專利名稱::一種生產(chǎn)30CrMo熱軋鋼板的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及合金結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域:
,特別涉及一種生產(chǎn)30CrMo熱軋鋼板的方法。
背景技術(shù):
:30CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼具有較高的強度和韌性,淬透性好,在淬火低溫回火后、淬火高溫回火后都具有很好的綜合機械性能等優(yōu)點。該鋼調(diào)質(zhì)后,在低于550°C以下具有較高的強度。鋼的低溫韌性好,并且無回火脆性,焊接性和可切削性良好,廣泛用于中型機械制造業(yè)、化工工業(yè)、鍋爐制造業(yè)和刀模具業(yè)等。30CrMo中Cr、Mo元素的適當配合,使鋼具有良好的常溫與高溫綜合機械性能,在獲得致密的組織、高的強度的同時而不顯著降低塑性,同時,還提高了鋼的淬透性,增加回火時的穩(wěn)定性,消除回火脆性與高溫時晶粒長大的傾向。通常30CrMo熱軋鋼板采用傳統(tǒng)流程生產(chǎn),存在以下主要問題由于30CrMo碳含量較高、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(chǎn)品組織性能的不均勻;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(chǎn)品的表面硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性;30CrMo的凝固溫度較低,同時傳統(tǒng)流程連鑄速度慢,導致鑄坯溫度低,進入低溫塑性區(qū),在鑄坯的表面和邊部產(chǎn)生裂紋,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。薄板坯連鑄連軋是生產(chǎn)熱軋薄板的新工藝、新技術(shù),它將傳統(tǒng)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(chǎn)周期短、能耗低、投資省等優(yōu)點。近十幾年來,該技術(shù)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(chǎn)線投入使用,總的生產(chǎn)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(chǎn)工藝流程,產(chǎn)品主要是基于低碳的各類鋼種,但中高碳鋼,特別是合金鋼領(lǐng)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(chǎn)線開展了中高碳鋼的相關(guān)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(chǎn)方法"(申請?zhí)?00810048357.1)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?zhí)?00810048358.6)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(chǎn)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(shù)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(shù)范圍,所有的鋼種都是根據(jù)這個最廣泛的范圍來制定具體的生產(chǎn)工藝,而針對不同的鋼種,每種具體的生產(chǎn)工藝都需要本領(lǐng)域的技術(shù)人員經(jīng)過大量的實驗和創(chuàng)造性勞動才能得出。上述申請?zhí)岢隽嘶诒“迮鬟B鑄連軋流程生產(chǎn)中高碳高強鋼的方法。但是申請?zhí)枮?00810048357.1的專利沒有提及30CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)過程存在的鑄坯的質(zhì)量、淬火后鋼板的硬度波動、脫碳層厚度、巻型等質(zhì)量問題的具體解決方法。申請?zhí)枮?00810048358.6的專利提出在30CrMo的基礎(chǔ)上采用Nb微合金化技術(shù)提高強度生產(chǎn)30CrMoNb的方法,屈服強度達到510MPa,抗拉強度達到780MPa。但該申請需要的合金種類很多,而且量大,生產(chǎn)成本高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于針對現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)30CrMo熱軋鋼板存在的主要問題,特別是對30CrMo熱軋鋼板生產(chǎn)中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題如鑄坯質(zhì)量、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(chǎn)30CrMo熱軋鋼板的方法。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案—種生產(chǎn)30CrMo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:0.260.34wt.%、Si:0.170.37wt.%、Mn:0.400.70wt.%、P《0.035wt.%、S《0.035wt.%、Cr:0.801.10wt.