CN105779881B - 一种高碳弹簧钢钢带的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高碳弹簧钢钢带的生产方法,其包括薄板坯连铸、加热、热连轧和卷取工序;所述弹簧钢成分的质量分数为:C 0.57%~0.64%,Si 1.60%~2.00%,Mn 0.60%~0.90%,P≤0.025%,S≤0.008%,Als 0.020%~0.040%,余量为Fe和不可避免的杂质。本方法采用薄板坯连铸连轧来生产弹簧钢,由于铸坯厚度只有常规板坯1/3左右,在连铸工序液芯软压下的工艺条件下可以有效改善铸坯内部质量;在炉时间短,产品表面脱碳几乎不存在。本方法从全流程工艺角度出发,消除连铸坯严重的内部偏析、降低加热时间和表面脱碳,并生产出2.0mm厚度的热轧薄规格带钢,实现了低成本生产弹簧钢。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢带的生产方法,尤其是一种高碳弹簧钢钢带的生产方法。
背景技术
目前,生产弹簧钢板/带的流程主要为:转炉或电炉→精炼→常规板坯连铸→步进式加热炉→轧机→卷取。由于弹簧钢具有高耐磨、高弹性和良好的疲劳韧性的要求,因此C、Mn、Si含量非常高,造成常规板坯连铸机生产的弹簧钢板/带连铸坯内部偏析严重,连铸坯内部质量很难控制;同样,碳含量高达0.60%左右,在炉时间过长会导致表面脱碳现象发生,严重影响后续热处理工艺和性能,且长时间加热会使能耗升高,生产率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、质量好的高碳弹簧钢钢带的生产方法。
为解决上述技术问题,本发明包括薄板坯连铸、加热、热连轧和卷取工序;所述弹簧钢成分的质量分数为:C 0.57%~0.64%,Si 1.60%~2.00%,Mn 0.60%~0.90%,P≤0.025%,S≤0.008%,Als 0.020%~0.040%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述薄板坯连铸工序,采用软压下将铸坯压下至70mm。所述薄板坯连铸工序:连铸机拉速控制在3.5~4.5m/min;结晶器所用保护渣的碱度为0.80~1.20、粘度为0.60~0.80Pa•S;采用弱冷却方式,拉矫温度≥850℃。
本发明所述加热工序:连铸坯进入加热炉温度为850~1000℃,出炉温度为1150~1200℃,加热时间控制在20~40min。
本发明所述热连轧工序:粗轧开轧温度1050~1180℃,精轧开轧温度970~1080℃,终轧温度840~900℃,最后一架轧机的压下率大于10%。
本发明所述卷取工序:卷取温度620~700℃,前段冷却缓冷模式;卷取时的卷取张力值为150%~200%,卷后在芯轴上停留1~2min。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明采用薄板坯连铸连轧来生产高碳弹簧钢,由于铸坯厚度只有常规板坯1/3左右,在连铸工序液芯软压下的工艺条件下可以有效改善铸坯内部质量;在炉时间短,产品表面脱碳几乎不存在。本发明从全流程工艺角度出发,消除连铸坯的内部偏析、降低加热时间和表面脱碳,并生产出2.0mm厚度的热轧薄规格带钢,实现了低成本生产弹簧钢。
本发明生产的弹簧钢钢带,消除了连铸坯的内部偏析、减少了表面脱碳,降低了全工序能耗,并且改善了扁卷缺陷;同时本发明具有流程短、能耗低、工艺过程简单的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所得铸坯的低倍组织照片;
图2为本发明所得高碳弹簧钢钢带的表面脱碳金相照片(200×)。
具体实施方式
本高碳弹簧钢钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、薄板坯连铸、加热、热连轧和卷取工序;各工序的工艺如下所述:
(1)转炉冶炼工序:冶炼过程采用石灰、石灰石和轻烧白云石进行造渣,保证高拉碳,同时兼顾低磷和温度要求;转炉终点钢水控制成分的质量分数:C≥0.10%,P≤0.018%,终点温度1625~1680℃,终点氧位≤800ppm。
