一种含钒钛的碳素钢及其制造方法.pdf

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1、10申请公布号CN102002634A43申请公布日20110406CN102002634ACN102002634A21申请号201010519865022申请日20101026C22C38/14200601C22C33/0420060171申请人攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司地址617067四川省攀枝花市东区向阳村申请人攀钢集团研究院有限公司攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司攀钢集团攀枝花钢钒有限公司72发明人刘明邓通武杨洪波柯晓涛杨文中雷秀华代华云74专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限公司11286代理人郭鸿禧张军54发明名称一种含钒钛的碳素钢及其制造方法57摘要本发明提供了一种含钒钛的碳素。

2、钢及其制造方法，该制造方法包括初炼钢水；在钢水的C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020时，向钢包出钢；在出钢过程中，调整钢水的SI含量为017037，MN含量为070100，并调整钢水的氧含量在00020以下；控制钢水的ALS含量为00150025，ALS表示酸溶铝；在钢包精炼炉中调整钢水的氧含量在00010以下；调整钢水的TI含量为00050010，V含量为002004；调整钢水的C含量为017023，从而得到碳素钢，该碳素钢包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS和002004的V，余量为FE和。

3、不可避免的杂质，碳素钢中各元素的含量均为重量百分比含量。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书11页CN102002646A1/3页21一种含钒钛的碳素钢的制造方法，包括以下步骤A初炼钢水；B在钢水的C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020时，向钢包出钢；C在出钢过程中，调整钢水的SI含量为017037，MN含量为070100，并调整钢水的氧含量在00020以下；D控制钢水的ALS含量为00150025，ALS表示酸溶铝；E在钢包精炼炉中调整钢水的氧含量在00010以下；F调整钢水的TI含量为00050010，V含量为0020。

4、04；G调整钢水的C含量为017023，从而得到含钒钛的碳素钢，所述含钒钛的碳素钢包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS和002004的V，余量为FE和不可避免的杂质，含钒钛的碳素钢中各元素的含量均为重量百分比含量。2根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述含钒钛的碳素钢中不可避免的杂质包括不大于0025的P、不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。3根据权利要求1所述的制造方法，其中，在步骤A中采用转炉来初炼钢水。4根据权利要求1所述的制造方。

5、法，其中，在步骤C中采用铝锰铁、铝铁、硅铁、金属锰和低碳锰铁中的至少一种调整钢水的氧含量在00020以下。5根据权利要求1所述的制造方法，其中，在步骤C中采用硅铁来控制钢水的SI含量，采用金属锰、铝锰铁和低碳锰铁中的至少一种来控制钢水的MN含量。6根据权利要求1所述的制造方法，其中，在步骤D中向钢水加入铝来控制钢水的AL含量。7根据权利要求1所述的制造方法，其中，在步骤E中采用CAC2或CAC2与铝的组合调整钢水的氧含量在00010以下。8根据权利要求3所述的制造方法，其中，步骤A包括在转炉内冶炼铁水来获得钢水，在步骤E中采用CAC2调整钢水的氧含量在00010以下，CAC2的使用量为铁水加入。

6、量9518220710，所述CAC2的使用量的单位是KG，所述铁水加入量的单位是吨。9根据权利要求1所述的制造方法，其中，在钢包精炼炉中对钢水加热5分钟至10分钟之后调整钢水的TI含量和V含量，调整钢水的TI含量的步骤包括将钛铁合金加入钢水，调整钢水的V含量的步骤包括将钒铁合金加入钢水。10根据权利要求9所述的制造方法，其中，将钛铁合金和钒铁合金加入钢水之后对钢水加热5分钟至10分钟，然后停止加热，向钢水喂入碳来调整钢水的C含量。11根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述制造方法还包括在步骤G之后对钢水进行连铸，连铸操作所使用的中间包中的钢水的温度为15301555。12一种含钒钛的碳素钢的。

7、制造方法，包括以下步骤A初炼钢水；B在钢水的C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020权利要求书CN102002634ACN102002646A2/3页3时，向钢包出钢；C在出钢过程中，调整钢水的SI含量为017037，MN含量为070100，并调整钢水的氧含量在00020以下；D控制钢水的ALS含量为00150025，ALS表示酸溶铝；E在钢包精炼炉中调整钢水的氧含量在00010以下，并调整钢水的C含量为017023；F对钢水进行循环真空脱气处理，并调整钢水的TI含量为00050010，V含量为002004，从而得到含钒钛的碳素钢，所述含钒钛的碳素钢包含017023的C。