%、Mo:0.150.25wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)為連鑄拉速S拉為3.5m/min《S拉《5.5m/min,鑄坯入爐溫度T人為900°C《TA《1050。C,終軋溫度T終為830°C《T終《930。C,巻取溫度T巻為520°C《T巻《620。C,鋼水過熱度T過為30°C<T過《40°C,鑄坯液芯壓下L壓為2《L壓《20mm。采用保護渣澆注,所述保護渣的理化性能指標熔融點為990士3(TC,堿度為0.92±0.l,粘度為1300°C,0.95±0.3泊,體積密度為0.60±0.2Kg/L。優(yōu)選地,精煉后鋼水的化學成分為:C:0.300.33wt.%、Si:0.200.30wt.%、Mn:0.400.60wt.%、P《0.025wt.%、S《0.025wt.%、Cr:0.800.90wt.%、Mo:0.150.20wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地,鑄坯液芯壓下L壓為5mm《L壓《15mm。優(yōu)選地,鋼水過熱度T過為34°C《T過《40。C,鑄坯入爐溫度T人為950°C《T人《1050。C,鋼板脫碳層深度小于鋼板厚度的0.21.0%。更優(yōu)選地,鋼水過熱度la為37°C《Ta《4(TC,鑄坯入爐溫度T人為1000°C《T人《105(TC,鋼板脫碳層深度小于鋼板厚度的0.20.8%。優(yōu)選地,巻取溫度T巻為540°C《T巻《600°C。通過上述生產(chǎn)方法獲得的熱軋鋼板的機械性能屈服強度為615810MPa,抗拉強度為810955MPa,延伸率為1324%,HRC硬度為21-23,淬火后鋼板HRC硬度波動小于2.5,單面脫碳層深度小于鋼板厚度的1.2%。本發(fā)明通過優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù),得到高質(zhì)量的30CrMo熱軋鋼板,具體地,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果1.突破了傳統(tǒng)的技術(shù)極限,連鑄采用高的鋼水過熱度。為保證鑄坯質(zhì)量,通常采用低過熱度澆注(過熱度為1530°C)。但是由于30CrMo液相線溫度低(液相線溫度約為1503°C,比常用的低碳鋼的液相線溫度低約30°C),如采用現(xiàn)有的低過熱度澆注技術(shù),將導致鑄坯溫度低,在連鑄的彎曲段,鑄坯進入低溫塑性區(qū),導致鑄坯表面和邊部裂紋,嚴重影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。為此,突破傳統(tǒng)的技術(shù)極限,采用高的鋼水過熱度澆注,將過熱度從153(TC提高到304(TC,顯著改善了鑄坯質(zhì)量。鋼水過熱度越高,鑄坯入爐溫度越高,鑄坯在加熱爐里停留的時間越短,脫碳層越薄。2.采用液芯壓下技術(shù),改善鑄坯組織的均勻性,從而提高最終產(chǎn)品的組織性能的均勻性。在鑄坯凝固過程中,采用液芯壓下技術(shù),減少了偏析、疏松和內(nèi)部裂紋等缺陷,提高了鑄坯質(zhì)量,為獲得高品質(zhì)的最終熱軋鋼板奠定了基礎(chǔ)。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4分復雜,為確保連鑄過程順利進行,同時確保鑄坯質(zhì)量,開發(fā)了適用于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)合金鋼的專用的保護渣,突破了傳統(tǒng)流程連鑄保護渣的設(shè)計思路,具有了低熔融點、低堿度、適中粘度及低體積密度的優(yōu)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(jié)晶器寬面熱流逐步下降,窄面熱流上升,隨著連澆爐數(shù)的增加,發(fā)生粘結(jié)漏鋼的概率超過30%,隨爐次爐數(shù)的進一步增加漏鋼概率幾乎為70%。運用本發(fā)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(jié)晶器熱流始終穩(wěn)定,不會隨著多爐連澆的進行而出現(xiàn)寬邊熱流下降,窄邊熱流上升的現(xiàn)象,本發(fā)明的連鑄保護渣適用薄板坯連鑄的高拉速并能保持穩(wěn)定的高結(jié)晶器熱流密度。4.設(shè)計特定的巻取溫度并嚴格控制。采用設(shè)計的巻取溫度獲得了細小的鐵素體晶粒并有利于針狀鐵素體的生成,提高了鋼板的強度和屈強比。研究表明,30CrMo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,為此需將巻取溫度設(shè)定在特定的范圍并嚴格控制。產(chǎn)品巻型好,無塌巻現(xiàn)象。5.產(chǎn)品質(zhì)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30CrMo熱軋鋼板質(zhì)量的主要技術(shù)指標,通常淬火后HRC硬度波動不超過3,按標準單面脫碳層深度不大于鋼板厚度的1.5%。采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出高品質(zhì)的30CrMo熱軋鋼板,具體體現(xiàn)在以下幾個方面(l)組織性能均勻,淬火處理后HRC硬度波動不大于2.5;(2)鋼板表面單面脫碳層厚度小于鋼板厚度的1.2%。(3)產(chǎn)品巻形好,無塌巻現(xiàn)象;(4)強度高,屈強比高。