一種40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、鑄坯緩冷、鑄坯加熱、控軋控冷等工序，特征是：（1）轉(zhuǎn)爐采用雙渣操作、出鋼雙擋渣技術，使鋼水含P≤0.015％；（2）LF爐精煉采用喂SiCa線的方法對鋼中夾雜物進行變性處理，用軟吹氬去除鋼中夾雜物；（3）連鑄采用全保護澆鑄；（4）鑄坯堆垛緩冷；（5）鑄坯加熱時，緩慢升溫，保證足夠的均熱時間；（6）控軋控冷使盤條的質(zhì)量和性能達到GB/T3077—1999標準要求。本發(fā)明的生產(chǎn)方法能保證生產(chǎn)的φ10～12mm40Cr熱軋盤條的成分和性能均滿足GB/T3077-1999要求。適用于40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)企業(yè)。
【專利說明】—種40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)方法
[0001]【【技術領域】】
本發(fā)明涉及煉鋼，也涉及軋鋼，進一步而言，屬于熱軋盤條的生產(chǎn)。
[0002]【【背景技術】】
40Cr屬合金結(jié)構(gòu)鋼，執(zhí)行標準GB/T3077—1999，是含碳量以質(zhì)量計為0.37 %~
0.44%、含鉻量為0.80%~1.10%的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。該鋼經(jīng)適當熱處理后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性，正火可促進組織球化，改進切削性能；在溫度550°C~570°C進行回火后，具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高于45 #鋼，適合于高頻淬火、火焰淬火等表面硬化處理。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，如汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)、后半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等；經(jīng)淬火及中溫回火后用于制造承受高負荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉(zhuǎn)子、滑塊、套環(huán)等；經(jīng)淬火及低溫回火后用于制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等；經(jīng)調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、螺釘、螺帽、進氣閥等。此外，這種鋼又適于制造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。
[0003]中國專利數(shù)據(jù)庫中涉及熱軋盤條的申請件不多，僅有200810048226.3號《拉拔用優(yōu)質(zhì)高碳鋼熱軋盤條的生產(chǎn)方法》、200910088148.4號《一種微合金化SWRH87B熱軋盤條及其制造方法》、201020202199.3號《一種Φ5.5mm簾線鋼熱軋盤條生產(chǎn)裝置》和201210331239.8號《一種含Nb微合金化高碳鋼熱軋盤條及制造方法》等。但尚無涉及40Cr熱軋盤條生產(chǎn)的申請件。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的是提供一種40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)方法，使Φ 10~12mm 40Cr熱軋盤條的質(zhì)量和性能滿足標準GB/T3077—1999要求。
[0004]為實現(xiàn)這一目的，發(fā)明人提供的方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、鑄坯緩冷、鑄坯加熱、控軋控冷等工序，本發(fā)明的技術特征是:
⑴轉(zhuǎn)爐冶煉中采用高磷鐵水，通過雙渣操作、出鋼雙擋渣工藝，使鋼水按質(zhì)量分數(shù)計含 P ≤0.015% ；
⑵LF爐精煉中采用電石、SiFe粉造白渣，采用MnFe調(diào)錳、SiFe調(diào)硅，在鋼水成分和溫度達到要求后，喂SiCa線，喂線完畢軟吹氬，軟吹氬以鋼包渣面微微涌動不裸露鋼液面為
且；
