一种转炉流程地铁吊座用圆钢生产制备方法与流程

本发明涉及特殊钢领域，具体涉及一种转炉流程地铁吊座用圆钢生产制备方法。

背景技术：

1、地铁吊座是保证乘客安全平稳的关键部件。随着地铁速度的不断提高，对地铁用钢性能的要求也越来越高，地铁用钢要求在非调质状态下承受高强度载荷和低温冲击载荷。轧后态地铁用钢要求在-40℃条件下低温冲击性能不低于34j，屈服强度和抗拉强度等性能指标都有非常高的要求。所以地铁用钢生产上，对钢材成分设计、转炉冶炼、精炼、连铸等要求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，就可严重影响钢材的强度和冲击性能不合格。为了降低正火成本，本发明开发了利用合金添加替代正火处理，添加的合金元素在热加工过程中的固溶与析出，可以改善钢材产品最终组织和性能，减少了正火生产工序，又降低了生产成本。

2、因此，开发了具有高强度、低温冲击韧性和高的钢质纯净度的地铁用圆钢满足高端产品要求，是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种转炉流程地铁吊座用钢生产制备方法，该方法采用转炉+lf+rh+矩形坯(350mm×470mm)冶炼工艺，生产制造生产地铁用圆钢s355j2+n，既保证了地铁吊座用圆钢s355j2+n的成品钢材低倍组织、非金属夹杂物、气体含量等指标，又保证了地铁吊座用圆钢s355j2+n的表面质量水平，具有高强度、低温冲击韧性(-40℃，≥31j)和高的钢质纯净度，实现了转炉流程批量生产高品质地铁用钢的突破，满足高端产品要求，填补了地铁用钢市场空白。同时，为了降低正火成本，本发明开发了利用钒铁合金添加替代正火处理，添加的合金元素在热加工过程中的固溶与析出，可以改善钢材产品最终组织和性能，减少了正火生产工序，又降低了生产成本。

2、为了达到上述发明目的，本发明提供了一种转炉流程地铁吊座用圆钢s355j2+n生产制备方法，包括成分设计和工艺设计，具体步骤：转炉冶炼→精炼炉lf→真空脱气rh→连铸→步进式加热炉加热→高压水除鳞→轧制工艺→缓冷。满足地铁吊座用圆钢s355j2+n的质量要求，而且低倍组织、非金属夹杂物、气体含量等指标也能达到标准要求。

3、为了满足转炉流程地铁吊座用圆钢s355j2+n要求，确定化学成分，按质量百分比计为c：0.13％～0.17％，si：0.17％～0.37％，mn：1.41％～1.49％，p：≤0.012％，s：≤0.010％，cr：0.05％～0.18％，v：0.02％～0.05％，余量为铁和不可避免的杂质。

4、为了保证钢材纯净度，需要钢材氧含量≤15×10-6、氮含量≤70×10-6、氢含量≤2×10-6。

5、一种转炉流程地铁吊座用圆钢s355j2+n生产制备方法，所述工艺路线包括：转炉冶炼→lf精炼→rh真空脱气→连铸→步进式加热炉加热工艺→高压水除鳞→轧制工艺→缓冷(保温)；

6、其中，所述转炉冶炼工艺为：采用废钢和铁水冶炼，其中废钢占25～30％，铁水占70～75％；氧气氧化，激烈沸腾、自动流渣，出钢温度1670～1680℃，出钢时候c为0.12～0.13％，p≤0.010％，出钢1/4～1/3时加入辅料及合金。合金吨钢加入量：硅锰10～11.5kg/t，铝粒0.25～0.28kg/t，高锰9～10.5kg/t。辅料吨钢加入量：菱镁石10～12.2kg/t，活性石灰20～22.5kg/t，石灰12～14.5kg/t，铁碳球7～7.8kg/t，矩形坯保温剂100～110kg/炉。

