專利名稱：一種耐磨鋼板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)，特別是一種耐磨鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度耐磨鋼板作為一類重要的鋼鐵材料，廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、車輛、船舶、橋梁等行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對高強(qiáng)度耐磨板的需求增長迅猛?，F(xiàn)有耐磨鋼工藝路線一般分三種熱軋+淬火+回火；控軋+軋后控冷+回火或控軋+正火+回火；控軋+水幕控制冷卻+回火。現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是耐磨鋼板的組織為回火馬氏體或貝氏體，組織粗大、鋼板性能不均勻；加入大量的合金元素強(qiáng)化馬氏體，提高馬氏體的淬硬性及回火抗力，提高鋼板的淬透性，以滿足鋼板高強(qiáng)度、高硬度性能，生產(chǎn)成本高； 火焰切割后，在切割處產(chǎn)生軟點(diǎn)而形成裂紋源，在外力作用下裂紋擴(kuò)展，造成鋼板開裂，經(jīng)常形成質(zhì)量異議；塑性及韌性差，同時(shí)不易冷彎成型；加入大量合金元素后，鋼板焊接性能差；合金含量高，連鑄坯易產(chǎn)生表面裂紋，連鑄坯下線后要堆垛緩冷，必須帶溫清理，增加生產(chǎn)難度，清理操作作業(yè)環(huán)境差。中國專利申請?zhí)?0101(^60178. 1 “一種低成本高強(qiáng)度耐磨鋼板及其生產(chǎn)方法”， 工藝為Q+T，成分體系為C-Si-Mn-Cr-Ti。該鋼板生產(chǎn)工藝為淬火+回火，其組織為粗大的回火馬氏體組織，傳統(tǒng)的淬火后回火耐磨鋼的殘余奧氏體為< 3%。該發(fā)明存在的不足之處是繼承了傳統(tǒng)耐磨鋼的特點(diǎn)，低的回火溫度及加入Cr合金元素，鋼的高硬度的同時(shí)塑性極韌性差；(淬火+回火)鋼板中加入Cr后，Cr既提高鋼板的強(qiáng)度及硬度，Cr同時(shí)降低材料的沖擊韌性；鋼板采用熱軋后加速冷卻，鋼板的塑性及韌性亦低，這也是在目前在軋制工藝研究中發(fā)現(xiàn)的不爭事實(shí)；回火溫度430°C時(shí)，馬氏體中將析出ε碳化物，為阻礙碳化物的析出必須有足夠的Si，該鋼中Si低，回火后鋼的塑性及韌性差；耐磨鋼回火溫度430°C時(shí)Cr23C6 及Cr7C3未完成向M2C的轉(zhuǎn)變，鋼板的性能不均勻，造成大量性能不合鋼板；鋼中入Cr后，連鑄坯易產(chǎn)生裂紋，板坯需要帶溫清理，清理操作工況條件差；鑄坯表面質(zhì)量不穩(wěn)，不能實(shí)現(xiàn)熱坯直裝加熱，不利于節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足之處，提供一種耐磨鋼板(8 60mm)的生產(chǎn)方法。該方法降低耐磨鋼成分中合金含量，不采用貴重合金Ni、Mo等元素，采用合適的軋制工藝及Q-P處理工藝，形成馬氏體+殘余奧氏體(5% 10%)及析出50 IOOnm碳化物復(fù)合組織，提高耐磨鋼板的綜合性能，特別是提高塑性及韌性，生產(chǎn)出低成本、高性能的匪360、NM400鋼板；軋鋼生產(chǎn)進(jìn)行直裝，改善操作工作業(yè)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色鋼鐵的理念。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種耐磨鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)工藝路線為鐵水脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一精煉一連鑄一軋制 —Q-P處理。
鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C=O. 15 0. 20，Si=O. 4 0. 7，Mn=O. 7 1. 50， P 彡 0. 020，
S 彡 0. 010，Ti=O. 020 0. 10，B=O. 0005 0. 0020，Nb=O. 010 0. 020，其余量為 Fe 和
不可避免的雜質(zhì)。鋼的生產(chǎn)工藝步驟為
