CN105132801A - 高表面质量要求工程机械钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板及其生产方法。所述钢板由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.12-0.19%，Si：0.03-0.15%，Mn：1.25-1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.001-0.04%，V：0.001-0.070%，Al：0.02-0.05%，余量为铁和不可避免的杂质。钢板的生产方法包括冶炼、浇铸、加热、轧制、水冷工序。该方法所生产的钢板钢质更纯净，钢板表面质量优异；钢板力学性能富裕量大，完全满足工程机械用钢板高表面质量的要求。

Description

高表面质量要求工程机械钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于工程机械专用钢技术领域，涉及卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板及其生产方法。

背景技术

卡特钢1E0650、1E0170、1E1006钢板为世界工程车跨国公司卡特公司的专用钢，对钢板表面质量要求极高：不允许由于压入的氧化铁皮脱落所引起的肉眼可见的表面粗糙；每平方米钢板内不允许有大于3处的划伤，任何划伤的深度不大于0.2mm，长度不大于5mm；每平方米钢板内不允许有大于3处的麻坑，不规则麻坑的面积不大于3平方mm，深度不大于0.5mm。高表面质量要求对全工序生产控制精度提出更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工程机械用钢板及其生产方法，通过成分设计、现场工艺优化，设备参数调整，生产流程再造，充分满足了卡特公司对钢板高表面质量的要求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板，由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.12～0.19%，Si：0.03～0.15%，Mn：1.25～1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.001～0.04%，V：0.001～0.070%，Al：0.02～0.05%，余量为铁和不可避免的杂质。

本发明所述的钢板的厚度为8～80mm。

基于上述一种卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，包括冶炼、浇铸、加热、轧制、水冷工序，各工序的具体步骤为：

（1）冶炼工序：包含重量百分含量为：C：0.12～0.19%，Si：0.03～0.15%，Mn：1.25～1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.001～0.04%，V：0.001～0.070%，Al：0.02～0.05%的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣的方法，以利于脱P；大包温度≥1580℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块100～150kg，真空度≤66MPa，真空保持时间20～30min；

（2）浇铸工序：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工序：所述铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1250～1270℃，总加热时间为10～12min/mm；

（4）轧制工序：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050～1100℃，道次压下率≥10%，累计压下率为30～50%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度870～920℃，累计压下率为50～70%，轧制后得到半成品钢板；

（5）水冷工序：所述半成品钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为660～710℃。

本发明所述的一种卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，还包括除鳞工序，所述除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

本发明所述的一种卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，还包括剪切工序，半成品钢板厚度≤50mm，使用滚切式双边剪和定尺剪进行剪切，剪切宽度为1300～3700mm，长度为3000～18000mm的钢板。

本发明所述的一种卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，还包括剪切工序，半成品钢板厚度＞50mm，进行数控自动火焰切割机剪切，采用PlateCom数控***，保证宽度精度+3mm～+8mm，长度精度+10mm～+15mm火切。

本发明的设计思路如下：

一、在坯料准备上：

连铸坯上、下四纵边清理宽度150mm以上，每炉抽两块进行中间清理，检查中间纵裂情况，发现纵裂进行中间扒条清理，中间扒条宽度400mm以上；连铸坯表面缺陷清理干净，减少轧制钢板边部裂纹和中间纵裂的产生。

二、在成分设计上：

本发明采用低硅系的成分设计路线，减少由于硅含量多而在钢坯加热时在表面形成难以被高压水除磷去除的鳞层，减少钢板氧化铁皮的产生，在轧前减少钢板由于表面铁皮残留造成的钢板压痕、花纹等缺陷。由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.12～0.19%，Si：0.03～0.15%，Mn：1.25～1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.001～0.04%，V：0.001～0.070%，Al：0.02～0.05%，余量为Fe及不可避免的杂质。

三、在设备准备上：

换辊前在冷床和1#检查台查看新轧制钢板上下表面情况。

换辊期间检查热矫前后辊道、护板，避免下表热划伤；检查并疏通轧机前后除鳞喷嘴；检查、修磨热矫直辊。

轧前开启两台高压泵，保证除鳞压力；除鳞箱高度调节，保证合适的除鳞角度；精轧侧吹强制常开，将钢板上表残余的水和杂物吹净。

四、在加热工艺上：

总加热系数为10～12min/mm，加Ⅱ段温度1260～1270℃（此温度为中间温度，温度显示至少有两点在1260℃以上），加Ⅱ段在炉时间60min及以上；均热段温度1240～1250℃（此温度为中间温度，温度显示至少有两点在1240℃以上），均热段在炉时间30～40min。目标是钢坯过除磷箱后，一次铁皮100%除净，钢坯表面无滑道印。

