CN103276303A

CN103276303A - 一种高强度矿用链条钢及其制备方法

Info

Publication number: CN103276303A
Application number: CN2013102253344A
Authority: CN
Inventors: 王德炯; 康立文; 周爽; 王雷
Original assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种高强度矿用链条钢及其制备方法，该链条钢成分按重量百分比为：C：0.21%-0.25%，Si：0.15%-0.35%，Mn：0.20%-0.25%，P：≤0.015%、S：≤0.015%，Cr：0.40%-0.65%，Ni：0.60%-0.70%，Cu：0.07%-0.15%，Alt：0.02%-0.05%，N：≤0.012%，余量为Fe。制备方法该包括电炉或转炉冶炼工序、炉外精炼工序、钢坯连铸工序和加热轧制工序；炉外精炼处理后，钢中氮含量≤80ppm、氧含量≤30ppm，铸坯均热温度为1150-1250℃，开轧温度1000-1180℃，终轧温度830-980℃，退火后得到高强度矿用链条钢。本发明得到的钢材内外部质量均符合客户加工高强度圆环链的需要，满足了市场需求。

Description

一种高强度矿用链条钢及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种高强度用钢，具体地说是一种高强度矿用链条钢及其制备方法。

背景技术

矿用圆环链作为煤矿输送机械的重要零部件，不仅直接影响着输送设备的生产效率，而且对安全生产有一定影响。因此，对用于制作圆环链钢材的均匀度、洁净度、强度等要求极为苛刻。

目前普通强度矿用链条钢的成分是：C：0.17%-0.24%，Si：0.17%-0.37%，Mn：1.30%-1.60%，P：≤0.030%，S：≤0.030%，V：0.07%-0.12%。普通强度矿用链条由于钢材在冶炼及轧制过程中钢材强度、表面质量内部均匀度、洁净度等无法满足制作高强度矿用链条的要求，导致轧材取样锻打开裂，或者用户焊接成圆环链后做拉伸试验时出现断裂现象。随着煤矿机械的发展及开采强度的增大，普通矿用链条已无法满足开采企业发展的需要，对高强度矿用链条的需求日益增强。

发明内容

为了得到符合使用要求的矿用链条钢，本发明的目的是提供一种高强度矿用链条钢及其制备方法，该方法对成分进行科学合理的设计，对冶炼、精炼、浇注、轧制、热处理等采取独特的设计，得到的钢材内外部质量均符合客户加工高强度圆环链的需要，满足了市场需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高强度矿用链条钢，其特征在于：该链条钢成分按重量百分比为：C：0.21%-0.25%，Si：0.15%-0.35%，Mn：0.20%-0.25%，P：≤0.015%、S：≤0.015%，Cr：0.40%-0.65%，Ni：0.60%-0.70%，Cu：0.07%-0.15%， Alt：0.02%-0.05%，N：≤0.012%，余量为Fe。

一种高强度矿用链条钢的制备方法，其特征在于：该方法包括电炉或转炉冶炼工序、炉外精炼工序、钢坯连铸工序和加热轧制工序；所述炉外精炼为LF、或LF+VD或LF+RH；在炉外精炼处理后，钢中氮含量≤80ppm、氧含量≤30ppm，得到符合成分要求的铸坯；铸坯在加热炉的均热温度为1150-1250℃，加热时间≥2小时，开轧温度1000-1180℃，终轧温度830-980℃，得到规格Ф25～50mm的直条，退火后得到高强度矿用链条钢。

具体步骤如下：

1）采用电炉冶炼工序，电炉冶炼时造泡沫渣并流渣、换渣操作，终点钢水[C] 0.07%，[P]0.0075%，出钢温度1610℃，出钢100%挡渣；

2）电炉出钢包内合金化及预脱氧，加入锰铁、硅铁、碳粉及石灰，出钢过程和出钢后的增碳过程钢包底吹氩气强搅拌600L/min, 9.0bar，强搅拌10 min后软搅拌200L/min, 3.5bar，精炼成分调整，并脱硫、脱氧，后采用换渣操作，调整到成分符合要求；精炼结束后，静搅90L/min, 1.5bar，时间15min；

3）连铸中包烘烤温度1100℃，烘烤时间5.5小时；浇注全过程无氧化保护浇注，过热度控制在30℃以内，中包液面高度700mm，结晶器液面波动在±5mm以内；

4）轧制时，铸坯在加热炉的均热温度为1150-1250℃，允许温差±20℃，加热和高温扩散总时间为≥2小时，开轧温度1000-1180℃，终轧温度830-980℃，轧制成规格Ф25～50mm的直条；

