一種高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)方法，采用轉(zhuǎn)爐-LF精煉-VD真空-連鑄-加熱爐-軋制-加速冷卻-熱處理（Q+T）的工藝路線，通過控制轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、爐外精煉工藝、連鑄澆鑄工藝，同時(shí)采用熱送熱裝技術(shù)及合適的加熱工藝、軋制工藝及熱處理工藝。入爐鐵水沒有進(jìn)行預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法對鋼液進(jìn)行低磷鋼冶煉，LF精煉爐造高堿度、強(qiáng)還原性精煉爐渣進(jìn)行潔凈鋼冶煉，連鑄采用低過熱度、高冷速等，確保了鋼液和鑄坯的質(zhì)量；同時(shí)，軋制前采用熱裝技術(shù)，軋制過程采用大壓下、控軋控冷等技術(shù)，并根據(jù)本鋼種的使用要求和特點(diǎn)制定熱處理工藝，生產(chǎn)出低成本高韌性的耐磨鋼板。
【專利說明】一種高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及到高韌性耐磨鋼生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉及真空處理、板坯連鑄、中厚板軋制及熱處理等工藝方法 。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，產(chǎn)品同質(zhì)化競爭激烈。因此，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本是行業(yè)的趨勢。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對耐磨鋼的使用要求越來越高，許多用戶要求耐磨鋼不僅要有合適的硬度，還要有較高的韌性。
[0003]目前，耐磨鋼的成分設(shè)計(jì)及生產(chǎn)控制工藝不僅成本高，而且也不完全適合當(dāng)前的市場要求，需要對成分設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化升級，生產(chǎn)出更好的更低成本的高韌性耐磨鋼。
[0004]專利檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請的高硅、高錳體系的較多，而且合金成分設(shè)計(jì)復(fù)雜；關(guān)于低成本高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)制造方法的專利極少。CN 102230135 A “一種馬氏體耐磨鋼及其制造方法”，其僅僅是說的馬氏體耐磨鋼的制造方法，沒有涉及到耐磨鋼的高韌性。CN 102134682 A “一種耐磨鋼板”、CN 101928891 A “一種低成本高強(qiáng)度耐磨鋼板及其生產(chǎn)方法”和CN 101880831 A “一種高強(qiáng)度高韌性低合金耐磨鋼及其制造方法”，其鋼的性能都有待改進(jìn)。
[0005]FR2847272公開了一種耐磨鋼，其設(shè)計(jì)的合金成分復(fù)雜。EP 1563104公開了一種耐磨鋼板，該耐磨鋼屬于高碳體系，其合金成分設(shè)計(jì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)方法，通過控制轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、爐外精煉工藝、連鑄澆鑄工藝，同時(shí)采用熱送熱裝技術(shù)及合適的加熱工藝、軋制工藝及熱處理工藝，制造出低成本、高韌性的耐磨鋼板。
[0007]發(fā)明的技術(shù)方案:
一種高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)方法，采用轉(zhuǎn)爐-LF精煉-VD真空-連鑄-加熱爐-軋制-加速冷卻-熱處理(Q+T)的工藝路線，具體控制步驟如下:
