一種耐磨鋼板的生產方法

2023-05-24 08:35:56

專利名稱：一種耐磨鋼板的生產方法
技術領域：
本發明屬於鋼鐵冶煉技術，特別是一種耐磨鋼板的生產方法。
背景技術：
高強度耐磨鋼板作為一類重要的鋼鐵材料，廣泛應用於礦山機械、車輛、船舶、橋梁等行業。隨著經濟的迅速發展，對高強度耐磨板的需求增長迅猛。現有耐磨鋼工藝路線一般分三種熱軋+淬火+回火；控軋+軋後控冷+回火或控軋+正火+回火；控軋+水幕控制冷卻+回火。現有技術的缺陷是耐磨鋼板的組織為回火馬氏體或貝氏體，組織粗大、鋼板性能不均勻；加入大量的合金元素強化馬氏體，提高馬氏體的淬硬性及回火抗力，提高鋼板的淬透性，以滿足鋼板高強度、高硬度性能，生產成本高； 火焰切割後，在切割處產生軟點而形成裂紋源，在外力作用下裂紋擴展，造成鋼板開裂，經常形成質量異議；塑性及韌性差，同時不易冷彎成型；加入大量合金元素後，鋼板焊接性能差；合金含量高，連鑄坯易產生表面裂紋，連鑄坯下線後要堆垛緩冷，必須帶溫清理，增加生產難度，清理操作作業環境差。中國專利申請號20101(^60178. 1 「一種低成本高強度耐磨鋼板及其生產方法」， 工藝為Q+T，成分體系為C-Si-Mn-Cr-Ti。該鋼板生產工藝為淬火+回火，其組織為粗大的回火馬氏體組織，傳統的淬火後回火耐磨鋼的殘餘奧氏體為< 3%。該發明存在的不足之處是繼承了傳統耐磨鋼的特點，低的回火溫度及加入Cr合金元素，鋼的高硬度的同時塑性極韌性差；(淬火+回火)鋼板中加入Cr後，Cr既提高鋼板的強度及硬度，Cr同時降低材料的衝擊韌性；鋼板採用熱軋後加速冷卻，鋼板的塑性及韌性亦低，這也是在目前在軋制工藝研究中發現的不爭事實；回火溫度430°C時，馬氏體中將析出ε碳化物，為阻礙碳化物的析出必須有足夠的Si，該鋼中Si低，回火後鋼的塑性及韌性差；耐磨鋼回火溫度430°C時Cr23C6 及Cr7C3未完成向M2C的轉變，鋼板的性能不均勻，造成大量性能不合鋼板；鋼中入Cr後，連鑄坯易產生裂紋，板坯需要帶溫清理，清理操作工況條件差；鑄坯表面質量不穩，不能實現熱坯直裝加熱，不利於節能減排。

發明內容
本發明的目的是克服上述已有技術的不足之處，提供一種耐磨鋼板(8 60mm)的生產方法。該方法降低耐磨鋼成分中合金含量，不採用貴重合金Ni、Mo等元素，採用合適的軋制工藝及Q-P處理工藝，形成馬氏體+殘餘奧氏體(5% 10%)及析出50 IOOnm碳化物複合組織，提高耐磨鋼板的綜合性能，特別是提高塑性及韌性，生產出低成本、高性能的匪360、NM400鋼板；軋鋼生產進行直裝，改善操作工作業環境，實現節能減排、綠色鋼鐵的理念。本發明的技術方案
一種耐磨鋼板的生產方法，生產工藝路線為鐵水脫硫一轉爐冶煉一精煉一連鑄一軋制 —Q-P處理。
鋼的化學成分質量百分比為C=O. 15 0. 20，Si=O. 4 0. 7，Mn=O. 7 1. 50， P 彡 0. 020，
S 彡 0. 010，Ti=O. 020 0. 10，B=O. 0005 0. 0020，Nb=O. 010 0. 020，其餘量為 Fe 和
不可避免的雜質。鋼的生產工藝步驟為