五、在轧制工艺上：

粗轧操作工除鳞箱选择单除鳞模式，除鳞箱除鳞两次（第二次手动除鳞），保证下表质量。

钢坯过除鳞箱后，发现有明显黑印（滑道印或渣子不净）、一次铁皮不净，不再继续轧制，重新装炉或回炉。

粗轧机轧制时道道打水除鳞。

精轧操作，参照下表，可根据实际情况增加除鳞道次。

水冷温度参考：1E0170：660～680℃；1E0650：670～690℃；1E1006：680～710℃。

轧制20～30mm厚度钢板时，可根据实际情况使用偶道次轧制。

钢板较窄时，可适当增加晾钢厚度，以防精轧除鳞道次太少。

轧制过程中厚板转薄板，薄板轧制前注意检查矫直辊，以防辊印产生；

五、在生产组织上：

卡特钢轧前换精轧工作辊，在精轧换辊后8小时内轧制，杜绝轧辊末期轧制。

为使钢坯均匀加热，卡特钢集中排产，并按照6的倍数块进行排产，如6块、12块等，便于加热工艺温度控制。

卡特钢不堆垛缓冷，全部走精整线。50mm以下走剪切线，中间过程不允许下吊，避免产生冷划伤；50mm以上走钢板下线转数控火切，切割后渣条打净，手工打不掉的，必须用手砂轮机打磨掉，钢板表面杂物清理干净。

卡特钢专垛堆放，钢板块与块之间使用木块分隔。

所有需要吊运卡特钢时，对天车磁坨进行胶皮包裹，同时注意轻吊轻放，防止划伤、压伤。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）钢质更纯净，P≤0.015%，S≤0.003%；（2）优异的钢板表面质量；（3）钢板力学性能富裕量大。试验结果表明：采用本发明的方法所生产的钢板表面质量优异，完全满足工程机械用钢板高表面质量的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本发明的工程机械专用高表面质量1E1006钢板的实际成分（按重量百分比）为：C：0.16%，Si：0.05%，Mn：1.49%，P:0.012%，S:0.002%，Nb：0.031%，V：0.070%，轧成10mm钢板。

本发明的生产方法如下：

（1）冶炼工艺：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，大包温度1610℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块135kg，真空度60MPa，真空保持时间22分钟时破坏真空；

（2）浇铸工艺：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工艺：所述的铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1270℃，总加热时间为10min/mm；

（4）轧制工艺：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1080℃，道次压下率12%，累计压下率为50%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度910℃，累计压下率为70%。

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为710℃。

除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

剪切工序，使用滚切式双边剪和定尺剪进行剪切，剪切宽度为1300～3700mm，长度为3000～18000mm的钢板。

钢板表面质量优异，其力学性能：屈服强度505MPa，抗拉强度：615MPa，延伸率：18%，性能富裕量大。

实施例2

本发明的工程机械专用高表面质量1E0650钢板的实际成分（按重量百分比）为：C：0.14%，Si：0.08%，Mn：1.32%，P:0.015%，S:0.003%，Nb：0.001%，V：0.003%，轧成35mm钢板。

本发明的生产方法如下：

（1）冶炼工艺：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，大包温度1605℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块140kg，真空度62MPa，真空保持时间24分钟时破坏真空；

（2）浇铸工艺：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工艺：所述的铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1250℃，总加热时间为11min/mm；

（4）轧制工艺：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050℃，道次压下率11%，累计压下率为45%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度900℃，累计压下率为65%。

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为680℃。

除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

剪切工序，使用滚切式双边剪和定尺剪进行剪切，剪切宽度为1300～3700mm，长度为3000～18000mm的钢板。

钢板表面质量优异，其力学性能：屈服强度358MPa，抗拉强度：505MPa，延伸率：28%，性能富裕量大。

实施例3

本发明的工程机械专用高表面质量1E0170钢板的实际成分（按重量百分比）为：C：0.12%，Si：0.06%，Mn：1.36%，P:0.010%，S:0.003%，Nb：0.001%，V：0.003%，轧成60mm钢板。

本发明的生产方法如下：

（1）冶炼工艺：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，，大包温度1600℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块145kg，真空度59MPa，真空保持时间25分钟时破坏真空；

（2）浇铸工艺：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工艺：所述的铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1260℃，总加热时间为12min/mm；

（4）轧制工艺：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1080℃，道次压下率13%，累计压下率为45%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度890℃，累计压下率为60%。