(2)LF精炼工序:钢包进站,进行测温,取样分析成分;对钢水采用给电升温、加合金微调成分、钙处理等常规方法;出钢钢水成分的质量分数为:C 0.57%~0.64%,Si 1.60%~2.00%,Mn 0.60%~0.90%,P≤0.025%,S≤0.008%,Als 0.020%~0.040%,余量为Fe和不可避免的杂质。
(3)薄板坯连铸工序:钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水,长水口处钢水不能裸露;钢包向中间包浇注钢水时不能下渣;中间包钢水温度1490~1525℃,连铸机拉速控制在3.5~4.5m/min;结晶器所用保护渣的碱度为0.80~1.20、粘度为0.60~0.80Pa•S,保证高拉速下铸坯表面质量;一次冷却和二次冷却均采用弱冷却方式,同时保证拉矫温度≥850℃,采用液芯软压下的工艺将铸坯由90mm压下至70mm,保证铸坯内部质量。
(4)加热工序:连铸坯进入加热炉温度为850~1000℃,出炉温度为1150~1200℃,加热时间控制在20~40min,较短的加热时间有效的减轻了表面脱碳情况的发生。
(5)热连轧工序:采用(2+5)七架轧机进行热连轧;粗轧开轧温度1050~1180℃,精轧开轧温度970~1080℃,终轧温度840~900℃,同时保证最后一架轧机的压下率大于10%,以保证获得相对较小的晶粒尺寸,提高产品热处理性能;粗轧前除磷和精轧前除磷均为单梁除鳞,除鳞水压力为27~33MPa。
(6)卷取工序:卷取温度620~700℃,前段冷却缓冷模式,获得良好的板形及性能均匀性;为避免该类钢种的扁卷现象,薄规格产品卷取时将卷取张力值提高到原设定值的150%~200%,卷后在芯轴上停留1~2min;即可得到厚度为2.0~6.0mm的薄规格热轧弹簧钢钢带。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-9:本高碳弹簧钢钢带的生产方法采用下述具体工艺。
1、采用下述设备:150吨转炉,150吨 LF精炼,薄板坯连铸:铸坯厚70mm、连铸坯宽1000~1650mm(可在线动态调宽),蓄热式加热炉,2+5 七架1810热连轧机,地下卷取机。生产钢种为弹簧钢60Si2MnA。
2、具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下:
(1)转炉冶炼工序:转炉终点除Fe外的主要成分和温度控制见表1。
表1:转炉终点钢水成分(wt%)和温度(℃)
实施例 | 终点钢水温度 | C | P | 终点氧位(ppm) |
1 | 1630 | 0.12 | 0.009 | 420 |
2 | 1646 | 0.15 | 0.018 | 300 |
3 | 1625 | 0.10 | 0.008 | 430 |
4 | 1633 | 0.11 | 0.007 | 800 |
5 | 1635 | 0.12 | 0.009 | 390 |
6 | 1680 | 0.16 | 0.012 | 350 |
7 | 1640 | 0.15 | 0.009 | 390 |
8 | 1634 | 0.14 | 0.009 | 640 |
9 | 1640 | 0.13 | 0.018 | 480 |
(2)LF精炼工序:LF出站化学成分见表2,余量为Fe和不可避免的杂质。
表2:LF出站化学成分(wt%)
实施例 | C | Si | Mn | P | S | Als |
1 | 0.62 | 1.73 | 0.73 | 0.012 | 0.002 | 0.023 |
2 | 0.60 | 1.72 | 0.70 | 0.025 | 0.003 | 0.025 |
3 | 0.59 | 1.60 | 0.72 | 0.011 | 0.001 | 0.025 |
4 | 0.59 | 1.75 | 0.60 | 0.011 | 0.002 | 0.020 |
5 | 0.61 | 1.73 | 0.68 | 0.013 | 0.002 | 0.024 |
6 | 0.64 | 1.72 | 0.69 | 0.016 | 0.008 | 0.025 |