(1)鐵水脫硫鐵水入轉爐前確保扒渣乾淨；處理後鐵水硫含量S ^ 0. 010%。(2)轉爐冶煉終點控制C彡0. 06%,P ^ 0. 015%，S彡0. 015% ；確保C-T協調出鋼， 出鋼時間> :3min ；擋渣出鋼，渣厚< 50mm ；出鋼過程中向鋼包內加入預熔渣；各類合金應在出鋼至1/4左右時開始加入，到2/3左右時加完。(3)精煉備好Mn-Fe和Si-Fe等合金散料，根據LF爐第一個樣成分補加適量合金調整成分，嚴格控制上下爐碳量差 15min ；精煉結束前加入B-Fe硼鐵並進行鋼水Ti含量調整與控制；出站時根據鋼水中AlT含量適量調整；出站前對鋼水進行軟吹氬操作，軟吹氬時間應大於5min ；開澆爐出站溫度16 16;34°C，連澆爐出站溫度1618 鋼水進VD爐即開啟全程吹氬、測溫，在VD爐總吹氬時間彡30分鐘抽真空目標0.5 tor以下，保持時間不小於IOmin ；備好乾燥的合金和增碳劑，對鋼水中C、Si,Mn等成分進行調節；出站時餵 SiCa線或CaFe線，餵入量300 700m，並根據鋼水中Alt含量適量調整；鋼水出VD爐前軟吹大於5min ；開澆爐上臺溫度1564 1574°C，連澆爐上臺溫度1559 1569°C。(4)連鑄目標鋼水過熱度小於20°C，液相線溫度1510°C，中包典型溫度1525 1535 O。(5)軋制鑄坯下線後進行熱裝爐，加熱段溫度控制在1210 士 30°C，加熱時間8 laiiin/cm，均熱段溫度控制在1180士30 °C，時間在45分鐘以上； I階段開軋溫度> 1050°C，終軋溫度950 980°C，粗軋保證最後連續三道次平均壓下率不小於15%，中間坯厚度控制按板坯展寬後3. 5h控制；II階段開軋溫度90(T93(TC，終軋溫度81(T85(TC控制，每道次壓下率均須彡12%，精軋累計壓下率不小於60% ；軋後開冷溫度 800^8100C，5 7°C /s,返紅溫度 580^630°C。(6)Q-P處理890 920°C淬火至200 300°C，在140 250°C進行碳分配，形成共格及半共格碳化物析出。與現有技術相比，本發明具有以下優點
第一，耐磨鋼成分設計採用C-Si-Mn-Nb-Ti成分體系，Nb、Ti微合金處理，加入B提高鋼的淬透性，基本不加入其它合金元素，輔以合適熱處理工藝保證鋼板有優良的塑性及韌性，其衝擊功提高一倍以上；新成分擺脫了傳統耐磨鋼中加Cr的設計，鋼板性能穩定；合金成分設計，保證連鑄坯表面質量良好，同時實現直裝，節能減排；加Ti設計，改善了材料焊接性能；加Nb設計降低材料的脆性轉變溫度；Si-Mn系列設計，減少合金用量，降低生產成本。第二，熱處理採用Q-P (淬火-碳分配)工藝，形成板條馬氏體+板條殘餘奧氏體 (5% 10%)及析出50 IOOnm碳化物複合組織，保證了組織細小、均勻，同時鋼板具有優良的強韌性配合。
具體實施例方式下面結合實施例進一步介紹發明的內容。實施例1 匪360耐磨鋼板的生產方法。鋼的成分質量百分比如表1。表1匪360耐磨鋼板化學成分控制實績
權利要求