(1)鐵水脫硫鐵水入轉(zhuǎn)爐前確保扒渣干凈；處理后鐵水硫含量S ^ 0. 010%。(2)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制C彡0. 06%,P ^ 0. 015%，S彡0. 015% ；確保C-T協(xié)調(diào)出鋼， 出鋼時(shí)間> :3min ；擋渣出鋼，渣厚< 50mm ；出鋼過程中向鋼包內(nèi)加入預(yù)熔渣；各類合金應(yīng)在出鋼至1/4左右時(shí)開始加入，到2/3左右時(shí)加完。(3)精煉備好Mn-Fe和Si-Fe等合金散料，根據(jù)LF爐第一個(gè)樣成分補(bǔ)加適量合金調(diào)整成分，嚴(yán)格控制上下爐碳量差< 0. 02% ；鋼水在LF爐通電時(shí)間彡20min，總吹氬時(shí)間 ^ 40分鐘，白渣保持時(shí)間> 15min ；精煉結(jié)束前加入B-Fe硼鐵并進(jìn)行鋼水Ti含量調(diào)整與控制；出站時(shí)根據(jù)鋼水中AlT含量適量調(diào)整；出站前對鋼水進(jìn)行軟吹氬操作，軟吹氬時(shí)間應(yīng)大于5min ；開澆爐出站溫度16 16;34°C，連澆爐出站溫度1618 鋼水進(jìn)VD爐即開啟全程吹氬、測溫，在VD爐總吹氬時(shí)間彡30分鐘抽真空目標(biāo)0.5 tor以下，保持時(shí)間不小于IOmin ；備好干燥的合金和增碳劑，對鋼水中C、Si,Mn等成分進(jìn)行調(diào)節(jié)；出站時(shí)喂 SiCa線或CaFe線，喂入量300 700m，并根據(jù)鋼水中Alt含量適量調(diào)整；鋼水出VD爐前軟吹大于5min ；開澆爐上臺(tái)溫度1564 1574°C，連澆爐上臺(tái)溫度1559 1569°C。(4)連鑄目標(biāo)鋼水過熱度小于20°C，液相線溫度1510°C，中包典型溫度1525 1535 O。(5)軋制鑄坯下線后進(jìn)行熱裝爐，加熱段溫度控制在1210 士 30°C，加熱時(shí)間8 laiiin/cm，均熱段溫度控制在1180士30 °C，時(shí)間在45分鐘以上； I階段開軋溫度> 1050°C，終軋溫度950 980°C，粗軋保證最后連續(xù)三道次平均壓下率不小于15%，中間坯厚度控制按板坯展寬后3. 5h控制；II階段開軋溫度90(T93(TC，終軋溫度81(T85(TC控制，每道次壓下率均須彡12%，精軋累計(jì)壓下率不小于60% ；軋后開冷溫度 800^8100C，5 7°C /s,返紅溫度 580^630°C。(6)Q-P處理890 920°C淬火至200 300°C，在140 250°C進(jìn)行碳分配，形成共格及半共格碳化物析出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
第一，耐磨鋼成分設(shè)計(jì)采用C-Si-Mn-Nb-Ti成分體系，Nb、Ti微合金處理，加入B提高鋼的淬透性，基本不加入其它合金元素，輔以合適熱處理工藝保證鋼板有優(yōu)良的塑性及韌性，其沖擊功提高一倍以上；新成分?jǐn)[脫了傳統(tǒng)耐磨鋼中加Cr的設(shè)計(jì)，鋼板性能穩(wěn)定；合金成分設(shè)計(jì)，保證連鑄坯表面質(zhì)量良好，同時(shí)實(shí)現(xiàn)直裝，節(jié)能減排；加Ti設(shè)計(jì)，改善了材料焊接性能；加Nb設(shè)計(jì)降低材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度；Si-Mn系列設(shè)計(jì)，減少合金用量，降低生產(chǎn)成本。第二，熱處理采用Q-P (淬火-碳分配)工藝，形成板條馬氏體+板條殘余奧氏體 (5% 10%)及析出50 IOOnm碳化物復(fù)合組織，保證了組織細(xì)小、均勻，同時(shí)鋼板具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性配合。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步介紹發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1 匪360耐磨鋼板的生產(chǎn)方法。鋼的成分質(zhì)量百分比如表1。表1匪360耐磨鋼板化學(xué)成分控制實(shí)績
權(quán)利要求
