CN114645192B - 一种镍系用钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍系用钢及其生产方法,涉及钢铁冶金技术领域,其化学成分及质量百分比如下:C:0.035%~0.065%,Si:0.15%~0.35%,Mn:0.55%~0.85%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%(残余),V≤0.003%(残余),Ti:≤0.005%(残余),Cr:≤0.30%,Mo≤0.30%,Ni:0.50%~9.50%,Cu:≤0.05,Al:0.020%~0.050%,N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。采用双渣法去碳去磷,调控式加热方式进行奥氏体化,调质后产品性能满足客户使用要求,实现了镍系钢质量的提升。
Description
技术领域
本发明属于冶金轧制技术领域,尤其涉及一种镍系用钢及其生产方法。
背景技术
随着我国钢铁冶金技术的不断发展,钢铁企业品牌竞争优势越来越明显,为了提高企业的竞争力,南钢积极开发的品种用钢,镍系钢就是南钢首先开发优势品种,在产品制造及开发过程,形成了一套完善自主的制造方法。南钢的镍系钢由以前的单一的9镍发展到现在0.5镍、3镍、5镍、7镍等的全品种覆盖,但生产的过程中,钢板表面质量的不稳定性一直困扰了技术人员。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于提供一种镍系用钢及其生产方法,通过对钢种机理的深入研究,发现处理有害气体对铸坯表面质量影响外,加热炉加热工艺的不当,也会造成钢板的表面沿晶氧化裂纹,轧制过程中表面沿晶氧化裂纹在轧制力的作用下,继续向钢板内部延伸,在淬火过程裂纹会继续氧化而发生宽化,造成表面质量的恶化从而影响产品的使用,通过合理改善加热炉加热机理,提高了产品的表面质量。
技术方案:本发明的镍系用钢,按质量百分比包括:C:0.035%~0.065%,Si:0.15%~0.35%,Mn:0.55%~0.85%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:≤0.30%,Mo≤0.30%,Ni:0.50%~9.50%,Cu:≤0.05,Al:0.020%~0.050%,N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,按质量百分比包括:C:0.035%~0.055%,Si:0.15%~0.25%,Mn:0.55%~0.75%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:0.05~0.20%,Mo0.05~0.20%,Ni:0.50%~5.50%,Cu:≤0.05,Al:0.022%~0.045%,N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,按质量百分比包括:C:0.040%~0.060%,Si:0.20%~0.30%,Mn:0.60%~0.80%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:0.10~0.20%,Mo:0.10~0.20%,Ni:3.0%~7.50%,Cu:≤0.05,Al:0.030%~0.050%,N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的,按质量百分比包括:C:0.045%~0.065%,Si:0.25%~0.35%,Mn:0.65%~0.85%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:≤0.30%,Mo≤0.30%,Ni:7.0%~9.50%,Cu:≤0.05,Al:0.020%~0.045%,N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明还公开一种镍系用钢的生产方法,包括如下步骤:
S1、对铁水进行脱硫,脱硫结束后进行扒渣作业,扒渣后可见铁水面≥2/3,扒渣后铁水表面加保温覆盖剂进行保温处理;
S2、铁水脱硫后入转炉冶炼,根据合金含量计算镍铁使用量,并随废钢一起入炉冶炼,转炉采用留渣操作法冶炼,供氧量80%时进行副枪测温取样操作,根据测量碳温值进行温度调节,保证转炉终点温度1580~1620℃,终点碳含量不大于0.030%;
