冲击韧性。所述硅铁：Si73.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述锰铁合金：Mn75.8wt%，C7.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述钼铁合金：Mo72.5wt%，Si1.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。硅：Si促进钢水脱氧并能够提高钢板强度，但是采用Al脱氧的钢水，Si的脱氧作用不大，Si虽然能够提高钢板的强度，但是Si严重损害钢板的低温韧性和焊接性，尤其在大线能量焊接条件下，Si不仅促进M—A岛形成，而且形成的M—A岛尺寸大、分布不均匀，严重损害焊接热影响区(HAZ)的低温韧性和抗疲劳性能，因此钢中的Si含量应尽可能控制得低，考虑到炼钢过程的经济性和可操作性。锰：Mn作为合金元素在钢板中除提高强度和改善韧性外，还具有扩大奥氏体相区，降低Ac1、Ac3、Ar1、Ar3点温度，细化铁素体晶粒之作用；加入过多Mn会增加钢板内部偏析程度，降低钢板力学性能的均匀性和低温韧性；并且提高钢板的淬硬性，影响钢板大线能量焊接性。而小线能量焊接时，焊接热影响区易形成脆硬组织如马氏体、上贝氏体。铜：作为奥氏体稳定化元素，加入少量的Cu可以同时提高钢板强度和低酸度环境下抗HIC性，改善低温韧性而不损害其焊接性；但加入过多的Cu时，在热轧和正火处理过程中，将发生细小弥散的ε-Cu沉淀，损害钢板的低温韧性，同时还可能造成铜脆；但如果加入Cu含量过少，对提高强度、韧性及低酸度下抗HIC无效。镍：Ni是钢板获得优良超低温韧性不可缺少的合金元素；同时钢中加Ni还可以降低铜脆发生，减轻热轧过程的开裂。因此从理论上讲，钢中Ni含量在一定范围内越高越好，但较低的Ni含量有助于提高钢板抗SCC和回火脆化。铝：Al是脱氧元素，同时可以细化晶粒，若铝含量过小，效果不显著，若铝含量过大，易形成氧化物杂物，恶化钢的低温冲击韧性。钼：Mo使硬化能增加，大量添加时会增加成本，并降低韧性和可焊性；回火时，形成碳化物颗粒，从而有利于析出强化。优选地，取生铁950~1000质量份、镍锭1.5~2质量份、铜锭1.5~2质量份，铝锭4~5质量份、锰铁合金23~25质量份、硅铁1.5~2质量份、钼铁4~5质量份。对螺纹钢生产配方的进一步优化，可以显著的提高螺纹钢的物理性能，尤其是低温下螺纹钢的冲击韧性。优选地，取生铁950质量份、镍锭1.5质量份、铜锭1.5质量份，铝锭4质量份、锰铁合金23质量份、硅铁1.5质量份、钼铁4质量份。配方进一步优化后制备的螺纹钢可以有效的提高螺纹钢的生产效率。优选地，所述铜锭为改性铜锭。改性的铜锭可以进一步提高螺纹钢的低温韧性。优选地，所述改性铜锭的改性方法为：取电解铜60~70质量份、电解镍10~15质量份、海绵锆0.1~0.5质量份、硅粉1~4质量份；将电解铜、电解镍、硅粉在真空下初次熔化，经精炼后冷凝结壳；将冷凝结壳后的产物再次熔化，精炼后在氩气条件下，加入已经加热熔化了的海绵锆，倾炉搅拌；浇铸成型，冷却后加热开坯轧制、退火后得到改性铜锭。对铜锭的改性过程中引入了锆，并进一步引入了镍，可以在电炉冶炼过程中使得整个反应体系一直保持较高的镍的含量，进而充分提高螺纹钢的低温韧性。优选地，所述初次熔化时，控制真空度为1~2Pa，精炼50~60min；所述再次熔化时，在1400~1450℃下精炼30~60min。在真空下熔化后制得合金，再将合金熔化后加入锆，并且在相应的温度和精炼时间下可以有效地提高螺纹钢的低温韧性。优选地，所述浇铸成型过程中，浇铸后冷却，对铸块进行铣面处理后加热至1000~1100℃开坯轧制，然后在700~750℃下退火。对浇铸后的铸块进行再处理值得的改性铜锭，可以进一步提高螺纹钢的低温韧性。