1. 一種耐磨鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)工藝路線為鐵水脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一精煉一連鑄一軋制一Q-P處理，其特征在于鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C=O. 15 0. 20，Si=O. 4 0. 7，Mn=O. 7 1. 50,P^O. 020，S 彡 0. 010，Ti=O. 020 0. 10，B=O. 0005 0. 0020，Nb=O. 010 0. 020，其余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；鋼的生產(chǎn)工藝步驟為(1)鐵水脫硫鐵水入轉(zhuǎn)爐前確保扒渣干凈；處理后鐵水硫含量S( 0. 010% ；(2)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制C彡0.06%, P彡0. 015%, S彡0. 015% ；確保C-T協(xié)調(diào)出鋼，出鋼時(shí)間> :3min ；擋渣出鋼，渣厚< 50mm ；出鋼過程中向鋼包內(nèi)加入預(yù)熔渣；各類合金應(yīng)在出鋼至1/4左右時(shí)開始加入，到2/3左右時(shí)加完；(3)精煉備好Mn-Fe和Si-Fe等合金散料，根據(jù)LF爐第一個(gè)樣成分補(bǔ)加適量合金調(diào)整成分，嚴(yán)格控制上下爐碳量差< 0. 02% ；鋼水在LF爐通電時(shí)間彡20min,總吹氬時(shí)間彡40 分鐘，白渣保持時(shí)間> 15min ；精煉結(jié)束前加入B-Fe硼鐵并進(jìn)行鋼水Ti含量調(diào)整與控制； 出站時(shí)根據(jù)鋼水中AlT含量適量調(diào)整；出站前對鋼水進(jìn)行軟吹氬操作，軟吹氬時(shí)間應(yīng)大于 5min ；開澆爐出站溫度16 1634°C，連澆爐出站溫度1618 ；鋼水進(jìn)VD爐即開啟全程吹氬、測溫，在VD爐總吹氬時(shí)間> 30分鐘抽真空目標(biāo)0.5 tor以下，保持時(shí)間不小于IOmin ；備好干燥的合金和增碳劑，對鋼水中C、Si、Mn等成分進(jìn)行調(diào)節(jié)；出站時(shí)喂SiCa 線或CaFe線，喂入量300 700m，并根據(jù)鋼水中Alt含量適量調(diào)整；鋼水出VD爐前軟吹大于5min ；開澆爐上臺(tái)溫度1564 1574°C，連澆爐上臺(tái)溫度1559 1569°C ；(4)連鑄目標(biāo)鋼水過熱度小于20°C，液相線溫度1510°C，中包典型溫度1525 1535 0C ；(5)軋制鑄坯下線后進(jìn)行熱裝爐，加熱段溫度控制在1210士30°C，加熱時(shí)間8 laiiin/cm，均熱段溫度控制在1180士30 °C，時(shí)間在45分鐘以上； 丄隕段開軋溫度> 1050°C，終軋溫度950 980°C，粗軋保證最后連續(xù)三道次平均壓下率不小于15%，中間坯厚度控制按板坯展寬后3. 5h控制；II階段開軋溫度90(T93(TC，終軋溫度81(T85(TC控制，每道次壓下率均須彡12%，精軋累計(jì)壓下率不小于60% ；軋后開冷溫度 800 810°C，5 7°C /s，返紅溫度 580^630°C ；(6)Q-P處理890 920°C淬火至200 300°C，在140 250°C進(jìn)行碳分配，形成共格及半共格碳化物析出。
全文摘要
一種耐磨鋼板的生產(chǎn)方法，鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C=0.15～0.20，Si=0.4～0.7，Mn=0.7～1.50，P≤0.020，S≤0.010，Ti=0.020～0.10，B=0.0005～0.0020，Nb=0.010～0.020，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)；鋼的生產(chǎn)工藝路線鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→精煉→連鑄→軋制→Q-P處理。本發(fā)明耐磨鋼成分設(shè)計(jì)采用C-Si-Mn-Nb-Ti成分體系，Nb、Ti微合金處理，加入B提高鋼的淬透性，輔以合適熱處理工藝保證鋼板有優(yōu)良的塑性及韌性，其沖擊功提高一倍以上；熱處理采用Q-P工藝，形成板條馬氏體+板條殘余奧氏體(5%～10%)及析出50～100nm碳化物復(fù)合組織，保證了組織細(xì)小、均勻，同時(shí)鋼板具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性配合。
文檔編號(hào)C21D1/18GK102363859SQ201110358240
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者劉永龍, 華浩, 曹波, 楊云清, 楊俊 , 鄭生斌, 高擎 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司