S3、温度成分满足要求后进行转炉出钢作业,出钢过程添加硅锰合金并采用铝块进行强脱氧,加入石灰及精炼渣进行造渣;
S4、采用LF/RH工艺进行精炼处理,满足产品合金化要求及有害气体去除,保证钢水洁净化要求;
S5、精炼处理后钢水送至连铸浇铸;
S6、浇铸并表检合格铸坯送至修磨床进行机械修磨,修磨深度为2-3mm,修磨平整厚度均匀,平滑无台阶,修磨后的铸坯进行采用高温防氧化涂料进行喷涂,喷涂层厚度0.2~0.5mm,喷涂层入炉前必须完好无损;
S7、坯料表检合格进步进式加热炉进行加热,目标加热温度1110℃,常温至550℃加热速度为13~15℃/min,550~1000℃加热速度为4~6℃/min,1000℃~1120℃加热速度1~2℃/min,达到目标温度后保温时间10~30min出炉轧制;
S8、轧制后钢板经矫直、剪切后送至热处理;
S9、热处理后的钢板表检、性能检测合格后标识,制得最终产物。
进一步的,步骤S1中,所述对铁水进行脱硫采用KR法,脱硫后铁水硫含量S≤0.0020%。
进一步的,步骤S5中,所述浇铸采用全保护浇铸,浇铸速度0.6~1.3m/min。
进一步的,步骤S8中,所述热处理包括淬火温度750~780℃,保温时间30~50min,水冷至室温,回火温度400~600℃,保温时间20~60min,空冷至室温。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:
(1)采用深脱硫强扒渣技术,有效减轻了精炼炉脱硫的难度,同时减少了转炉入炉渣量,有利于氧化脱磷反应;
(2)转炉冶炼加入镍铁合金,减少了合金过量添加对钢水温度的影响,同时有利于降低转炉出钢温度,提升转炉脱磷能力;
(3)采用独特的抗氧化涂料进行喷涂,避免了加热过程中铸坯的二次氧化,减少了轧制过程中铸坯表面氧化铁皮的生成量,提升了轧制钢板的表面质量;
(4)高镍钢的相变温度570度,结束温度是730度,本发明通过不同的升温速率进行加热工艺质量,降低了线膨胀及导热系数,避免了加热过程的相变应力导致的晶间裂纹的发生;
(5)加热出钢温度过高会导致铸坯表面的高温氧化裂纹,这种裂纹随着奥氏体的粗大会越发明显,因此,低温出钢有效避免了铸坯表面高温晶间裂纹。
(6)采用低温热处理工艺,可有效避免轧制过程中的沿晶氧化裂纹趋势,避免因宽化导致奥氏体化过程中晶间裂纹的发生,有效降低调质钢板的批量裂纹发生率。
附图说明
图1为本发明的实施例1的金相图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例提供的一种镍系用钢及其生产方法,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.036%,Si:0.17%,Mn:0.63%,P:0.004%,S≤0.0011%,Nb:0.0020%(残余),V:0.001%(残余),Ti:0.003%(残余),Cr:0.16%,Mo:0.:15%,Ni:0.31%,Cu:0.03,Al:0.038%,N:0.00:33%,H:0.0011%,余量为Fe和不可避免的杂质。实现该方法的步骤包括:
S1、采用KR法进行铁水脱硫,脱硫后铁水硫含量S:0.0010%,脱硫结束后进行扒渣作业,扒渣后可见铁水面≥2/3,扒渣后铁水表面加保温覆盖剂进行保温处理;
S2、铁水脱硫后入转炉冶炼,根据合金含量计算镍铁使用量,并随废钢一起入炉冶炼,转炉采用留渣操作法冶炼,供氧量80%时进行副枪测温取样操作,根据测量碳温值进行温度调节,保证转炉终点温度1593℃,终点碳含量0.026%;
S3、温度成分满足要求后进行转炉出钢作业,出钢过程添加硅锰合金并采用铝块进行强脱氧,加入石灰及精炼渣进行造渣;
S4、采用LF/RH工艺进行精炼处理,满足产品合金化要求及有害气体去除,保证钢水洁净化要求;
S5、精炼处理后钢水送至连铸浇铸,浇铸速度0.85m/min,采用全保护浇铸,避免钢水二次氧化;
S6、浇铸并表检合格铸坯送至修磨床进行机械修磨,修磨深度为2mm,修磨平整厚度均匀,平滑无台阶,修磨后的铸坯进行采用高温防氧化涂料进行喷涂,喷涂层厚度0.3mm,喷涂层入炉前必须完好无损;
S7、坯料表检合格进步进式加热炉进行加热,目标加热温度1110℃,常温至550℃加热速度为14℃/min,550~1000℃加热速度为5℃/min,1000℃~1120℃加热速度1.2℃/min,达到目标温度后保温时间19min出炉轧制;
S8、轧制后钢板经矫直、剪切后送至热处理,淬火温度765℃,保温时间42min,水冷至室温,回火温度430℃,保温时间45min,空冷至室温;