7 | 0.62 | 1.71 | 0.71 | 0.012 | 0.001 | 0.023 |
8 | 0.57 | 1.73 | 0.90 | 0.012 | 0.003 | 0.040 |
9 | 0.60 | 2.00 | 0.70 | 0.021 | 0.001 | 0.024 |
(3)薄板坯连铸工序:薄板坯连铸工序中,拉矫温度≥850℃,采用液芯软压下的工艺将铸坯由90mm压下至70mm,具体的工艺条件见表3。
表3:薄板坯连铸工序的工艺条件
(4)加热工序:加热工序的具体工艺条件见表4。
表4:加热工序的工艺条件
实施例 | 进加热炉温度(℃) | 加热时间(min) | 出炉温度(℃) |
1 | 950 | 25 | 1150 |
2 | 960 | 20 | 1157 |
3 | 850 | 25 | 1160 |
4 | 940 | 27 | 1160 |
5 | 970 | 27 | 1162 |
6 | 970 | 28 | 1163 |
7 | 940 | 29 | 1166 |
8 | 1000 | 30 | 1185 |
9 | 930 | 40 | 1200 |
(5)热连轧工序:热连轧工序中,最后一架轧机的压下率大于10%,具体工艺条件见表5。
表5:热连轧工序的工艺条件
表5中,RSB指粗轧前除磷;FSB指精轧前除磷。
(6)卷取工序:卷取工序中,前段冷却缓冷模式,具体工艺条件及卷形质量见表6。
表6:卷取工序的工艺条件
实施例 | 产品厚度(mm) | 卷取温度(℃) | 卷曲张力值与原设定值比 | 芯轴停留时间(min) | 卷形 |
1 | 6.0 | 640 | 150% | 1 | 良好 |
2 | 5.0 | 650 | 150% | 1 | 微扁 |
3 | 5.0 | 620 | 150% | 1 | 良好 |
4 | 4.0 | 650 | 150% | 1.5 | 良好 |
5 | 4.0 | 650 | 150% | 1.5 | 良好 |
6 | 3.0 | 680 | 150% | 1.5 | 微扁 |
7 | 3.0 | 680 | 180% | 2 | 良好 |
8 | 2.0 | 680 | 200% | 2 | 良好 |
9 | 2.0 | 700 | 200% | 2 | 良好 |
(7)图1为实施例1所得铸坯的低倍组织照片,由图1可见,铸坯中心偏析几乎不存在。图2为实施例1所得高碳弹簧钢钢带的表面脱碳金相照片(200×),由图2可见,表面仅有部分半脱碳层,无全脱碳层;带钢厚度为6.0mm、脱碳层厚度为0.035mm,脱碳层比例为0.58%。
Claims (5)
1.一种高碳弹簧钢钢带的生产方法,其特征在于:其包括薄板坯连铸、加热、热连轧和卷取工序;所述弹簧钢成分的质量分数为:C 0.57%~0.64%,Si 1.60%~2.00%,Mn 0.60%~0.90%,P≤0.025%,S≤0.008%,Als 0.020%~0.040%,余量为Fe和不可避免的杂质;所述卷取工序:卷取温度620~700℃,前段冷却缓冷模式;卷取时的卷取张力值提高到原设定值的150%~200%,卷后在芯轴上停留1~2min。
2.根据权利要求1所述的一种高碳弹簧钢钢带的生产方法,其特征在于:所述薄板坯连铸工序,采用软压下将铸坯压下至70mm。
3.根据权利要求1所述的一种高碳弹簧钢钢带的生产方法,其特征在于,所述薄板坯连铸工序:连铸机拉速控制在3.5~4.5m/min;结晶器所用保护渣的碱度为0.80~1.20、粘度为0.60~0.80Pa•S;采用弱冷却方式,拉矫温度≥850℃。
4.根据权利要求1所述的一种高碳弹簧钢钢带的生产方法,其特征在于,所述加热工序:连铸坯进入加热炉温度为850~1000℃,出炉温度为1150~1200℃,加热时间控制在20~40min。
5.根据权利要求1所述的一种高碳弹簧钢钢带的生产方法,其特征在于,所述热连轧工序:粗轧开轧温度1050~1180℃,精轧开轧温度970~1080℃,终轧温度840~900℃,最后一架轧机的压下率大于10%。
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