8、、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS和002004的V，余量为FE和不可避免的杂质，含钒钛的碳素钢中各元素的含量均为重量百分比含量。13根据权利要求12所述的制造方法，其中，所述含钒钛的碳素钢中不可避免的杂质包括不大于0025的P、不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。14根据权利要求12所述的制造方法，其中，在步骤A中采用转炉来初炼钢水。15根据权利要求12所述的制造方法，其中，在步骤C中采用铝锰铁、铝铁、硅铁、金属锰和低碳锰铁中的至少一种调整钢水的氧含量在。

9、00020以下。16根据权利要求12所述的制造方法，其中，在步骤C中采用硅铁来控制钢水的SI含量，采用金属锰、铝锰铁和低碳锰铁中的至少一种来控制钢水的MN含量。17根据权利要求12所述的制造方法，其中，在步骤D中向钢水加入铝来控制钢水的AL含量。18根据权利要求12所述的制造方法，其中，在步骤E中采用CAC2或CAC2与铝的组合调整钢水的氧含量在00010以下。19根据权利要求14所述的制造方法，其中，步骤A包括在转炉内冶炼铁水来获得钢水，在步骤E中采用CAC2调整钢水的氧含量在00010以下，CAC2的使用量为铁水加入量9518220710，所述CAC2的使用量的单位是KG，所述铁水加入量的。

10、单位是吨。20根据权利要求12所述的制造方法，其中，在钢包精炼炉中对钢水加热5分钟至10分钟之后停止加热，然后向钢水喂入碳来调整钢水的C含量。21根据权利要求12所述的制造方法，其中，对钢水进行循环真空脱气处理的步骤包括在RH真空装置中对钢水进行真空脱气处理，在压强不大于300PA的条件下真空处理的时间不少于10分钟。22根据权利要求12所述的制造方法，其中，调整钢水的TI含量的步骤包括将钛铁合金加入钢水，调整钢水的V含量的步骤包括将钒铁合金加入钢水。23根据权利要求12所述的制造方法，其中，所述制造方法还包括在步骤F之后对钢水进行连铸，连铸操作所使用的中间包中的钢水的温度为15301555。。

11、24一种含钒钛的碳素钢，所述含钒钛的碳素钢按重量计包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS和002004的V，余量为FE和不可避免的杂质，其中ALS表示酸溶铝。权利要求书CN102002634ACN102002646A3/3页425根据权利要求24所述的含钒钛的碳素钢，其中，所述含钒钛的碳素钢中不可避免的杂质包括不大于0025的P、不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。权利要求书CN102002634ACN102002646A1/11页5一种含。

12、钒钛的碳素钢及其制造方法技术领域0001本发明涉及一种碳素钢及其制造方法，特别涉及一种可用于高压锅炉的含钒钛的碳素钢及其制造方法。背景技术000220MNG钢是中国国家标准GB53102008高压锅炉用无缝钢管中的一种优质碳素结构钢，其化学组分与ASTM/ASME技术规范中的SA210C钢的化学组分基本相同。GB53102008规定20MNG钢按重量计包含017023的C、017037的SI、070100的MN、不大于0025的P、不大于0015的S、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI、不大于015的MO和不大于008的V。0003近期的研究表明，控制锅炉钢的AL含量在。

13、很低的范围是锅炉钢生产的关键，其原因主要在于AL含量高会导致后部冷加工的成材率极其低下。然而，通常情况下，AL是钢中比较重要的合金元素。AL的作用首先体现为用于钢水的终脱氧，可使钢水平衡氧处在较低水平，避免高氧钢的出现；其次AL又是重要的细晶元素，可提高钢的强韧性；另外AL还可用来固氮N。体现上述作用的AL的加入量一般在0020以上。0004在现有的锅炉钢冶炼技术中，在钢中缺少足够AL的情况下，可采用LF炉精炼或者LF炉精炼真空处理的方法来避免高氧钢，可采用控制轧制温度的方法细化钢的晶粒。然而，现有技术始终未考虑因缺少足够的AL，钢中会出现部分游离N的危害性。0005即使采用转炉流程冶炼钢，钢。