S9、热处理后的钢板表检、性能检测合格后标识、入库、发货。
实施例2
本实施例提供的一种镍系用钢及其生产方法,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.051%,Si:0.27%,Mn:0.63%,P:0.00:3%,S:0.0016%,Nb:0.0020%(残余),V:0.001%(残余),Ti:0.002%(残余),Cr:0.13%,Mo:0.17%,Ni:7.1%,Cu:0.02%,Al:0.039%,N:0.00:29%,H:0.00017%,余量为Fe和不可避免的杂质。实现该方法的步骤包括:
S1、采用KR法进行铁水脱硫,脱硫后铁水硫含量S:0.0009%,脱硫结束后进行扒渣作业,扒渣后可见铁水面≥2/3,扒渣后铁水表面加保温覆盖剂进行保温处理;
S2、铁水脱硫后入转炉冶炼,根据合金含量计算镍铁使用量,并随废钢一起入炉冶炼,转炉采用留渣操作法冶炼,供氧量80%时进行副枪测温取样操作,根据测量碳温值进行温度调节,保证转炉终点温度1589℃,终点碳含量0.029%;
S3、温度成分满足要求后进行转炉出钢作业,出钢过程添加硅锰合金并采用铝块进行强脱氧,加入石灰及精炼渣进行造渣;
S4、采用LF/RH工艺进行精炼处理,满足产品合金化要求及有害气体去除,保证钢水洁净化要求;
S5、精炼处理后钢水送至连铸浇铸,浇铸速度0.65m/min,采用全保护浇铸,避免钢水二次氧化;
S6、浇铸并表检合格铸坯送至修磨床进行机械修磨,修磨深度为2mm,修磨平整厚度均匀,平滑无台阶,修磨后的铸坯进行采用高温防氧化涂料进行喷涂,喷涂层厚度0.4mm,喷涂层入炉前必须完好无损;
S7、坯料表检合格进步进式加热炉进行加热,目标加热温度1110℃,常温至550℃加热速度为15℃/min,550~1000℃加热速度为6℃/min,1000℃~1120℃加热速度1.7℃/min,达到目标温度后保温时间20min出炉轧制;
S8、轧制后钢板经矫直、剪切后送至热处理,淬火温度775℃,保温时间35min,水冷至室温,回火温度480℃,保温时间50min,空冷至室温;
S9、热处理后的钢板表检、性能检测合格后标识、入库、发货。
实施例3
本实施例提供的一种镍系用钢及其生产方法,其特征在于:其化学成分及质量百分比如下:C:0.063%,Si:0.33%,Mn:0.83%,P:0.003%,S:0.0017%,Nb:0.0030%(残余),V:0.001%(残余),Ti:0.002%(残余),Cr:0.11%,Mo:0.0 03%,Ni:9.1%,Cu:0.02%,Al:0.041%,N:0.0042%,H:0.00012%,余量为Fe和不可避免的杂质。实现该方法的步骤包括:
S1、采用KR法进行铁水脱硫,脱硫后铁水硫含量S:0.0011%,脱硫结束后进行扒渣作业,扒渣后可见铁水面≥2/3,扒渣后铁水表面加保温覆盖剂进行保温处理;
S2、铁水脱硫后入转炉冶炼,根据合金含量计算镍铁使用量,并随废钢一起入炉冶炼,转炉采用留渣操作法冶炼,供氧量80%时进行副枪测温取样操作,根据测量碳温值进行温度调节,保证转炉终点温度1613℃,终点碳含量0.022%;
S3、温度成分满足要求后进行转炉出钢作业,出钢过程添加硅锰合金并采用铝块进行强脱氧,加入石灰及精炼渣进行造渣;
S4、采用LF/RH工艺进行精炼处理,满足产品合金化要求及有害气体去除,保证钢水洁净化要求;
S5、精炼处理后钢水送至连铸浇铸,浇铸速度1.2m/min,采用全保护浇铸,避免钢水二次氧化;
S6、浇铸并表检合格铸坯送至修磨床进行机械修磨,修磨深度为2mm,修磨平整厚度均匀,平滑无台阶,修磨后的铸坯进行采用高温防氧化涂料进行喷涂,喷涂层厚度0.2mm,喷涂层入炉前必须完好无损;
S7、坯料表检合格进步进式加热炉进行加热,目标加热温度1110℃,常温至550℃加热速度为14℃/min,550~1000℃加热速度为4.3℃/min,1000℃~1120℃加热速度1.3℃/min,达到目标温度后保温时间22min出炉轧制;
S8、轧制后钢板经矫直、剪切后送至热处理,淬火温度770℃,保温时间42min,水冷至室温,回火温度430℃,保温时间55min,空冷至室温;
S9、热处理后的钢板表检、性能检测合格后标识、入库、发货。
实施例力学性能:
