一種生產65Mn熱軋鋼板的方法

專利名稱：：一種生產65Mn熱軋鋼板的方法
技術領域：
：本發明涉及彈簧鋼生產
技術領域：
，特別涉及一種生產65Mn熱軋鋼板的方法。
背景技術：
：65Mn鋼具有較高的硬度，淬透性好，脫碳傾向少，價格低廉，切削性好等優點，但它有過熱敏感性，易產生淬火裂紋，并有回火脆性。65Mn鋼用途廣泛，主要生產成鋼絲，鋼帶，用于制造各種截面較少的扁，圓彈簧，板簧和彈簧片等。65Mn鋼在汽車業，電子業，火車等交通運輸工具用量很大，它也可制造圓鋸片，用以高速切削各類型鋼，鋼管和鋼筋。薄板坯連鑄連軋是生產熱軋薄板的新工藝新技術，它將傳統的連鑄、加熱、熱連軋等獨立的工序有機地集成在一起，具有生產周期短、能耗低、投資省等優點。近十幾年來，該技術在全球范圍特別是我國得到迅速的推廣應用，目前已有13條生產線投入使用，總的生產能力達到3500萬噸/年。薄板坯連鑄連軋已成為熱軋薄板的一種重要生產工藝流程，產品主要是基于低碳的各類鋼種，中高碳鋼，特別是彈簧鋼領域鮮有涉及。湖南華菱漣源鋼鐵有限公司基于薄板坯連鑄連軋生產線開展了中高碳鋼的相關工作，提出了"一種基于薄板坯工藝的中高碳高強度鋼的生產方法"(申請號200810048357.1)和"一種基于薄板坯工藝的含Nb中高碳高強度鋼及其制造方法"(申請號200810048358.6)的兩個專利，但所述申請只是對基于薄板坯連鑄連軋流程生產中高碳高強鋼的方法做了一個寬泛的概括，其所描述的參數范圍是所有的薄板坯連鑄連軋流程的最基本的選擇的參數范圍，所有的鋼種都是根據這個最廣泛的范圍來制定具體的生產工藝，而針對不同的鋼種，每種具體的生產工藝都需要本領域的技術人員經過大量的實驗和創造性的勞動才能得出。張亮洲等人發表的論文《薄板坯連鑄連軋生產65Mn高碳高強鋼的實踐》中介紹了湖南華菱漣源鋼鐵有限公司在CSP線上所生產的65Mn熱軋鋼板的碳含量為0.65%，屈服強度為490MPa，抗拉強度為870MPa，延伸率為18%，強度比傳統工藝生產的65Mn強度提高了約30%40%。65Mn熱軋鋼板開發生產現有技術還存在以下主要問題由于65Mn碳含量高、合金成分復雜，同時厚板坯連鑄機拉速低，鋼水凝固慢，容易造成鑄坯成分偏析和疏松，導致最終產品組織不均勻；采用步進式加熱爐加熱鑄坯，加熱時間長、溫度高，鑄坯表面脫碳嚴重，直接影響產品的表面硬度、耐磨性和熱穩定性；65Mn的凝固溫度低，熱強度差，裂紋敏感性大，容易產生表面裂紋，直接影響產品質量；同時鋼種液相線溫度低，澆注溫度和澆注速度較低；同時由于初始生成的坯殼凝固收縮小容易產生粘結漏鋼。此外，還存在淬火處理后鋼板硬度波動和脫碳層深度的問題。
發明內容本發明的目的在于針對現有技術中生產65Mn熱軋鋼板存在的主要問題，特別是對65Mn熱軋鋼板生產中存在的關鍵技術問題如淬火后鋼板硬度波動和脫碳層深度，而提出的一種新的生產65Mn熱軋鋼板的方法，采用本發明所述方法所生產的65Mn熱軋鋼板，具有淬火后鋼板硬度波動和脫碳層深度小的特點，能顯著改善65Mn熱軋鋼板的質量。為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案—種生產65Mn熱軋鋼板的方法，采用薄板坯連鑄連軋流程，主要包括冶煉、精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、冷卻、巻取步驟，其中，精煉后鋼水的化學成分為C:0.620.70wt.%、Si:0.170.37wt.%、Mn:0.901.20wt.%、P《0.035wt.%，S《0.035wt.%、Cr《0.25wt.%、Ni《0.25wt.%，其余為Fe和不可避免的雜質；所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度T過為30°C<Ta《45t:，鑄坯入爐溫度T人為900°C《T人《105(TC，終軋溫度T終為850°C《T終《95(TC，巻取溫度T巻為550°C《T巻《65(TC，連鑄拉速S拉為3.5m/min《S拉《5.5m/min。單邊脫碳層深度是鋼板厚度的O.30.9%;采用保護渣澆注，所述保護渣的理化性能指標熔融點為970士2(TC，堿度為0.90±0.06，粘度為1300°C，0.95±0.3泊，體積密度為0.60±0.15Kg/L。優選地，所述連鑄拉速S拉為4.3m/min《S拉《5.5m/min。優選地，所述鋼水過熱度T過為35°C<Ta《45°C;所述巻取溫度T巻為550°C《T巻《600°C。