14、中也残留有00040006的氮电炉流程更高。该部分氮是用AL给予固定的，否则氮会以自由态的形式存在于钢中，增大钢材时效性，降低耐冲击性能，严重的还会造成钢材过早失效。0006综上所述，在现有20MNG钢的生产技术中，应采取低ALT全铝路线；然而，过低的ALT会造成钢中存在一定量的自由氮，增大钢材时效性，降低耐冲击性能，严重的还会造成钢材过早失效。发明内容0007本发明提供了一种含钒钛的碳素钢及其制造方法，从而克服了上述技术问题中的一个或多个技术问题。0008根据本发明的含钒钛的碳素钢按重量计包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的。

15、ALS和002004的V，余量为FE和不可避免的杂质，其中ALS表示酸溶铝。0009碳素钢中不可避免的杂质可包括不大于0025的P、不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。0010根据本发明一方面的含钒钛的碳素钢的制造方法包括以下步骤A初炼钢水；B在钢水的C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020时，向说明书CN102002634ACN102002646A2/11页6钢包出钢；C在出钢过程中，调整钢水的SI含量为017037，MN含量为070100，并调整钢水的氧含量在00020以下；D控制钢。

16、水的ALS含量为00150025，ALS表示酸溶铝；E在钢包精炼炉中调整钢水的氧含量在00010以下；F调整钢水的TI含量为00050010，V含量为002004；G调整钢水的C含量为017023，从而得到含钒钛的碳素钢，该碳素钢包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS和002004的V，余量为FE和不可避免的杂质，碳素钢中各元素的含量均为重量百分比含量。0011在步骤A中可采用转炉来初炼钢水。0012在步骤C中可采用铝锰铁、铝铁、硅铁、金属锰和低碳锰铁中的至少一种调整钢水的氧含量在00020以下。0013在步骤C中可采用硅。

17、铁来控制钢水的SI含量，可采用金属锰、铝锰铁和低碳锰铁中的至少一种来控制钢水的MN含量。0014在步骤D中可向钢水加入铝来控制钢水的AL含量。0015在步骤E中可采用CAC2或CAC2与铝的组合调整钢水的氧含量在00010以下。0016步骤A可包括在转炉内冶炼铁水来获得钢水，在步骤E中可采用CAC2调整钢水的氧含量在00010以下，CAC2的使用量KG可为铁水加入量吨9518220710。0017在钢包精炼炉中可对钢水加热5分钟至10分钟之后调整钢水的TI含量和V含量，调整钢水的TI含量的步骤可包括将钛铁合金加入钢水，调整钢水的V含量的步骤可包括将钒铁合金加入钢水。0018将钛铁合金和钒铁合金。

18、加入钢水之后可对钢水加热5分钟至10分钟，然后停止加热，向钢水喂入碳来调整钢水的C含量。0019该制造方法还可包括在步骤G之后对钢水进行连铸，连铸操作所使用的中间包中的钢水的温度可为15301555。0020根据本发明另一方面的含钒钛的碳素钢的制造方法包括以下步骤A初炼钢水；B在钢水的C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020时，向钢包出钢；C在出钢过程中，调整钢水的SI含量为017037，MN含量为070100，并调整钢水的氧含量在00020以下；D控制钢水的ALS含量为00150025，ALS表示酸溶铝；E在钢包精炼炉中调整钢水的氧含量在00010以下，并调整钢水的C。

19、含量为017023；F对钢水进行循环真空脱气处理，并调整钢水的TI含量为00050010，V含量为002004，从而得到含钒钛的碳素钢，该碳素钢包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS和002004的V，余量为FE和不可避免的杂质，碳素钢中各元素的含量均为重量百分比含量。0021在步骤A中可采用转炉来初炼钢水。0022在步骤C中可采用铝锰铁、铝铁、硅铁、金属锰和低碳锰铁中的至少一种调整钢水的氧含量在00020以下。0023在步骤C中可采用硅铁来控制钢水的SI含量，可采用金属锰、铝锰铁和低碳锰说明书CN102002634ACN。