⑶連鑄過程采用全保護澆鑄，從盛鋼桶到中間包的鋼流，采用長保護套管輸送，并用吹氬氣的方法進行密封；中間包采用專用覆蓋劑覆蓋鋼水，使空氣與鋼水隔絕，同時達到對鋼水保溫的作用；從中間包到結(jié)晶器的鋼流采用長套管輸送，使鋼流與空氣隔絕；結(jié)晶器采用專用保護渣，使鋼水與空氣隔絕，同時對鋼坯表面進行潤滑，提高鑄坯表面質(zhì)量；
⑷高溫鑄坯堆垛緩冷，這是為了防止40Cr鑄坯在冷卻時產(chǎn)生較大的內(nèi)應力使鑄坯開
裂；(5)鑄坯加熱時要緩慢升溫，并且保證足夠的均熱時間，讓合金元素充分固溶強化，這是為了防止由于40Cr鋼合金含量高,在鑄還加熱時,容易產(chǎn)生較大的熱應力而開裂；
(6)控軋控冷，即軋制時控制好預穿水溫度、吐絲溫度，調(diào)節(jié)好風冷線上的輥道速度和風機風量，得到期望的微觀組織，使盤條的性能達到GB/T3077—1999標準要求。
[0005]上述第⑴個特征中，所述高磷鐵水按質(zhì)量分數(shù)計含P > 0.100%。
[0006]上述第⑵個特征中，所述鋼水成分和溫度達到要求是指鋼水成分達到GB/T3077—1999標準要求，即按質(zhì)量分數(shù)計C=0.37%~0.44%、Si=0.17%~0.37 %, Mn=0.50%~
0.80%, Cr=0.80%~1.10%、P ≤ 0.025%、S ≤ 0.025%，鋼水溫度=155(TC~156(TC ;所述喂SiCa線的長度為200m ;所述軟吹氬時間≥8min。
[0007]上述第⑶個特征中，所述中間包專用覆蓋劑的成分按質(zhì)量百分數(shù)計為Ca0=20%，Si02=36%, Al203=15%, MgO=IO%, C=12% ;所述結(jié)晶器專用保護渣的成分按質(zhì)量百分數(shù)計為 Ca0=25%，Si02=33%，Al203=4%，Mg0=2%, C=16%0
[0008]上述第⑷個特征中，所述堆垛緩冷是控制冷卻速度為0.20C /min~0.3°C /min。
[0009]上述第(5)個特征中，所述緩慢升溫是控制升溫速度為8°C /min~10°C /min。
[0010]上述第(6)個特征中，所述預穿水溫度為850°C~900°C，吐絲溫度為_850°C~
8900C ;所述風冷線上的輥道速度為0.10m/s，所述風機風量控制為40000~80000m3/h。
[0011]本發(fā)明的40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)方法能保證生產(chǎn)的Φ 10~12mm 40Cr熱軋盤條的成分和性能均滿足GB/T3077—1999要求。適用于40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)企業(yè)。
[0012]【【具體實施方式】】
以首鋼水城鋼鐵集團公司煉鋼廠和軋鋼廠采用本發(fā)明生產(chǎn)40Cr熱軋盤條的實踐為例，進一步說明本發(fā)明。
[0013]生產(chǎn)工藝流程
生產(chǎn)工藝包括以下工序:高爐鐵水進入loot頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐冶煉、脫氧合金化、LF爐精煉、150mmX 150mm方坯連鑄、鑄坯緩冷、鑄坯加熱、控軋控冷、Stellmor風冷線冷卻、集卷、檢測、入庫。
[0014]頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐冶煉 (I)原料條件
鐵水成分以質(zhì)量分數(shù)計為Si=0.30%~0.80 %, Mn=0.30%~0.80%、P≤0.120%、S≤0.050%，鐵水溫度≤1250°C，采用優(yōu)質(zhì)廢鋼，石灰成分以質(zhì)量分數(shù)計為CaO > 90%,SiO2 d、S < 0.15%，石灰活性度> 310mlο
[0015](2)裝入制度
鋼鐵料入爐總量為90t，其中鐵水80t，廢鋼10t。
[0016](3)造渣制度
當鐵水含P以質(zhì)量分數(shù)計> 0.100%時，采用雙渣操作，當鐵水P≤0.100 %時，采用單洛操作。
[0017](4)終點控制
采用高拉補吹，避免多次后吹，確保鋼水不過氧化，出鋼成分以質(zhì)量分數(shù)計含C ≥ 0.10%、P ≤ 0.015%、S ≤ 0.035%。
[0018](5)出鋼操作保證出鋼口狀況良好，出鋼時間≥3min，采用擋渣塞+擋渣棒雙擋渣出鋼，鋼包渣層厚度≤50mm。
[0019](6)鋼包要求
要求用紅鋼包，鋼包溫度> 9000C，底吹磚暢通，鋼包潔凈，不得有包沿，確保大包水口自開。
[0020](7)脫氧合金化
采用SiMn合金配Mn,不足Si用SiFe補齊，用高碳CrFe配Cr,用SiCaBa進行終脫氧，合金加入順序為SiMnFe —增碳劑一SiFe — CrFe — SiCaBa (50~80kg/爐)。