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为670℃。

除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

剪切工序，进行数控自动火焰切割机剪切，采用PlateCom数控***，保证宽度精度+3mm～+8mm，长度精度+10mm～+15mm火切。

钢板表面质量优异。其力学性能：屈服强度324MPa，抗拉强度：479MPa，延伸率：35%，性能富裕量大。

实施例4

本发明的工程机械专用高表面质量1E1006钢板的实际成分（按重量百分比）为：C：0.19%，Si：0.15%，Mn：1.25%，P:0.009%，S:0.002%，Nb：0.04%，V：0.07%，轧成80mm钢板。

本发明的生产方法如下：

（1）冶炼工艺：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，，大包温度1580℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块150kg，真空度66MPa，真空保持时间30分钟时破坏真空；

（2）浇铸工艺：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工艺：所述的铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1255℃，总加热时间为11min/mm；

（4）轧制工艺：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1100℃，道次压下率12%，累计压下率为40%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度870℃，累计压下率为50%。

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为700℃。

除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

剪切工序，进行数控自动火焰切割机，采用PlateCom数控***，保证宽度精度+3mm～+8mm，长度精度+10mm～+15mm火切。

钢板表面质量优异，其力学性能：屈服强度545MPa，抗拉强度：680MPa，延伸率：18%，性能富裕量大。

实施例5

本发明的工程机械专用高表面质量1E0170钢板的实际成分（按重量百分比）为：C：0.16%，Si：0.03%，Mn：1.60%，P:0.007%，S:0.001%，Nb：0.01%，V：0.001%，轧成8mm钢板。

本发明的生产方法如下：

（1）冶炼工艺：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，，大包温度1620℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块100kg，真空度61MPa，真空保持时间20分钟时破坏真空；

（2）浇铸工艺：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工艺：所述的铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1265℃，总加热时间为10min/mm；

（4）轧制工艺：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1060℃，道次压下率10%，累计压下率为30%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度920℃，累计压下率为65%。

（5）水冷工艺：经轧制后的钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为675℃。

除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

剪切工序，使用滚切式双边剪和定尺剪进行剪切，剪切宽度为1300～3700mm，长度为3000～18000mm的钢板。

钢板表面质量优异。其力学性能：屈服强度347MPa，抗拉强度：475MPa，延伸率：33%，性能富裕量大。

Claims (6)

1.卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板，其特征在于，由以下重量百分含量的化学成分组成：C：0.12～0.19%，Si：0.03～0.15%，Mn：1.25～1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.001～0.04%，V：0.001～0.070%，Al：0.02～0.05%，余量为铁和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板,其特征在于，所述的钢板的厚度为8～80mm。

3.基于权利要求1或2所述的卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，包括冶炼、浇铸、加热、轧制、水冷工序，其特征在于，各工序的具体步骤为：

（1）冶炼工序：包含重量百分含量为：C：0.12～0.19%，Si：0.03～0.15%，Mn：1.25～1.60%，P≤0.015%，S≤0.003%，Nb：0.001～0.04%，V：0.001～0.070%，Al：0.02～0.05%的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，采用增加渣量和多次流渣的方法，以利于脱P；大包温度≥1580℃时吊包VD炉真空处理，真空前加入SiCa块100～150kg，真空度≤66MPa，真空保持时间20～30min；

（2）浇铸工序：冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；

（3）加热工序：所述铸坯在连续炉内加热，最高加热温度为1250～1270℃，总加热时间为10～12min/mm；

（4）轧制工序：采用Ⅱ型控轧工艺，分两个阶段进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，轧制温度为1050～1100℃，道次压下率≥10%，累计压下率为30～50%；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，开轧温度870～920℃，累计压下率为50～70%，轧制后得到半成品钢板；

（5）水冷工序：所述半成品钢板在ACC快速冷却装置进行在线冷却，返红温度为660～710℃。

4.根据权利要求3所述的卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，其特征在于，还包括除鳞工序，所述除鳞工序在轧制工序之前，除磷箱使用双除鳞模式，粗轧机轧制时道道打水除鳞，精轧除鳞道次在第一、第二道次选择打水，精轧除鳞完成后关闭精轧预充水。

5.根据权利要求3或4所述的卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，其特征在于，还包括剪切工序，半成品钢板厚度≤50mm，使用滚切式双边剪和定尺剪进行剪切，剪切宽度为1300～3700mm，长度为3000～18000mm的钢板。

6.根据权利要求3或4所述的卡特公司专用高表面质量要求工程机械钢板的生产方法，其特征在于，还包括剪切工序，半成品钢板厚度＞50mm，进行数控自动火焰切割机剪切，采用PlateCom数控***，保证宽度精度+3mm～+8mm，长度精度+10mm～+15mm火切。