本發(fā)明生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板的機械性能屈服強度和抗拉強度保證的前提下,節(jié)約了合金,大大降低了生產(chǎn)成本;且30CrMo熱軋鋼板淬火后鋼板HRC硬度波動小于2.5,單面脫碳層深度小于鋼板厚度的1.2X,具有組織性能均勻、熱穩(wěn)定性高的特點,30CrMo熱軋鋼板的質(zhì)量得到了顯著的改善。圖1是本發(fā)明實施例1所生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板的微觀組織示意圖;圖2是本發(fā)明實施例2所生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板的微觀組織示意圖;圖3是本發(fā)明實施例3所生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板的微觀組織示意圖;圖4是本發(fā)明實施例4所生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板的微觀組織示意圖;圖5是本發(fā)明實施例5所生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板的微觀組織示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。實施例1本實施例所述30CrMo熱軋薄板的生產(chǎn)方法,該方法工藝流程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:0.30wt.%、Si:0.25wt.%、Mn:0.60wt.%、P0.020wt.%、S0.005wt.%、Cr:0.80wt.%、Mo:0.18wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為105(TC,鋼水過熱度1^為40°C,終軋溫度Tg為930°C,巻取溫度1為570°C,連鑄拉速S^為5.5m/min,連鑄液芯壓下L壓為5mm。所用保護渣的理化性能指標熔融點為96(TC,堿度為0.82,粘度為1300°C,0.65泊,體積密度為0.60Kg/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30CrMo熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2本實施例所述30CrMo熱軋薄板的生產(chǎn)方法,該方法工藝流程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0.33wt.%、Si:0.20wt.%、Mn:0.50wt.%、P0.015wt.%、S0.008wt.%、Cr:0.90wt.%、Mo:0.15wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為lOl(TC,鋼水過熱度Tji為38°C,終軋溫度Tg為900°C,巻取溫度1為600°C,連鑄拉速S^為5.lm/min,連鑄液芯壓下L壓為lOmrn。該實施例中所用保護渣的理化性能指標熔融點為102(TC,堿度為0.92,粘度為1300°C,0.95泊,體積密度為0.40Kg/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30CrMo熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3本實施例所述30CrMo熱軋薄板的生產(chǎn)方法,該方法工藝流程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:0.31wt.%、Si:0.30wt.%、Mn:0.40wt.%、P0.008wt.%、S0.012wt.%、Cr:0.95wt.%、Mo:0.20wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為98(TC,鋼水過熱度Ta為36°C,終軋溫度Tg為830°C,巻取溫度1為540°C,連鑄拉速S^為4.6m/min,連鑄液芯壓下L壓為15mm。該實施例中所用保護渣的理化性能指標熔融點為99(TC,堿度為1.02,粘度為1300°C,1.25泊,體積密度為0.80Kg/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30CrMo熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例4本實施例所述30CrMo熱軋薄板的生產(chǎn)方法,該方法工藝流程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:0.26wt.%、Si:0.37wt.%、Mn:0.40wt.%、P0.030wt.%、S0.020wt.%、Cr:1.lOwt.%、Mo:0.22wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T人為95(TC,鋼水過熱度T過為34°C,終軋溫度Tg為880°C,巻取溫度1為620°C,連鑄拉速S^為4.2m/min,連鑄液芯壓下L壓為3mm。該實施例中所用保護渣的理化性能指標熔融點為975t:,堿度為0.98,粘度為1300°C,0.78泊,體積密度為0.50Kg/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30CrMo熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例5本實施例所述30CrMo熱軋薄板的生產(chǎn)方法,該方法工藝流程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:0.34wt.