20、102002646A3/11页7铁中的至少一种来控制钢水的MN含量。0024在步骤D中可向钢水加入铝来控制钢水的AL含量。0025在步骤E中可采用CAC2或CAC2与铝的组合调整钢水的氧含量在00010以下。0026步骤A可包括在转炉内冶炼铁水来获得钢水，在步骤E中可采用CAC2调整钢水的氧含量在00010以下，CAC2的使用量KG可为铁水加入量吨9518220710。0027在钢包精炼炉中可对钢水加热5分钟至10分钟之后停止加热，然后向钢水喂入碳来调整钢水的C含量。0028对钢水进行循环真空脱气处理的步骤可包括在RH真空装置中对钢水进行真空脱气处理，在压强不大于300PA的条件下真空处理的时。

21、间可不少于10分钟。0029调整钢水的TI含量的步骤可包括将钛铁合金加入钢水，调整钢水的V含量的步骤可包括将钒铁合金加入钢水。0030该制造方法还可包括在步骤F之后对钢水进行连铸，连铸操作所使用的中间包中的钢水的温度为15301555。0031根据本发明的含钒钛的碳素钢及其制造方法，钢中的N被充分地固定，即能够有效地避免自由氮的存在，从而减小了用作锅炉钢时的时效性并防止了耐冲击性能的降低。此外，本发明的含钒钛的碳素钢具有很低的ALS或ALT，不会对后部的冷加工产生不利影响。具体实施方式0032根据本发明的含钒钛的碳素钢按重量百分比包含017023的C、017037的SI、070100的MN、0。

22、0050010的TI、00050010的ALS酸溶铝和002004的V，余量为FE以及不可避免的杂质。在本说明书中，涉及到的所有组分的含量均为重量百分比含量。0033根据本发明的含钒钛的碳素钢中不可避免的杂质可包括不大于0025的P、不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。0034钢中的N是难以去除的气体元素。通常，采用转炉流程冶炼的钢中残留有00040006的氮。如果LF炉钢包精炼炉精炼时电弧长时间裸露加热埋弧不良，或者浇铸过程中的氩气保护不良等，则钢中氮含量可能达到0007；如果再使用含氮高的原料，例如使用高含。

23、氮的沥青焦增碳，使用生产电解铝的副产品铝灰进行造渣等，则还会使钢水氮含量达到0009。根据本发明，充分考虑了转炉流程冶炼钢可能出现的各种增氮因素，限定含钒钛的碳素钢的最大氮含量为0009。0035TI通过与N形成牢固的氮化钛TIN质点来固定钢中的N，细小的TIN质点还可细化钢的晶粒。如果TI含量小于0005，则钢中间隙氮原子固定得不够充分，并且因为TI含量太少而使用含量过高的ALS和/或V来固定N如后文所述，在这种情况下会增加钢的后部冷加工的难度和/或降低钢的韧性。如果TI含量大于0010，则会产生大尺寸的TIN方形夹杂物，容易划伤钢基形成内部裂纹源，从而降低钢的疲劳性能。因此，本发明的含钒钛。

24、的碳素钢包括00050010的TI。说明书CN102002634ACN102002646A4/11页80036钢中的铝分为两种类型。一种是冶炼时来不及上浮到钢渣中的脱氧产物AL2O3中的铝，由于AL2O3不能溶于酸中，所以将与氧结合形成AL2O3的铝称为酸不溶铝。另一种是可被酸溶解的铝，主要有单质铝和氮化铝ALN中的铝，其称为酸溶铝，通常用“ALS”表示。钢中酸溶铝和酸不溶铝之和称为全铝，通常用“AL”或“ALT”表示。一般钢水经过精炼后，ALT中有90以上的是ALS，或者ALS含量约等于ALT含量。本发明所称的酸溶铝指如上所述存在于钢中可以被酸溶解的铝ALS，所涉及的对酸溶铝的量的表述指上述。

25、可以被酸溶解的铝元素的量。0037在钢的冶炼过程中添加作为脱氧元素的铝。此外，虽然AL和N的亲合力弱于TI和N的亲合力，但铝也能通过与N形成ALN质点来固定钢中的N，细小的ALN质点还可细化钢的晶粒。如果ALS含量小于0005，则固N效果不明显，并且因为ALS含量太小而使用含量过高的TI和/或V来固定N，易于产生大尺寸的TIN方形夹杂物和/或降低钢的韧性。如果ALS含量大于0010，则会增加钢的后部冷加工的难度。因此，本发明的含钒钛的碳素钢包括00050010的ALS。0038V和N的亲合力弱于AL和N的亲合力，但V同样可以与N形成氮化钒VN质点来固定钢中的N。如果V含量小于002，则固定N的。