(O轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法操作對鋼液中磷含量進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn):C<0.08%,P^0.006%，轉(zhuǎn)爐嚴(yán)格擋渣出鋼，出鋼過程進(jìn)行渣洗操作，并加入鋁錳鐵進(jìn)行脫氧；
(2)在LF精煉爐造高堿度、強(qiáng)還原性精煉渣，對鋼液進(jìn)行脫氧、脫硫、夾雜物轉(zhuǎn)變和合金化操作，在出站前喂入鈣線，然后加入硼鐵，鋼液中硼含量按0.0015%~0.0020%進(jìn)行控制；LF精煉結(jié)束后鋼液進(jìn)VD進(jìn)行真空脫氣處理，VD破空后軟吹IOmin ；
(3)連鑄采用保護(hù)澆注，中包過熱度控制為8~15°C，全程實(shí)行穩(wěn)態(tài)澆注及合理的二次冷卻速度，鑄坯C類偏析控制在1.5級以下；
(4)鑄坯實(shí)行堆冷，熱裝鑄坯溫度降低到30(T50(rC時(shí)，送入加熱爐進(jìn)行加熱；當(dāng)鑄坯是冷坯時(shí)，將鑄坯預(yù)熱到250°C以上后再送人加熱爐進(jìn)行加熱，板坯加熱速度控制在7~lOmin/cm，加熱段溫度控制在1220±20°C，均熱段溫度控制在1200±20°C ； (5)粗軋展寬后的單道次壓下率>15%，中間坯厚度按大于或等于2.5倍板厚控制，粗軋開軋溫度1020~1050°C，終軋溫度93(T960°C;精軋前三道次采用大壓下，精軋開軋溫度820~830°C，終軋溫度78(T810°C;軋后ACC冷卻選擇強(qiáng)冷工藝，開冷溫度760~780°C，返紅溫度580~630°C，冷卻速度6~15°C /s ；
(6)熱處理工藝中，淬火溫度910°C,在爐時(shí)間分鐘按1.3"?.5min/mmX板厚計(jì)算，淬火采用大水量、高冷速；回火溫度控制在18(T230°C，回火時(shí)間分鐘為2.5倍板厚mm。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):入爐鐵水沒有進(jìn)行預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法對鋼液進(jìn)行低磷鋼冶煉，LF精煉爐造高堿度、強(qiáng)還原性精煉爐渣進(jìn)行潔凈鋼冶煉，連鑄采用低過熱度、高冷速等，確保了鋼液和鑄坯的質(zhì)量；同時(shí)，軋制前采用熱裝技術(shù)，軋制過程采用大壓下、控軋控冷等技術(shù)，并根據(jù)本鋼種的使用要求和特點(diǎn)制定熱處理工藝，生產(chǎn)出低成本高韌性的耐磨鋼板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為試驗(yàn)鋼板在1000倍視場下的金相組織圖。
[0010]圖2為試驗(yàn)鋼板在4000倍視場下的金相組織圖。
[0011]圖3為試驗(yàn)鋼板在8000倍視場下的金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例一:
入爐鐵水為正常生產(chǎn)的鐵水，入爐前不進(jìn)行鐵水預(yù)處理。轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入鐵水及廢鋼，鐵水與廢鋼配比為鐵水130噸，廢鋼20噸。轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法進(jìn)行操作。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C為0.065%、P=0.0058% ;嚴(yán)格擋渣出鋼，出鋼時(shí)間5.6min,出鋼1/5時(shí)加入合金，出鋼2/5時(shí)加完合金；出鋼后打入Al線脫氧不少于250m，并視裝入量、終點(diǎn)C、鋼水氧化性的變化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。然后將鋼水運(yùn)送到LF精煉爐進(jìn)行精煉操作。
[0013]LF精煉爐造高堿度、強(qiáng)還原性的精煉爐渣對鋼液進(jìn)行脫氧、脫硫及合金化等操作，確保鋼中氧、硫等元素的含量控制在較低的水平；出站前喂入純Ca線200m，吹A(chǔ)r5min后加入B-Fe合金18kg。然后將鋼水運(yùn)送到VD爐進(jìn)行真空處理。在0.5tor以下的真空度下保真空15min ;真空處理結(jié)束后對鋼液進(jìn)行IOmin以上的軟吹處理，然后將鋼水運(yùn)送到連鑄進(jìn)行燒鑄。