%、Si:0.17wt.%、Mn:0.70wt.%、P0.025wt.%、S0.025wt.%、Cr:1.OOwt.%、Mo:0.25wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為91(TC,鋼水過熱度1^為32°C,終軋溫度T終為850°C,巻取溫度T巻為520°C,連鑄拉速S拉為3.7m/min,連鑄液芯壓下L壓為19mm。該實施例中所用保護渣的理化性能指標熔融點為IOI(TC,堿度為0.86,粘度為1300°C,1.10泊,體積密度為0.70Kg/L。熱軋鋼板的微觀組織見圖5,性能見表5。5的30CrMo熱軋鋼板的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從實施例1-5可以看出,根據(jù)本發(fā)明方法生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板,組織性能均勻,淬火處理后HRC硬度波動不大于2.5;鋼板表面脫碳層深度小于鋼板厚度的1.2%,產(chǎn)品巻型好,無塌巻。鋼水的過熱度越高,鑄坯入爐溫度越高,脫碳層越薄,產(chǎn)品性能越好。以上僅為本發(fā)明的具體實施例,并不以此限定本發(fā)明的保護范圍;在不違反本發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何替換與改進,均屬本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求一種生產(chǎn)30CrMo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,精煉后鋼水的化學成分為C0.26~0.34wt.%、Si0.17~0.37wt.%、Mn0.40~0.70wt.%、P≤0.035wt.%、S≤0.035wt.%、Cr0.80~1.10wt.%、Mo0.15~0.25wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)為連鑄拉速S拉為3.5m/min≤S拉≤5.5m/min,鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃,終軋溫度T終為830℃≤T終≤930℃,卷取溫度T卷為520℃≤T卷≤620℃,鋼水過熱度T過為30℃<T過≤40℃,鑄坯液芯壓下L壓為2≤L壓≤20mm;采用保護渣澆注,所述保護渣的理化性能為熔融點為990±30℃,堿度為0.92±0.1,粘度為1300℃,0.95±0.3泊,體積密度為0.60±0.2Kg/L。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的30CrMo熱軋鋼板的生產(chǎn)方法,其特征在于所述鋼水的化學成分為C:0.300.33wt.%、Si:0.200.30wt.%、Mn:0.400.60wt.%、P《0.025wt.%、S《0.025wt.%、Cr:0.800.90wt.%、Mo:0.150.20wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的30CrMo熱軋鋼板的生產(chǎn)方法,其特征在于所述鑄坯液芯壓T"L壓力5mm<L壓^15mrn。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的30CrMo熱軋鋼板的生產(chǎn)方法,其特征在于所述鋼水過熱度T過為34°C《T過《4(TC,鑄坯入爐溫度T人為950°C《T人《1050°C。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的30CrMo熱軋鋼板的生產(chǎn)方法,其特征在于所述鋼水過熱度T過為37°C《T過《40。C,鑄坯入爐溫度T入為1000°C《T人《1050°C。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的30CrMo熱軋鋼板的生產(chǎn)方法,其特征在于所述巻取溫度T巻為540°C《T巻《600°C。全文摘要本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)30CrMo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。連鑄拉速S拉為3.5m/minS拉≤5.5m/min,鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃,終軋溫度T終為830℃≤T終≤930℃,卷取溫度T卷為520℃≤T卷≤620℃,單面脫碳層深度是鋼板厚度的0.2~1.2%。精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分為C0.26~0.34wt.%、Si0.17~0.37wt.%、Mn0.40~0.70wt.%、P≤0.035wt.%、S≤0.035wt.%、Cr0.80~1.10wt.%、Mo0.15~0.25wt.%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用本發(fā)明所述方法所生產(chǎn)的30CrMo熱軋鋼板,具有組織性能均勻、熱穩(wěn)定性高、強度高的特點,30CrMo熱軋鋼板的質(zhì)量得到了顯著的改善。文檔編號B21B1/26GK101773929SQ20101001952公開日2010年7月14日申請日期2010年1月20日優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日發(fā)明者莊漢洲,毛新平,謝利群申請人:廣州珠江鋼鐵有限責任公司