7、基于以上技术方案，进一步的，所述lf炉精炼为：采用23000～24000a大电流升温化渣，当渣面波动、钢水及电弧不裸露时，补加活性石灰，5min后第一次取样分析化学成分，按照化学成分目标值补加合金，合金应加到氩气流上，以促进合金快速熔化和均匀化。当钢水温度达到1600～1615℃时加入扩散脱氧剂2～3.5kg/t钢进行扩散脱氧，闭炉门10min，当钢水温度达到1635～1640℃温度时第二次取样分析化学成分，以确认各化学元素成分含量距目标值要求的偏离值，二次样取走后，补加扩散脱氧剂继续调渣，补加合金吨钢加入量：铝粒0.5～1.2kg/t，中锰1.5～2.2kg/t，硅铁0.6～1.2kg/t，钒铁0.6～1.0kg/t，保持熔渣碱度ph值为2.6～3.6，熔渣粘度0.80～1.30pa·s，同时继续保持白渣熔炼20～30min，当钢水温度达到1640～1645℃，进行终脱氧喂al线1.1～1.2米/t钢，喂线结束后开始静吹氩，保持时间10～20min。同时继续保持白渣熔炼25～30min。lf后渣样二元碱度(cao/sio2)保证r1≥8.0，三元碱度((cao+mgo)/sio2保证r2≥10，四元碱度((cao+mgo)/(sio2+al2o3))保证r3≥1.3。

8、基于以上技术方案，进一步的，所述rh精炼为：在真空泵启动前氩气压力控制0.1～0.3mpa，以渣面微动钢水不裸露，当真空度达到100pa～110pa时开始计时，保持时间10～15min，视钢水成分参照目标成分补加铝粒、高锰，同时将氩气压力调整至0.3～0.5mpa，静吹氩结束后，加入硅钙线200～220kg/炉。

9、基于以上技术方案，进一步的，所述连铸为：浇铸温度1547～1555℃，中间包温度1530～1535℃，拉速0.45～0.5m/min，中包h控制≤2.5ppm，结晶器电磁搅拌电流400～420a，末端电磁搅拌电流330～335a，频率8～8.2hz；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；铸坯切割采用自动加人工相结合的方式，连铸坯红钢垫底，上压两炉铸坯保证平直度，保温时间30～40h。

10、基于以上技术方案，进一步的，所述连铸坯的尺寸为350mm*470mm。基于以上技术方案，进一步的，所述加热工艺为：根据钢种特性，采用三段式加热制度，设计预热段温度≤750℃，时间1h～1.2h；加热二段温度：840℃～880℃，时间1h～1.2h；加热一段温度：1190℃～1220℃，时间1h～1.2h；均热段温度：1180℃～1210℃，均温2h～2.5h；出钢温度：1170℃～1190℃。加热工艺曲线如图1所示。

11、基于以上技术方案，进一步的，所述高压水除磷工艺为：除磷水采用浊环水，喷水压力压力20-30mpa。

12、基于以上技术方案，进一步的，所述棒材的生产规格为φ83～φ190mm，优选为φ150mm。

13、基于以上技术方案，进一步的，所述轧制工艺包括初轧机轧制→连轧机组，具体为：

14、采用1150mm bd初轧机开坯，轧制7道次，压下量：第1道次60～61mm，第2道次70～71mm，第3道次66～67mm，第4道次57～58mm，第5道次66～67mm，第6道次72～73mm，第7道次72～73mm，经过3架850mm轧机，1架735mm轧机，然后进入8架连轧机组轧制。

15、轧制φ150mm棒材工艺：初轧制成中间坯高268～268.2mm，宽232～232.2mm；第1道次高229～229.2mm，宽245～245.2mm，第2道次高192～192.2mm，宽235～235.2mm；第3道次高200～200.2mm，宽195～195.2mm；第4道次高169～169.2mm，宽212～212.2mm；第5道次高177～177.2mm，宽180～180.2mm；第6道次高141～141.2mm，宽192～192.2mm；第7道次高152～152.2mm，宽152～152.2mm；第8道次高152～152.2mm，宽152～152.2mm，第8道次后出成品。

16、基于以上技术方案，进一步的，所述钢材的开轧温度1100℃～1200℃，终轧温度≥850℃。

17、基于以上技术方案，进一步的，保温工艺：钢材保温48～52h；入坑温度550～600℃，出坑温度100～300℃。

18、基于以上技术方案，进一步的，所述转炉冶炼之前，高炉铁水经过铁水预处理。

19、基于以上技术方案，进一步的，工艺路线中的缓冷，之后进行精整→探伤→检验→入库。

20、本发明的有益效果：

21、(1)采用转炉冶炼→精炼炉lf→真空脱气rh→矩形坯连铸350mm×470mm连铸坯冶炼工艺和轧制工艺生产地铁吊座用圆钢s355j2+n，生产规格为φ150mm圆钢，保证了钢质纯净度。

22、(2)合理的成分设计和生产工艺保证表面质量。

23、(3)成品钢材低倍组织、非金属夹杂物、气体含量均满足高端产品要求。

24、(4)添加的合金元素在热加工过程中的固溶与析出，可以改善钢材产品最终组织和性能，减少了正火生产工序，又降低了生产成本。