[0014]澆注過程中，中包過熱度控制8~15°C ;連鑄拉速采用中板鑄坯生產(chǎn)典拉速執(zhí)行，嚴(yán)格執(zhí)行穩(wěn)態(tài)澆鑄；生產(chǎn)連鑄坯厚度260_ ;連鑄全程實(shí)行嚴(yán)格的保護(hù)澆鑄，防止鋼液二次氧化和增氮。下線鑄坯進(jìn)行堆冷，當(dāng)鑄坯冷卻到350°C左右時(shí)進(jìn)行熱裝。
[0015]鑄坯在加熱爐的加熱溫度1180~1200°C，出爐板坯心部溫度大于1150°C;加熱速度8~lOmin/cm，總在爐時(shí)間大于4.5h。出爐進(jìn)行高壓除磷，然后進(jìn)入粗軋。粗軋采用“高溫、大壓下、慢速”軋制技術(shù)；壓下規(guī)程編制按軋機(jī)的能力選用最大道次壓下量，最大道次壓下率達(dá)15%以上；開軋溫度1020~1050°C，終軋溫度930~960°C。精軋累計(jì)壓下率大于60%，精軋前三道次采用大壓下；開軋溫度820~830°C，終軋溫度780~810°C。軋后ACC冷卻選擇強(qiáng)冷工藝，開冷溫度760~780°C，冷卻至580~630°C空冷，冷卻速度6~15°C /So
[0016]軋板米用淬火+低溫回火的熱處理方式。奧氏體化的溫度為910°C ;在爐時(shí)間按1.3~1.5min/mmX板厚min計(jì)算；鋼板淬火后進(jìn)回火爐進(jìn)行回火?；鼗饻囟?80~230°C;在爐時(shí)間按2.5倍板厚mm，出爐后空冷。
[0017]成品鋼板性能檢測結(jié)果為:厚度為20mm的鋼板平均硬度為416HB，屈服強(qiáng)度為1263MPa，抗拉強(qiáng)度為1368MPa，延伸率為10.7%，常溫沖擊為93/98/96J，(TC沖擊為79/76/106J, -20°C沖擊為 65/62/71J，-40°C沖擊為 41/43/51J。厚度為 40mm 的鋼板的平均硬度為389HB，屈服強(qiáng)度為1171MPa，抗拉強(qiáng)度為1370MPa，延伸率為11.6%，常溫沖擊為127/143/126J，0°C沖擊為 81/83/76J，-20°C沖擊為 71/76/72J，_40°C沖擊為 51/48/45J。
[0018]實(shí)施例二:
入爐鐵水為正常生產(chǎn)的鐵水，入爐前不進(jìn)行鐵水預(yù)處理。轉(zhuǎn)爐冶煉過程加入鐵水及廢鋼，鐵水與廢鋼配比為鐵水135噸、廢鋼18噸。轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法進(jìn)行操作。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C為0.073%、、P=0.0055% ;嚴(yán)格擋渣出鋼，出鋼時(shí)間5.2min,出鋼1/5時(shí)加入合金，出鋼2/5時(shí)加完合金；出鋼后打入Al線脫氧不少于250m，并視裝入量、終點(diǎn)C、鋼水氧化性的變化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。然后將鋼水運(yùn)送到LF精煉爐進(jìn)行精煉操作。
[0019]LF精煉爐造高堿度、強(qiáng)還原性的精煉爐渣對鋼液進(jìn)行脫氧、脫硫及合金化等操作，確保鋼中氧、硫等元素的含量控制在較低的水平；出站前喂入純Ca線200m，吹A(chǔ)r5min后加入B-Fe合金18kg。然后將鋼水運(yùn)送到VD爐進(jìn)行真空處理。在0.5tor以下的真空度下保真空15min ;真空處理結(jié)束后對鋼液進(jìn)行IOmin以上的軟吹處理，然后將鋼水運(yùn)送到連鑄進(jìn)行燒鑄。
[0020]澆注過程中，中包過熱度控制8~15°C ;連鑄拉速采用中板鑄坯生產(chǎn)典拉速執(zhí)行，嚴(yán)格執(zhí)行穩(wěn)態(tài)澆鑄；生產(chǎn)連鑄坯厚度260_ ;連鑄全程實(shí)行嚴(yán)格的保護(hù)澆鑄，防止鋼液二次氧化和增氮。下線鑄坯進(jìn)行堆冷，當(dāng)鑄坯冷卻到350°C左右時(shí)進(jìn)行熱裝。