26、效果不明显，并且因为V含量太小而使用含量过高的TI和/或AL来固定N，易于产生大尺寸的TIN方形夹杂物和/或增加钢的后部冷加工的难度。如果V含量大于004，则会降低钢的韧性。因此，本发明的含钒钛的碳素钢包括002004的V。0039本发明的含钒钛的碳素钢中00050010的TI、00050010的ALS和002004的V可以充分地固定钢中不超过0009的N，从而最大限度地减小钢的时效性。0040根据本发明第一实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法包括初炼钢水和LF炉精炼钢水。在下文中，将详细描述根据本发明第一实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法。0041首先，可在转炉内加入铁水，利用转炉吹氧脱碳的功能，。

27、将铁水初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020时，向钢包出钢。0042在出钢过程中，可向钢包加入预脱氧剂和合金化材料，将钢水的氧含量脱除到00020以下，控制SI含量为017037，控制MN含量为070100。预脱氧剂可包括铝质预脱氧剂。铝质预脱氧剂可包括铝锰铁FEALMN、铝铁FEAL等中的至少一种。合金化材料可包括硅铁FESI、铝锰铁、金属锰和低碳锰铁中的至少一种。此外，合金化材料中的SI、MN也有脱氧的作用。该步骤中的脱氧方式为沉淀脱氧方式，即钢水中的氧与所加入的AL、SI和MN生成不溶于钢水的氧化物或复合氧化物而析出，然后生成的脱氧产物上。

28、浮到钢渣中。0043然后，将铝例如铝线喂入钢水，控制钢的ALS含量为00150025。这里，控制ALS含量为00150025是考虑到后部精炼工序及可选的连续铸钢工序均可能存在ALS转化成AL2O3的现象。经过深入研究发现，如果在初炼过程中将ALS含量控制成00150025，则能够确保连铸冷却后的铸坯的ALS含量在00050010的范围内。0044之后，采用LF炉在吹氩的条件下进行钢水精炼。具体地讲，可首先加入作为脱氧说明书CN102002634ACN102002646A5/11页9剂的CAC2或CAC2与铝例如AL丸的组合，然后开始电加热。在精炼过程中，因为CAC2和铝例如AL丸的比重小于钢水。

29、的比重，所以加入的脱氧剂即，CAC2或CAC2与铝的组合主要存在于钢渣中而脱去钢渣中的氧。因为钢渣的氧含量小于钢水的氧含量，所以钢水中的氧传递到钢渣中，然后被钢渣中的脱氧剂脱除，这种脱氧方式称为扩散脱氧方式。精炼过程中的电加热保证了钢渣的熔融状态，从而便于脱氧剂发挥作用。0045脱氧剂CAC2或CAC2与铝例如AL丸的组合的加入量以控制钢水中的氧含量在00010以下为准。0046CAC2的脱氧产物包含CO气体，可使炉气具有一定的还原性，同时可使炉渣发泡，有利于LF炉埋弧加热，减少钢水吸收空气中的氮的可能性。因此，本发明优选地单独使用CAC2作为脱氧剂。在单独使用CAC2含量为70以上的电石作为。

30、脱氧剂的情况下，电石的加入量单位为KG可为铁水加入量吨数951822，以确保将钢水中的氧含量控制在00010以下。0047在LF炉中对钢水电加热5分钟至10分钟之后，调整钢水的TI含量和V含量，使得钢水中的TI含量为00050010，V含量为002004。例如，将钛铁FETI合金加入钢水来调整TI含量，将钒铁FEV合金加入钢水来调整V含量。如果对钢水加热不足5分钟就调整TI含量和V含量，则钢水上面的钢渣不会全部成熔融状态，不利于钛铁合金和钒铁合金穿过渣层进入钢水，即不能保证TI、V的回收率。如果对钢水加热长于10分钟的时间之后调整TI含量和V含量，则LF炉作业时间过长，不能保证钢的生产节奏，可。

31、能造成连铸机断浇，增加钢的生产成本，降低设备的作业效率。0048然后，对钢水再加热5分钟至10分钟，停止加热，将碳喂入钢水，调整钢水的C含量为017023。在一个实施例中，采用喂线机喂入碳包芯线来调整钢水的C含量。如果在LF炉中对钢水再加热不少于5分钟的时间之后调整C含量，则可保证加入的钛铁合金和钒铁合金熔化，且使TI、V元素均匀分布在钢水中。如果在LF炉中对钢水再加热超过10分钟的时间之后调整C含量，则LF炉作业时间过长，不能保证钢的生产节奏，可能造成连铸机断浇，增加钢的生产成本，降低设备的作业效率。0049钢水精炼过程中钢水的温度由钢的液相线温度确定。本发明的含钒钛的碳素钢的液相线温度为1。