5）退火时以不大于100℃/小时升温至670℃±10℃，保温15小时后，再以不大于50℃/小时炉冷至600℃出炉空冷，得到高强度矿用链条钢。

本发明的工艺路线为：配料→UHP电弧炉→一次LF精炼炉→VD真空处理→二次LF精炼炉→连铸→连铸坯检验、缓冷→加热→轧制→控制冷却→退火→矫直→检验和包装→称重和入库。

本发明中高强度矿用链条钢的成分与普通强度矿用链条钢有很大区别，添加了Cr、Ni、Cu等成分，同时对Al进行了设计，提高了组织晶粒度级别和力学性能，焊接性能有很大改善。

本发明可以批量生产，钢材内外部质量均符合客户加工高强度圆环链的需要，拉伸试验无开裂及断裂现象出现，极大的满足了开采企业发展的需要。

本发明可用于加工高强度矿用链条各种规格圆钢的制备，在钢铁冶金领域属于首创，在国内处于领先地位。

具体实施方式

一种高强度矿用链条钢，该链条钢成分按重量百分比为：C：0.22%，Si：0.20%，Mn：0.20%，P：0.010%、S：0.015%，Cr：0.55%，Ni：0.60%，Cu：0.08%， Alt：0.03%，N：0.010%，余量为Fe和微量杂质。

一种高强度矿用链条钢的具体制备方法及主要工艺措施如下：

1、入炉钢铁料结构中铁水63吨，废钢37吨，采用优质碳素废钢。

2、电炉冶炼时造泡沫渣并流渣、换渣操作，终点钢水[C] 0.07%，[P]0.0075%，出钢温度1610℃，出钢100%挡渣。

3、电炉出钢包内合金化及预脱氧，加入锰铁、硅铁、碳粉等合金料及石灰等造渣料，出钢过程和出钢后的增碳过程钢包底吹氩气强搅拌（600L/min, 9.0bar），强搅拌10 min软搅拌（200L/min, 3.5bar），精炼成分调整，并脱硫、脱氧，后采用换渣操作，成分调整后取样全分析，不足补加微调。在炉外精炼处理后，钢中氮含量≤80ppm、氧含量≤30ppm，得到符合成分要求的铸坯。精炼结束后，静搅（90L/min, 1.5bar）时间15min。

4、连铸中包烘烤温度1100℃，烘烤时间5.5小时。结晶器对弧、水口对中符合要求，喷嘴雾化效果良好。小方坯（150mm×150mm）浇注。浇注全过程无氧化保护浇注，过热度控制在30℃以内，采用专用保护渣，中包液面高度700mm，结晶器液面波动在±5mm以内。

5、连铸坯入坑缓冷，坯料检查。棒材轧制时，小方坯（150mm×150mm）在加热炉的均热温度为1150-1250℃，允许温差±20℃，加热和高温扩散总时间为≥2小时，开轧温度1000-1180℃，终轧温度830-980℃。

6、轧制规格Ф26mm的直条，在线取样锻打检验，表面无肉眼可见细裂纹。

7、退火时以不大于100℃/小时升温至670℃±10℃，保温15小时后，再以不大于50℃/小时炉冷至600℃出炉空冷，得到高强度矿用链条钢。

表1为取样试验结果：

表1

样品编号	规格(mm)	屈服种类	Y.S (Mpa)	T.S (Mpa)	A%	屈强比	Z%	本质晶粒度
									1	26	ReL	1117	1228	13.5	90.96	57	4.5
2	26	ReL	1087	1211	13	89.76	61	4.5
									3	26	ReL	1092	1211	13	90.17	59	4.5
4	26	ReL	1121	1239	13.8	90.48	58

由表1可知，钢材内外部质量均符合客户加工高强度圆环链的需要，拉伸试验无开裂及断裂现象出现。

Claims

1.一种高强度矿用链条钢，其特征在于：该链条钢成分按重量百分比为：C：0.21%-0.25%，Si：0.15%-0.35%，Mn：0.20%-0.25%，P：≤0.015%、S：≤0.015%，Cr：0.40%-0.65%，Ni：0.60%-0.70%，Cu：0.07%-0.15%， Alt：0.02%-0.05%，N：≤0.012%，余量为Fe。

2.一种权利要求1所述高强度矿用链条钢的制备方法，其特征在于：该方法包括电炉或转炉冶炼工序、炉外精炼工序、钢坯连铸工序和加热轧制工序；所述炉外精炼为LF、或LF+VD或LF+RH；在炉外精炼处理后，钢中氮含量≤80ppm、氧含量≤30ppm，得到符合成分要求的铸坯；铸坯在加热炉的均热温度为1150-1250℃，加热时间≥2小时，开轧温度1000-1180℃，终轧温度830-980℃，得到规格Ф25～50mm的直条，退火后得到高强度矿用链条钢。

3.根据权利要求2所述的高强度矿用链条钢的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：