[0021]鑄坯在加熱爐的加熱溫度1180~1200°C，出爐板坯心部溫度大于1150°C;加熱速度8~lOmin/cm，總在爐時(shí)間大于4.5h。出爐進(jìn)行高壓除磷，然后進(jìn)入粗軋。粗軋采用“高溫、大壓下、慢速”軋制技術(shù)；壓下規(guī)程編制按軋機(jī)的能力選用最大道次壓下量，最大道次壓下率達(dá)15%以上；開軋溫度1020~1050°C，終軋溫度930~960°C。精軋累計(jì)壓下率大于60%，精軋前三道次采用大壓下；開軋溫度820~830°C，終軋溫度780~810°C。軋后ACC冷卻選擇強(qiáng)冷工藝，開冷溫度760~780°C，冷卻至580~630°C空冷，冷卻速度6~15°C /
So
[0022]軋板采用淬火+低溫回火的熱處理方式。奧氏體化的溫度為910°C ;在爐時(shí)間分鐘按1.3~1.5min/mmX板厚min計(jì)算；鋼板淬火后進(jìn)回火爐進(jìn)行回火?；鼗饻囟?80~230 0C ;在爐時(shí)間分鐘按2.5倍板厚mm，出爐后空冷。
[0023]成品鋼板性能檢測結(jié)果為:厚度為50mm的鋼板平均硬度為385HB，屈服強(qiáng)度為1163MPa，抗拉強(qiáng)度為1336MPa，延伸率為11.7%，常溫沖擊為123/108/126J，O °C沖擊為87/96/103J, -20°C沖擊為 61/58/73J，_40°C沖擊為 46/53/58J。
【權(quán)利要求】
1.一種高韌性耐磨鋼的生產(chǎn)方法，采用轉(zhuǎn)爐-LF精煉-VD真空-連鑄-加熱爐-軋制-加速冷卻-熱處理(Q+T)的工藝路線，其特征在于具體控制步驟如下: (O轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法操作對鋼液中磷含量進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn):C< 0.08%,P^0.006%，轉(zhuǎn)爐嚴(yán)格擋渣出鋼，出鋼過程進(jìn)行渣洗操作，并加入鋁錳鐵進(jìn)行脫氧； (2)在LF精煉爐造高堿度、強(qiáng)還原性精煉渣，對鋼液進(jìn)行脫氧、脫硫、夾雜物轉(zhuǎn)變和合金化操作，在出站前喂入鈣線，然后加入硼鐵，鋼液中硼含量按0.0015%~0.0020%進(jìn)行控制；LF精煉結(jié)束后鋼液進(jìn)VD進(jìn)行真空脫氣處理不低于15min，VD破空后軟吹IOmin ； (3)連鑄采用保護(hù)澆注，中包過熱度控制為8~15°C，全程實(shí)行穩(wěn)態(tài)澆注及合理的二次冷卻速度，鑄坯C類偏析控制在1.5級以下； (4)鑄坯實(shí)行堆冷，熱裝鑄坯溫度降低到30(T50(rC時(shí)，送入加熱爐進(jìn)行加熱；當(dāng)鑄坯是冷坯時(shí)，將鑄坯預(yù)熱到250°C以上后再送人加熱爐進(jìn)行加熱，板坯加熱速度控制在7~lOmin/cm，加熱段溫度控制在1220±20°C，均熱段溫度控制在1200±20°C ； (5)粗軋展寬后的單道次壓下率>15%，中間坯厚度按大于或等于2.5倍板厚控制，粗軋開軋溫度1020~1050°C，終軋溫度93(T960°C;精軋前三道次采用大壓下，精軋開軋溫度820~830°C，終軋溫 度78(T810°C;軋后ACC冷卻選擇強(qiáng)冷工藝，開冷溫度760~780°C，返紅溫度580~630°C，冷卻速度6~15°C /s ； (6)熱處理工藝中，淬火溫度910°C,在爐時(shí)間分鐘按1.3"?.5min/mmX板厚計(jì)算，淬火采用大水量、高冷速；回火溫度控制在18(T230°C，回火時(shí)間分鐘為2.5倍板厚mm。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103540729SQ201310455376
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】楊俊 , 劉建兵, 鄭健, 徐琛, 劉理, 錢亞軍, 楊艷, 龍安輝, 肖九紅 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司