[0021](8)轉(zhuǎn)爐溫度控制
對于連澆的第I爐，出鋼溫度≤1650°C，吹氬后溫度為1560°C~1570°C;從連澆的第2爐開始以后的爐次，出鋼溫度≤1640°C，吹氬后溫度為1550°C~1560°C。
[0022](9)鋼水成分控制
按水鋼內(nèi)控目標規(guī)定的成品成分的中下限控制，轉(zhuǎn)爐冶煉的成分控制目標值(即鋼水到達LF爐精煉站時的成分)以質(zhì)量分數(shù)計為C=0.25%~0.35 Si=0.13%~0.17%、Mn= 0.50%~0.60%、Cr=0.75%~0.85%、P ≤ 0.020 %、S< 0.035%。
[0023]鋼包精煉 (I)流程
精煉流程包括以下工序:鋼水進站一破渣殼、預吹氬一入加熱位一成分粗調(diào)、加第一批料一加熱、造白渣一精煉至IOmin時測溫、取樣一調(diào)溫度、成分一測溫、取樣一出加熱位一喂SiCa線一軟吹氬一加保溫劑一連鑄。
[0024](2)破渣殼
鋼水進精煉站后接通底吹管后強吹氬破渣殼。
[0025](3)精煉操作
根據(jù)鋼水到站溫度，采用相應的供電功率化渣，在供電8min內(nèi)形成白渣，并保持白渣時間不小于lOmin，根據(jù)爐內(nèi)溫度、鋼水硫含量和化渣情況調(diào)節(jié)合成渣用量，采用電石、SiFe粉造白渣。精煉過程調(diào)節(jié)除塵風機風量保證微正壓操作。
[0026](4)鋼水成分調(diào)整 采用MnFe調(diào)錳、SiFe調(diào)硅。
[0027](5)喂線和軟吹
在鋼水成分和溫度達到要求后出加熱位，喂SiCa線200米/爐，喂線完畢軟吹氬，軟吹IS時間> 8min,軟吹IS時，以鋼包洛面微微涌動不裸露鋼液面為宜。
[0028](6)精煉周期
精煉周期按40~45min控制。
[0029](7)出精煉站鋼水成分
出精煉站鋼水成分以質(zhì)量分數(shù)計為:c=0.40±0.01 %、Si=0.25±0.05Mn=0.65±0.05%, Cr=0.95±0.05%, P ≤ 0.020%, S ≤0.015%。
[0030](6)出精煉站鋼水溫度
連澆第I爐鋼水軟吹結(jié)束溫度按1585°C~1595°C控制，從連澆第2爐開始以后的爐次按 1550。。~1560°C 控制。[0031]連鑄
(1)保護渣
中間包采用45#鋼保護渣全保護澆鑄。
[0032](2)鑄速
用中間包塞棒控制注流，結(jié)晶器鋼水面波動控制在± 10mm，拉坯速度為1.8±0.05m/min,起步拉速為1.0m/min,正常工作拉速為1.75~1.85m/min。
[0033](3)中間包鋼水溫度
因為40Cr鋼的液相線溫度為1497°C，中間包鋼水過熱度按液相線以上15°C~30°C控制，而連澆第I爐鋼水在此基礎上再高出10°C，所以，對于連澆第I爐鋼，中間包鋼水溫度控制為1522°C~1537°C，從連澆第2爐鋼開始及以后的爐次，中間包鋼水溫度控制為1512? ~1527?。
[0034](4)連鑄配水
二冷比水量為0.6~0.9 L/kg鋼水，水壓為1.0~1.1MPa,流量計算公式為Q=aVg+b其中Q—7jC量，m3/h ;a、b一配水系數(shù)；Vg—拉還速度，m/min。
[0035](5)矯直溫度
矯直溫度> 900°C，以避開裂紋敏感溫度。
[0036](6)結(jié)晶器振動參數(shù)
振幅h=4.1mm,負滑脫率=40% ;振動頻率f=87.5Vg,其中f一振動頻率,次/min ；Vg一拉還速度，m/min。
[0037](7)結(jié)晶器電磁攪拌 電流250A，頻率4Hz。
[0038](8)注流保護
盛鋼桶長水口和中間包長水口均為鋁碳質(zhì)，盛鋼桶長水口吹氬氣密封，中間包長水口采用耐高溫纖維墊密封，以減少鋼水二次氧化。中間包采用擋渣墻，采用無碳覆蓋劑保溫，中間包在開澆前吹氬2~3min，以減少開澆時的鋼水二次氧化及增氮。
[0039](9)中間包液面
中間包液面控制在600~700mm,液面波動為±50mm。
[0040](10)鑄坯冷卻 鑄坯堆垛緩冷，以防止開裂。
[0041](11)鑄坯質(zhì)量
中心疏松≤ 0.5級，中心縮孔≤0.5級，中心裂紋≤1.0級，中間裂紋≤ 1.0級，所有缺陷之和不大于3.0級。
[0042]軋鋼
(I)鑄坯加熱
鑄坯按爐組批，加熱段1100~1150°C，均熱段1080~1130°C，出爐溫度950~1030°C、目標溫度980°C，鋼坯加熱應均勻，鋼坯頭、中、尾溫差< 50°C，加熱過程中防止鋼坯出現(xiàn)過熱、過燒等現(xiàn)象，爐內(nèi)為微還原性氣氛，若停軋在30min以上立即降溫到900°C保溫。