1. 一種耐磨鋼板的生產方法，生產工藝路線為鐵水脫硫一轉爐冶煉一精煉一連鑄一軋制一Q-P處理，其特徵在於鋼的化學成分質量百分比為C=O. 15 0. 20，Si=O. 4 0. 7，Mn=O. 7 1. 50,P^O. 020，S 彡 0. 010，Ti=O. 020 0. 10，B=O. 0005 0. 0020，Nb=O. 010 0. 020，其餘量為 Fe 和不可避免的雜質；鋼的生產工藝步驟為(1)鐵水脫硫鐵水入轉爐前確保扒渣乾淨；處理後鐵水硫含量S( 0. 010% ；(2)轉爐冶煉終點控制C彡0.06%, P彡0. 015%, S彡0. 015% ；確保C-T協調出鋼，出鋼時間> :3min ；擋渣出鋼，渣厚< 50mm ；出鋼過程中向鋼包內加入預熔渣；各類合金應在出鋼至1/4左右時開始加入，到2/3左右時加完；(3)精煉備好Mn-Fe和Si-Fe等合金散料，根據LF爐第一個樣成分補加適量合金調整成分，嚴格控制上下爐碳量差 15min ；精煉結束前加入B-Fe硼鐵並進行鋼水Ti含量調整與控制； 出站時根據鋼水中AlT含量適量調整；出站前對鋼水進行軟吹氬操作，軟吹氬時間應大於 5min ；開澆爐出站溫度16 1634°C，連澆爐出站溫度1618 ；鋼水進VD爐即開啟全程吹氬、測溫，在VD爐總吹氬時間> 30分鐘抽真空目標0.5 tor以下，保持時間不小於IOmin ；備好乾燥的合金和增碳劑，對鋼水中C、Si、Mn等成分進行調節；出站時餵SiCa 線或CaFe線，餵入量300 700m，並根據鋼水中Alt含量適量調整；鋼水出VD爐前軟吹大於5min ；開澆爐上臺溫度1564 1574°C，連澆爐上臺溫度1559 1569°C ；(4)連鑄目標鋼水過熱度小於20°C，液相線溫度1510°C，中包典型溫度1525 1535 0C ；(5)軋制鑄坯下線後進行熱裝爐，加熱段溫度控制在1210士30°C，加熱時間8 laiiin/cm，均熱段溫度控制在1180士30 °C，時間在45分鐘以上； 丄隕段開軋溫度> 1050°C，終軋溫度950 980°C，粗軋保證最後連續三道次平均壓下率不小於15%，中間坯厚度控制按板坯展寬後3. 5h控制；II階段開軋溫度90(T93(TC，終軋溫度81(T85(TC控制，每道次壓下率均須彡12%，精軋累計壓下率不小於60% ；軋後開冷溫度 800 810°C，5 7°C /s，返紅溫度 580^630°C ；(6)Q-P處理890 920°C淬火至200 300°C，在140 250°C進行碳分配，形成共格及半共格碳化物析出。
全文摘要
一種耐磨鋼板的生產方法，鋼的化學成分質量百分比為C=0.15～0.20，Si=0.4～0.7，Mn=0.7～1.50，P≤0.020，S≤0.010，Ti=0.020～0.10，B=0.0005～0.0020，Nb=0.010～0.020，餘量為Fe和不可避免的雜質；鋼的生產工藝路線鐵水脫硫→轉爐冶煉→精煉→連鑄→軋制→Q-P處理。本發明耐磨鋼成分設計採用C-Si-Mn-Nb-Ti成分體系，Nb、Ti微合金處理，加入B提高鋼的淬透性，輔以合適熱處理工藝保證鋼板有優良的塑性及韌性，其衝擊功提高一倍以上；熱處理採用Q-P工藝，形成板條馬氏體+板條殘餘奧氏體(5%～10%)及析出50～100nm碳化物複合組織，保證了組織細小、均勻，同時鋼板具有優良的強韌性配合。
文檔編號C21D1/18GK102363859SQ201110358240
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者劉永龍, 華浩, 曹波, 楊雲清, 楊俊 , 鄭生斌, 高擎 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司