32、5041514。在根据本发明第一实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法中，精炼过程中钢水的温度为钢水的液相线温度或比液相线温度略高的温度。0050在转炉向钢包出钢时，不可避免地会带入一定量的转炉渣到钢包中。转炉渣磷含量高，在LF炉还原气氛作用下，渣中的一部分磷再次回到钢液中，而使P元素略有增加。然而，因为在转炉冶炼钢水时将P含量控制成不大于0015，所以尽管P含量略有增加，但不会超过0025。0051在精炼过程中，可以大幅度地脱除钢水中的S。这是因为脱氧剂中的CAC2使得钢渣有良好的还原性，并且增加钢渣中的CAO含量，所以钢水和钢渣中的FES与CAO反应生成CAS而大幅度地脱除。0052本发明的碳素。

33、钢中可能包含的杂质元素或称为残余元素CU、CR、NI、MO不能通过上述的初炼钢水和LF炉精炼钢水从钢水中去除。因此，可以通过控制原料即铁水中这些杂质元素的含量来控制本发明的碳素钢中这些元素的含量。0053根据本发明第一实施例的碳素钢的制造方法，通过在转炉内冶炼钢水，再经过LF说明书CN102002634ACN102002646A6/11页10炉精炼，可将钢中N含量控制在0009以下。例如，可以通过以下方式中的至少一种方式将钢中N含量控制在0009以下在转炉吹炼过程中始终用AR气进行底吹；在转炉吹炼后期将底吹气体由氮气改为AR气；在LF炉精炼过程中，使钢渣泡沫化，避免电弧直接和空气接触电离空气中。

34、的氮气。0054通过本发明第一实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法，得到本发明的含钒钛的碳素钢，其按重量计包含017023的C、017037的SI、070100的MN、00050010的TI、00050010的ALS酸溶铝和002004的V，余量为FE以及不可避免的杂质。该碳素钢的不可避免的杂质可包含不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。0055根据本发明第一实施例的碳素钢的制造方法，只在钢水初炼过程中加入作为预脱氧剂的铝，在后部的精炼钢水中可以不加入铝，因此脱氧产物AL2O3上浮时间长，易于生产AL2O3含量少的高。

35、质量钢材。0056根据本发明第二实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法与根据本发明第一实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法的区别在于还包括在LF炉精炼钢水之后的连铸的步骤。本发明的碳素钢的液相线温度为1504至1514，连续铸造中间包的温度控制在15301555。该温度范围可通过前面LF炉的电加热来实现，具体地讲，LF炉精炼过程中钢水的温度为液相线温度或比液相线温度略高的温度钢包到中间包的温度损失例如4050中间包过热度例如2035。将中间包钢水的温度控制在15301555，能够保证钢水在低过热度条件下全部浇铸完成。0057根据本发明第三实施例的碳素钢的制造方法包括初炼钢水、LF炉精炼钢水和RH真空脱气。

36、循环真空脱气。在下文中，将详细描述根据本发明第三实施例的碳素钢的制造方法。0058首先，可在转炉内加入铁水，利用转炉吹氧脱碳的功能，将铁水初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为005010，P含量不大于0015，S含量不大于0020时，向钢包出钢。0059在出钢过程中，可向钢包加入预脱氧剂和合金化材料，将钢水的氧含量脱除到00020以下，控制SI含量为017037，控制MN含量为070100。预脱氧剂可包括铝质预脱氧剂。铝质预脱氧剂可包括铝锰铁FEALMN、铝铁FEAL等中的至少一种。合金化材料可包括硅铁FESI、铝锰铁、金属锰和低碳锰铁中的至少一种。此外，合金化材料中的SI、MN也有脱氧的作用。该。