[0043](2)軋制規(guī)格 Φ 10mm 和 Φ 12mm。[0044](3)軋制控制
出預穿水溫度為850°C~900°C，吐絲溫度為850°C~890°C，目標值為870°C。
[0045](4)表面質(zhì)量控制
軋制前，對各機架進出口導衛(wèi)、軋槽的使用情況進行檢查，對不符合要求的要及時更換，盤條頭尾缺陷部分必須剪凈。
[0046](5)盤條不圓度控制
成品盤條不圓度控制在0.30_以內(nèi)，成品表面應光滑，無肉眼可見的裂紋、折疊、耳子等缺陷，嚴禁出現(xiàn)多頭。
[0047]采用本工藝生產(chǎn)的Φ 10~12mm 40Cr熱軋盤條的成分和性能均滿足GB/T3077—1999要求。
【權(quán)利要求】
1.一種40Cr熱軋盤條的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、鑄坯緩冷、鑄坯加熱、控軋控冷、成品檢測、產(chǎn)品入庫工序，其特征包括: ⑴轉(zhuǎn)爐冶煉中采用高磷鐵水，通過雙渣操作、出鋼雙擋渣工藝，使鋼水按質(zhì)量分數(shù)計含P ≤ 0.015% ； (2)LF爐精煉中采用電石、SiFe粉造白渣，采用MnFe調(diào)錳、SiFe調(diào)硅，在鋼水成分和溫度達到要求后，喂SiCa線，喂線完畢軟吹氬，軟吹氬，以鋼包渣面微微涌動不裸露鋼液面為且； ⑶連鑄過程采用全保護澆鑄，從盛鋼桶到中間包的鋼流，采用長保護套管輸送，并用吹氬氣的方法進行密封；中間包采用專用覆蓋劑覆蓋鋼水，使空氣與鋼水隔絕，同時達到對鋼水保溫的作用；從中間包到結(jié)晶器的鋼流采用長套管輸送，使鋼流與空氣隔絕；結(jié)晶器采用專用保護渣，使鋼水與空氣隔絕，同時對鋼坯表面進行潤滑，提高鑄坯表面質(zhì)量； ⑷高溫鑄坯堆垛緩冷，以防止40Cr鑄坯在冷卻時產(chǎn)生較大的內(nèi)應力使鑄坯開裂； (5)鑄坯加熱時要緩慢升溫，并且保證足夠的均熱時間，讓合金元素充分固溶強化，這是為了防止由于40Cr鋼合金含量高,在鑄還加熱時,容易產(chǎn)生較大的熱應力而開裂； (6)控軋控冷，即軋制時控制好預穿水溫度、吐絲溫度，調(diào)節(jié)好風冷線上的輥道速度和風機風量，得到期望的微觀組織，使盤條的性能達到GB/T3077—1999標準要求。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第⑴個特征中，所述高磷鐵水按質(zhì)量分數(shù)計含P≥0.100%。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第⑵個特征中，所述鋼水成分和溫度達到要求是指鋼水成分達到GB/T3077—1999標準要求，即按質(zhì)量分數(shù)計C=0.37 %~0.44%, Si=0.17 % ~0.37 %、Mn=0.50 % ~0.80 %、Cr=0.80 % ~1.10 %、P ≤ 0.025 %、S≤0.025%，鋼水溫度=1550°C~1560°C;所述喂SiCa線的長度為200m ;所述軟吹氬時間≥ 8min。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第⑶個特征中，所述中間包專用覆蓋劑的成分按質(zhì)量百分數(shù)計為Ca0=20%，Si02=36%，Al203=15%，MgO=IO%,C=12% ;所述結(jié)晶器專用保護渣的成分按質(zhì)量百分數(shù)計為Ca0=25 %，Si02=33 %，Al203=4%，Mg0=2 %，C=16 %。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第⑷個特征中，所述堆垛緩冷是控制冷卻速度為 0.20C /min ~0.3°C /min。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(5)個特征中，所述緩慢升溫是控制升溫速度為 8°C /min ~10°C /min。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第(6)個特征中，所述預穿水溫度為850°C~900°C，吐絲溫度為850°C~890°C ;所述風冷線上的輥道速度為0.10m/S，所述風機風量控制為 40000 ~80000m3Aο
【文檔編號】C22C38/18GK103667924SQ201310592692
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】鄭家良, 龍國榮, 李正嵩, 李鴻榮, 高長益, 江金東, 吳華, 張東升, 王曉萍 申請人:首鋼水城鋼鐵（集團）有限責任公司