优选地，所述硅粉为改性纳米二氧化硅，所述改性纳米二氧化硅的制备方法为：取硝酸铜10~12质量份、正硅酸甲酯15~20质量份、柠檬酸25~30质量份、纳米二氧化硅40~50质量份、硝酸钴25~30质量份；将硝酸铜、正硅酸甲酯、柠檬酸溶于乙醇，60℃水浴后2~4h后，加入纳米二氧化硅，得到前驱体；将前驱体在120℃下干燥24h，再在800℃下焙烧8h，得到中间体；将硝酸钴配置成水溶液，等体积浸渍与上述中间体，110℃干燥12h后，再在400℃下焙烧48h得到改性纳米二氧化硅。优选地，所述真空炉脱气工序中加入铝锭后搅拌50~60min。优选地，所述连铸浇铸工序中，控制连铸配拉速1.2~1.6m/min，连铸开浇第一炉中间包过热度控制在40~50℃，连浇炉过热度控制在40~45℃，浇注拉速控制在1.2~1.6m/min。一种低温用螺纹钢，根据上述的工艺制备的螺纹钢。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：通过螺纹钢的生产过程中加入镍、铜、锰等元素，同时按照一定的顺序加入到冶炼工序中，可以有效的提高螺纹钢的低温韧性；对铜锭的改性过程中引入了锆，并进一步引入了镍，可以在电炉冶炼过程中使得整个反应体系一直保持较高的镍的含量，进而充分提高螺纹钢的低温韧性。具体实施方式以下实施列是对本专利技术的进一步说明，不是对本专利技术的限制。实施例1一种低温用螺纹钢的生产工艺，包括：取生铁950质量份、镍锭1.5质量份、铜锭1.5质量份，铝锭4质量份、锰铁合金23质量份、硅铁1.5质量份、钼铁4质量份；依次进行电炉冶炼、精炼炉精炼、真空炉脱气、连铸浇注工序，所述电炉冶炼工序中将生铁、镍锭、铜锭共熔搅拌，所述精炼炉精炼工序中先加入硅铁和锰铁合金熔化后搅拌均匀，再加入钼铁熔化后搅拌均匀，所述真空炉脱气工序汇总加入铝锭。所述铜锭为改性铜锭。所述改性铜锭的改性方法为：取电解铜65质量份、电解镍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温用螺纹钢的生产工艺，其特征在于，包括：取生铁900~1000质量份、镍锭1~2质量份、铜锭1~2质量份，铝锭3~5质量份、锰铁合金20~25质量份、硅铁1~2质量份、钼铁3~5质量份；依次进行电炉冶炼、精炼炉精炼、真空炉脱气、连铸浇注工序，所述电炉冶炼工序中将生铁、镍锭、铜锭共熔搅拌，所述精炼炉精炼工序中先加入硅铁和锰铁合金熔化后搅拌均匀，再加入钼铁熔化后搅拌均匀，所述真空炉脱气工序汇总加入铝锭。

【技术特征摘要】
1.一种低温用螺纹钢的生产工艺，其特征在于，包括：取生铁900~1000质量份、镍锭1~2质量份、铜锭1~2质量份，铝锭3~5质量份、锰铁合金20~25质量份、硅铁1~2质量份、钼铁3~5质量份；依次进行电炉冶炼、精炼炉精炼、真空炉脱气、连铸浇注工序，所述电炉冶炼工序中将生铁、镍锭、铜锭共熔搅拌，所述精炼炉精炼工序中先加入硅铁和锰铁合金熔化后搅拌均匀，再加入钼铁熔化后搅拌均匀，所述真空炉脱气工序汇总加入铝锭。2.根据权利要求1所述的一种低温用螺纹钢的生产工艺，其特征在于，取生铁950~1000质量份、镍锭1.5~2质量份、铜锭1.5~2质量份，铝锭4~5质量份、锰铁合金23~25质量份、硅铁1.5~2质量份、钼铁4~5质量份。3.根据权利要求2所述的一种低温用螺纹钢的生产工艺，其特征在于，取生铁950质量份、镍锭1.5质量份、铜锭1.5质量份，铝锭4质量份、锰铁合金23质量份、硅铁1.5质量份、钼铁4质量份。4.根据权利要求1所述的一种低温用螺纹钢的生产工艺，其特征在于，所述铜锭为改性铜锭。5.根据权利要求1所述的一种低温用螺纹钢的生产工艺，其特征在于，所述改性铜锭的改性方法为：取电解铜60~70质量份、电解镍10~15质量份、海绵...

【专利技术属性】
技术研发人员：周新平，
申请(专利权)人：广州广钢新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44