本發明通過優化生產參數，得到了高品質的65Mn熱軋鋼板，具體地，與現有技術相比，本發明具有如下特點和有益效果1.突破了傳統的技術極限，連鑄采用高的鋼水過熱度。為保證鑄坯質量，通常采用低過熱度澆注(過熱度為1530°C)。但是由于65Mn液相線溫度低(液相線溫度約為1470°C，比常用的低碳鋼的液相線溫度低約65°C)，如采用現有的低過熱度澆注技術，將導致鑄坯溫度低，在連鑄的彎曲段，鑄坯進入低溫塑性區，導致鑄坯表面和邊部裂紋，嚴重影響最終產品的質量。為此，突破傳統的技術極限，采用高的鋼水過熱度澆注，將過熱度從153(TC提高到3045t:，顯著改善了鑄坯質量。采用高的鋼水過熱度澆注，將提高鑄坯入爐溫度，對改善鋼板表面脫碳層深度起到明顯的作用。2.控制較高的連鑄拉速。實踐證明，適當高的拉坯速度，在一定程度上抑制了柱狀晶的生長，形成鑄坯所需的等軸晶區，從而改善了鑄坯的成分偏析，提高了鑄坯質量。同時拉速提高到適當范圍，鋼水在結晶器中停留時間縮短，坯殼溫度增高，凝固坯殼厚度減薄，同樣的鋼水靜壓力更容易使坯殼與結晶器壁接觸，這樣有利于傳熱，使熱流密度隨拉速的提高而增大，這對高碳鋼澆注穩定順行起到重要的作用。3.采用專用的保護渣。薄板坯連鑄拉速高、冷卻速度快，合金鋼碳含量高、合金成分復雜，為確保連鑄過程順利進行，同時確保鑄坯質量，開發了適用于薄板坯連鑄連軋流程生產65Mn鋼的專用保護渣，該保護渣突破了傳統流程連鑄保護渣的設計思路，具有低熔融點、低堿度、適中粘度及低體積密度的特點。采用普通保護渣澆注中高碳鋼時的澆注曲線，連鑄過程結晶器寬面熱流逐步下降，窄面熱流上升，隨著連澆爐數的增加，發生粘結漏鋼的概率超過30%，隨爐次爐數的進一步增加漏鋼概率幾乎為70%。運用本發明的連鑄保護渣，在鋼水溫度頻繁波動及不斷吸收夾雜物后，結晶器熱流始終穩定，不會隨著多爐連澆的進行而出現寬邊熱流下降，窄邊熱流上升的現象，本發明的連鑄保護渣適用薄板坯連鑄的高拉速并能保持穩定的高結晶器熱流密度。4.設計特定的終軋溫度和巻取溫度并嚴格控制。研究表明，高的終軋溫度可以彌4補高的錳含量對析出的不利作用；提高終軋溫度和降低巻曲溫度有利于組織細化和析出，是獲得產品良好綜合性能的關鍵。此外，65Mn熱軋鋼板在巻取過程中釋放大量相變潛熱，如果巻取溫度控制不當將導致塌巻，鋼巻無法交貨，為此將終軋溫度控制在850950°C，巻取溫度控制55065(TC特定的范圍來解決這種問題，并有效地提高了65Mn熱軋鋼板的強度，同時延伸率仍保持在較高水平。5.產品質量高。淬火處理后的HRC硬度波動和鋼板表面脫碳層深度是衡量65Mn熱軋鋼板質量的主要技術指標，按標準淬火處理后HRC硬度波動不大于3，單邊脫碳層深度不大于鋼板厚度的1.5%。采用本發明的方法，生產出高品質的65Mn熱軋鋼板，具體體現在以下幾個方面(1)組織性能均勻，淬火處理后硬度波動不大于2.6HRC;(2)鋼板表面單邊脫碳層深度是鋼板厚度的0.30.9%;(3)產品巻形好，無塌巻現象；(4)強度高，塑性好。本發明生產的65Mn熱軋鋼板的機械性能屈服強度為599825MPa，抗拉強度為9301115MPa，延伸率為1723%，HRC硬度為1930，淬火后鋼板硬度波動小于2.6HRC，單邊脫碳層深度小于鋼板厚度的0.9%，比現有技術生產的65Mn熱軋鋼板，其屈服強度提高了約22.368.4%，抗拉強度提高了約6.928.2%，且鋼板延伸率仍保持在較高水平。同時根據本發明生產的65Mn熱軋鋼板具有組織性能均勻、熱穩定性高的特點，質量得到了顯著的改善。圖1是本發明實施例1所生產的65Mn熱軋薄板的微觀組織示意圖2是本發明實施例2所生產的65Mn熱軋薄板的微觀組織示意圖3是本發明實施例3所生產的65Mn熱軋薄板的微觀組織示意圖4是本發明實施例4所生產的65Mn熱軋薄板的微觀組織示意圖5是本發明實施例5所生產的65Mn熱軋薄板的微觀組織示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明實施例1生產本實施例的65Mn熱軋薄板，包括以下步驟薄板坯連鑄連軋的工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、巻取。精煉后鋼水的化學成分為:C:0.63wt.%、Si:0.19wt.%、Mn:0.97wt.%、P:0.006wt.%，S:0.012wt.%、Cr:0.06wt.%、Ni:0.08wt.