37、步骤中的脱氧方式为沉淀脱氧方式，即钢水中的氧与所加入的AL、SI和MN生成不溶于钢水的氧化物或复合氧化物而析出，然后生成的脱氧产物上浮到钢渣中。0060然后，将铝例如铝线喂入钢水，控制钢的ALS含量为00150025。这里，控制ALS含量为00150025是考虑到后部精炼工序、RH真空脱气及可选的连续铸钢工序均可能存在ALS转化成AL2O3的现象。经过深入研究发现，如果在初炼过程中将ALS含量控制成00150025，则能够确保连铸冷却后的铸坯的ALS含量在00050010的范围内。0061之后，采用LF炉在吹氩的条件下进行钢水精炼。具体地讲，可首先加入作为脱氧说明书CN102002634ACN。

38、102002646A7/11页11剂的CAC2或CAC2与铝例如AL丸的组合，然后开始电加热。在精炼过程中，因为CAC2和铝例如AL丸的比重小于钢水的比重，所以加入的脱氧剂即，CAC2或CAC2与铝的组合主要存在于钢渣中而脱去钢渣中的氧。因为钢渣的氧含量小于钢水的氧含量，所以钢水中的氧传递到钢渣中，然后被钢渣中的脱氧剂脱除，这种脱氧方式称为扩散脱氧方式。精炼过程中的电加热保证了钢渣的熔融状态，从而便于脱氧剂发挥作用。0062脱氧剂CAC2或CAC2与铝例如AL丸的组合的加入量以控制钢水中的氧含量在00010以下为准。0063CAC2的脱氧产物包含CO气体，可使炉气具有一定的还原性，同时可使炉渣。

39、发泡，有利于LF炉埋弧加热，减少钢水吸收空气中的氮的可能性。因此，本发明优选地单独使用CAC2作为脱氧剂。在单独使用CAC2含量为70以上的电石作为脱氧剂的情况下，电石的加入量单位为KG可为铁水加入量吨数951822，以确保将钢水中的氧含量控制在00010以下。0064在LF炉中对钢水加热5分钟至10分钟，停止加热后，将碳喂入钢水，调整钢水的C含量为017023。在一个实施例中，采用喂线机喂入碳包芯线来调整钢水的C含量。如果在LF炉中对钢水再加热不少于5分钟的时间之后调整C含量，则可保证脱氧剂CAC2或CAC2与铝例如AL丸的组合的熔化，只有脱氧剂熔化后才能脱去渣中的氧，进一步使钢液进行扩散脱。

40、氧。如果在LF炉中对钢水再加热超过10分钟的时间之后调整C含量，则LF炉作业时间过长，不能保证钢的生产节奏，可能造成连铸机断浇，增加钢的生产成本，降低设备的作业效率。0065钢水精炼过程中钢水的温度由钢的液相线温度确定。本发明的含钒钛的碳素钢的液相线温度为15041514。在根据本发明第三实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法中，精炼过程中钢水的温度为钢水的液相线温度或比液相线温度略高的温度RH真空脱气的损失温度例如3040。0066然后，对钢水进行RH真空脱气处理，RH真空脱气处理的主要作用在于将钢中的氢脱除到更低的水平。具体地讲，可在RH真空装置中对钢水进行真空处理，真空处理的总时间以压强不大于。

41、300PA的处理时间在10分钟以上为准。0067在RH真空脱气处理的过程中，调整钢水的TI含量和V含量，使得钢水中的TI含量为00050010，V含量为002004。例如，将钛铁FETI合金加入钢水来调整TI含量，将钒铁FEV合金加入钢水来调整V含量。0068本发明的碳素钢中可能包含的杂质元素或称为残余元素CU、CR、NI、MO不能通过上述的初炼钢水、LF炉精炼钢水和RH真空脱气处理从钢水中去除。因此，可以通过控制原料即铁水中这些杂质元素的含量来控制本发明的碳素钢中这些元素的含量。0069根据本发明第三实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法，通过在转炉内冶炼钢水，再经过LF炉精炼和RH真空脱气处理，。

42、可将钢中N含量控制在0009以下。例如，可以通过以下方式中的至少一种方式将钢中N含量控制在0009以下在转炉吹炼过程中始终用AR气进行底吹；在转炉吹炼后期将底吹气体由氮气改为AR气；在LF炉精炼过程中，使钢渣泡沫化，避免电弧直接和空气接触电离空气中的氮气。0070通过本发明第三实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法，得到本发明的含钒钛的碳素钢，其按重量计包含017023的C、017037的SI、070100的MN、说明书CN102002634ACN102002646A8/11页1200050010的TI、00050010的ALS酸溶铝和002004的V，余量为FE以及不可避免的杂质。该碳素钢的不可避。