根据产品的特点,本发明通过冶炼技术的提升,得到了低磷硫的洁净铸坯,减少了表面夹杂的生产概率,通过加热手段的改进,减少了晶间裂纹的发生,热处理工艺的改进,改善了成品钢板表面裂纹的发生概率,提升了产品的表面质量,获得客户认可,提升了企业的知名度,本发明属于镍系用钢的过程制造工艺的改进,适用范围广,涵盖了各个等级了镍系钢产品,涵盖了企业所有等级所有规格镍系产品。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种镍系用钢,其特征在于,按质量百分比包括:C:0.035%~0.065%,Si:0.15%~0.35%,Mn:0.55%~0.85%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:≤0.30%, Mo≤0.30%,Ni:0.50%~9.50%,Cu:≤0.05,Al:0.020%~0.050%, N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质;所述镍系用钢的制备方法包括如下步骤:
S1、对铁水进行脱硫,脱硫结束后进行扒渣作业,扒渣后可见铁水面≥2/3,扒渣后铁水表面加保温覆盖剂进行保温处理;
S2、铁水脱硫后入转炉冶炼,根据合金含量计算镍铁使用量,并随废钢一起入炉冶炼,转炉采用留渣操作法冶炼,供氧量80%时进行副枪测温取样操作,根据测量碳温值进行温度调节,保证转炉终点温度1580~1620℃,终点碳含量不大于0.030%;
S3、温度成分满足要求后进行转炉出钢作业,出钢过程添加硅锰合金并采用铝块进行强脱氧,加入石灰及精炼渣进行造渣;
S4、采用LF/RH工艺进行精炼处理,满足产品合金化要求及有害气体去除,保证钢水洁净化要求;
S5、精炼处理后钢水送至连铸浇铸;
S6、浇铸并表检合格铸坯送至修磨床进行机械修磨,修磨深度为2-3mm,修磨平整厚度均匀,平滑无台阶,修磨后的铸坯进行采用高温防氧化涂料进行喷涂,喷涂层厚度0.2~0.5mm,喷涂层入炉前必须完好无损;
S7、坯料表检合格进步进式加热炉进行加热,目标加热温度1110℃,常温至550℃加热速度为13~15℃/min,550~1000℃加热速度为4~6℃/min,1000℃~1120℃加热速度1~2℃/min,达到目标温度后保温时间10~30min出炉轧制;
S8、轧制后钢板经矫直、剪切后送至热处理,所述热处理包括淬火温度750~780℃,保温时间30~50min,水冷至室温,回火温度400~600℃,保温时间20~60min,空冷至室温;
S9、热处理后的钢板表检、性能检测合格后标识,制得最终产物。
2.根据权利要求1所述的镍系用钢,其特征在于,所述镍系用钢按质量百分比包括:C:0.035%~0.055%,Si:0.15%~0.25%,Mn:0.55%~0.75%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:0.05~0.20%, Mo:0.05~0.20%,Ni:0.50%~5.50%,Cu:≤0.05,Al:0.022%~0.045%, N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的镍系用钢,其特征在于,所述镍系用钢按质量百分比包括:C:0.040%~0.060%,Si:0.20%~0.30%,Mn:0.60%~0.80%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:0.10~0.20%, Mo:0.10~0.20%,Ni:3.0%~7.50%,Cu:≤0.05,Al:0.030%~0.050%, N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的镍系用钢,其特征在于,所述镍系用钢按质量百分比包括:C:0.045%~0.065%,Si:0.25%~0.35%,Mn:0.65%~0.85%,P≤0.005%,S≤0.002%,Nb:≤0.0050%,V≤0.003%,Ti:≤0.005%,Cr:≤0.30%, Mo≤0.30%,Ni:7.0%~9.50%,Cu:≤0.05,Al:0.020%~0.045%, N≤0.0045%,H≤0.0002%,余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的镍系用钢,其特征在于,步骤S1中,所述对铁水进行脱硫采用KR法,脱硫后铁水硫含量S≤0.0020%。
6.根据权利要求1所述的镍系用钢,其特征在于,步骤S5中,所述浇铸采用全保护浇铸,浇铸速度0.6~1.3m/min。
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