%，其余為Fe和不可避免的雜質;所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度1^為33t:，鑄坯入爐溫度T入為935。C，終軋溫度T終為860。C，巻取溫度T巻為635。C，連鑄拉速S拉為3.6m/min。保護渣的理化性能指標熔融點為980990°C，堿度為0.95，粘度為(1300°C)0.95±0.1泊，體積密度為0.60±0.05Kg/L。熱軋鋼板的微觀組織見圖l，其性能見表1。表1實施例1的65Mn熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2生產本實施例的65Mn熱軋薄板，包括以下步驟薄板坯連鑄連軋的工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、巻取。精煉后鋼水的化學成分為C:0.66wt.%、Si:0.35wt.%、Mn:1.lOwt.%、P:0.015wt.%，S《0.007wt.%、Cr:0.09wt.%、Ni:0.07wt.%，其余為Fe和不可避免的雜質；所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度1^為44t:，鑄坯入爐溫度T人為1030。C，終軋溫度T終為940。C，巻取溫度T巻為580。C，連鑄拉速S拉為5.3m/min。所用保護渣的理化性能指標熔融點為960970°C，堿度為0.89，粘度為(1300°C)0.93±0.1泊，體積密度為0.60±0.10Kg/L。熱軋鋼板的微觀組織見圖2，性能見表2。表2實施例2的65Mn熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3生產本實施例的65Mn熱軋薄板，包括以下步驟薄板坯連鑄連軋的工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、巻取。精煉后鋼水的化學成分為:C:0.69wt.%、Si:0.19wt.%、Mn:0.99wt.%、P:0.018wt.%，S:0.009wt.%、Cr:0.12wt.%、Ni《0.08wt.%，其余為Fe和不可避免的雜質；所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度T過為36t:，鑄坯入爐溫度T人為990。C，終軋溫度T終為890。C，巻取溫度T巻為560。C，連鑄拉速S拉為4.5m/min。保護渣的理化性能指標熔融點為960970°C，堿度為0.93，粘度為(1300°C)0.96±0.12泊，體積密度為0.60±0.09Kg/L。熱軋鋼板的微觀組織見圖3，性能見表3。表3實施例3的65Mn熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例4生產本實施例的65Mn熱軋薄板，包括以下步驟薄板坯連鑄連軋的工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、巻取。精煉后鋼水的化學成分為:C:0.64wt.%、Si:0.23wt.%、Mn:0.98wt.%、P:0.009wt.%，S《0.005wt.%、Cr:0.06wt.%、Ni:0.07wt.%，其余為Fe和不可避免的雜質；所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度T過為3『C，鑄坯入爐溫度T人為980。C，終軋溫度T終為920。C，巻取溫度T巻為590。C，連鑄拉速S拉為5.Om/min。保護渣的理化性能指標熔融點為962971°C，堿度為0.89，粘度為(1300°C)0.93±0.1泊，體積密度為0.61±0.10Kg/L。熱軋鋼板的微觀組織見圖4，性能見表4。表4實施例4的65Mn熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例5生產本實施例的65Mn熱軋薄板，包括以下步驟薄板坯連鑄連軋的工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、巻取。精煉后鋼水的化學成分為:C:0.67wt.%、Si:0.25wt.%、Mn:1.03wt.%、P:0.Olwt.%，S《0.003wt.%、Cr:0.06wt.%、Ni:0.llwt.