43、免的杂质可包含不大于0015的S、不大于0009的N、不大于020的CU、不大于025的CR、不大于025的NI和不大于015的MO。0071根据本发明第三实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法，只在钢水初炼过程中加入作为预脱氧剂的铝，在后部的精炼钢水和RH真空脱气处理中可以不加入铝，因此脱氧产物AL2O3上浮时间长，易于生产AL2O3含量少的高质量钢材。0072根据本发明第四实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法与根据本发明第三实施例的含钒钛的碳素钢的制造方法的区别在于还包括在RH真空脱气处理之后的连铸的步骤。本发明的含钒钛的碳素钢的液相线温度为15041514，连续铸造中间包的温度控制在1530155。

44、5。该温度范围可通过前面LF炉的电加热来实现，具体地讲，LF炉精炼过程中钢水的温度为液相线温度或比液相线温度略高的温度RH真空脱气的损失温度例如3040钢包到中间包的温度损失例如4050中间包过热度例如2035。将中间包钢水的温度控制在15301555，能够保证钢水在低过热度条件下全部浇铸完成。0073下面结合示例进一步说明本发明的含钒钛的碳素钢及其制造方法。0074示例10075在公称容量为120吨实际出钢量为125吨135吨的转炉内加入140吨铁水，利用转炉吹氧脱碳的功能将铁水初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为005，P含量为0011，S含量为0010，SI含量为002，MN含量为003时，。

45、开始向钢包出钢。转炉冶炼完成后的钢水的量为133吨。0076在出钢过程中，向钢包加入可将钢水氧含量脱除到00020以下的FEAL铝含量为40，其余为FE350KG，以及FESISI含量为73，其余为FE500KG和金属MNMN含量为98，其余为FE1000KG。加完后，用定氧仪测得钢水实际氧含量为00015，钢水中SI和MN含量分别增加到024和071。然后，用喂线机将10MM的AL线28KG喂入钢水，控制钢水的ALS含量为0025。0077之后，在LF炉中将50KGAL丸和270KG电石CAC2含量为75以上加入钢水，然后进行加热。加热5分钟后，取样分析，钢水的N含量为00075，C含量为0。

46、08。然后继续加热，同时加入FETI30A国标GB/T32822006中的钛铁牌号41KGTI含量为30，其余为FE，TI回收率约为75原料铁水为含TI铁水，所以即使不加钛铁，钢液中始终残留有约0003的TI和FEV80A国标GB/T41392004中的钒铁牌号245KGV含量是80，其余为FE，V回收率约为95原料铁水为含V铁水，所以即使不加钒铁，钢液中始终残留有约0006的V。然后继续加热6分钟后停止加热，用喂线机向钢水中喂入碳粉200KG以含碳的包芯线的形式喂入，该包芯线是用06MM厚的铁皮包裹碳粉而制成，碳粉含C量不低于90。用定氧仪测得钢水实际氧含量为00008。取样分析，钢水的TI。

47、含量、V含量、ALS含量和C含量分别为0010、002、0011和020。0078最后，在6机6流方坯连铸机上将钢水浇铸成280MM380MM的铸坯。连续浇铸时中间包温度为1530。取中间包钢样分析钢的化学组分为021的C、025的SI、072的MN、0010的TI、002的V、0010的ALS、0011的ALT、0011的P、0009的S、说明书CN102002634ACN102002646A9/11页13005的CU、004的CR、004的NI和003的MO，其余为FE和另外的不可避免的杂质。0079280MM380MM连铸坯锻造成30MM圆棒，然后再机加工成510MM和1560MM的圆棒。按GB/T201242006测定510MM的圆棒的总N含量。1560MM的圆棒经过恒电流电解收集残渣磷酸硫酸酸溶蒸馏，最后采用靛酚蓝吸收光度法测定化合N含量。总N含量为00083，化合N含量为00083，这说明0010的TI、002的V、0010的ALS能够充分固定钢中的N。0080示例20081在公称容量为120吨实际出钢量为125吨135吨的转炉内加入140吨铁水，利用转炉吹氧脱碳的功能将铁水初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为010，P含量为0014，S含量为0015，SI含量为005，MN含量为008时，开始向钢包出钢。转炉冶炼完成后的钢水的量为1。