%，其余為Fe和不可避免的雜質;所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度1^為4rC，鑄坯入爐溫度T人為999。C，終軋溫度T終為930。C，巻取溫度T巻為560。C，連鑄拉速S拉為5.lm/min。保護渣的理化性能指標熔融點為962971°C，堿度為0.87，粘度為(1300°C)0.93±0.1泊，體積密度為0.57±0.10Kg/L。熱軋鋼板的微觀組織見圖5，性能見表5。表5實施例5的65Mn熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>根據實施例1和5方法生產的65Mn熱軋鋼板，比實施例2、3、4方法生產的65Mn熱軋鋼板的產品性能更優。以上僅為本發明的具體實施例，并不以此限定本發明的保護范圍；在不違反本發明構思的基礎上所作的任何替換與改進，均屬本發明的保護范圍。權利要求一種生產65Mn熱軋鋼板的方法，其特征在于采用薄板坯連鑄連軋流程，主要包括冶煉、精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、冷卻、卷取步驟，其中，精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分為C0.62～0.70wt.％、Si0.17～0.37wt.％、Mn0.90～1.20wt.％、P≤0.035wt.％，S≤0.035wt.％、Cr≤0.25wt.％、Ni≤0.25wt.％，其余為Fe和不可避免的雜質；所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數為鋼水過熱度T過為30℃＜T過≤45℃，鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃，終軋溫度T終為850℃≤T終≤950℃，卷取溫度T卷為550℃≤T卷≤≤650℃，連鑄拉速S拉為3.5m/min≤S拉≤5.5m/min；采用保護渣澆注，所述保護渣的理化性能為熔融點為970±20℃，堿度為0.90±0.06，粘度為1300℃，0.95±0.3泊，體積密度為0.60±0.15Kg/L。2.根據權利要求1所述的65Mn熱軋鋼板的生產方法，其特征在于所述工藝參數還包括連鑄拉速S拉為4.3m/min《S拉《5.5m/min。3.根據權利要求1或2所述的65Mn熱軋鋼板的生產方法，其特征在于所述終軋溫度T終為890°C《T終《《950°C。4.根據權利要求3所述的65Mn熱軋鋼板的生產方法，其特征在于所述巻取溫度T巻為550°C《T巻《600°C。5.根據權利要求1或2所述的65Mn熱軋鋼板的生產方法，其特征在于所述鋼水過熱度T過為35°C<T過《45°C。6.根據權利要求3所述的65Mn熱軋鋼板的生產方法，其特征在于所述鋼水過熱度T過為35°C<T過《45°C。7.根據權利要求4所述的65Mn熱軋鋼板的生產方法，其特征在于所述鋼水過熱度T過為35°C<T過《45°C。全文摘要本發明公開了一種生產65Mn熱軋鋼板的方法，該方法基于薄板坯連鑄連軋流程，主要包括冶煉、精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、冷卻、卷取步驟。鋼水過熱度T過為30℃＜T過≤45℃，鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃，終軋溫度T終為850℃≤T終≤950℃，卷取溫度T卷為550℃≤T卷≤650℃，鑄坯液芯壓下L壓為2≤L壓≤20mm，單邊脫碳層深度是鋼板厚度的0.3～0.9％。精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分為C0.62～0.70wt.％、Si0.17～0.37wt.％、Mn0.90～1.20wt.％、P≤0.035wt.％，S≤0.035wt.％、Cr≤0.25wt.％、Ni≤0.25wt.％，其余為Fe和不可避免的雜質。采用本發明的方法生產的65Mn熱軋鋼板，具有組織性能均勻、熱穩定性高、強度高的特點，65Mn熱軋鋼板的質量得到了顯著的改善。文檔編號C22C38/40GK101773930SQ20101001957公開日2010年7月14日申請日期2010年1月21日優先權日2010年1月21日發明者宋昕,莊漢洲,蘇東申請人:廣州珠江鋼鐵有限責任公司