CN103820731B

CN103820731B - 超薄宽幅耐磨钢板和以大压缩比生产该钢板的方法

Info

Publication number: CN103820731B
Application number: CN201410075844.2A
Authority: CN
Inventors: 周平; 麻衡; 马光亭; 汤化胜; 陈爱娇; 王月香; 张长宏; 秦港; 黄少文
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Steel Group Yinshan Section Steel Co Ltd
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: CN103820731A

Abstract

本发明公开了一种超薄宽幅耐磨钢板和以大压缩比生产该钢板的方法。该方法包括：对连铸坯进行加热，加热温度为1180℃～1250℃，均热时间不少于40min；对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧以得到厚度5～8mm×宽度3000～4000mm的钢板，其中，粗轧包括在1100℃以上的条件下进行完全再结晶轧制，待温厚度≥5～10倍成品厚度，精轧中，开轧温度≥1000℃，终轧温度≥800℃，轧制5～11道次，连铸坯厚度与所述钢板厚度之比是30～35；对轧制后的钢板进行空冷；对冷却后的钢板进行淬火处理和回火处理，淬火处理包括将钢板加热到Ac3+0～70℃且处于860～950℃内，并保温5～20min，然后水淬，Ac3是加热过程中奥氏体转变终了温度；回火处理包括将钢板加热至150℃～350℃并保温10～20min，之后空冷。该方法的加工效率高。可得到HBW330-510级别的产品。

Description

超薄宽幅耐磨钢板和以大压缩比生产该钢板的方法

技术领域

本发明涉及一种以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法，特别涉及一种压缩比在30～35的条件下生产超薄宽幅耐磨钢板的方法。

背景技术

耐磨钢板广泛应用于要求高强度、高耐磨性能的工程、采矿、建筑、水泥生产、港口、电力以及冶金等机械产品上，例如推土机、装载机、挖掘机、自卸车及各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。利用常规可逆式宽厚板轧机轧制生产5mm-8mm（厚度）×3000mm-4000mm（宽度）超薄宽幅HBW330-500系列耐磨钢板难度极大。由于轧件成品厚度薄、宽度大、压缩比大导致轧制过程温降过快，变形抗力增大，板形难以控制，有些甚至无法正常完成热处理。现有一些中厚板加工企业能够生产5mm-8mm超薄规格耐磨钢产品，但均是利用较小压缩比（小于30）的铸坯坯型，或采用二次开坯的工艺方法，或利用热连轧生产线进行生产，这就需要投资新建小坯型连铸机等相关设备，而二次开坯势必造成生产成本过高、成材率低的局面，热连轧生产线生产势必造成产品宽度受限，一般集中在2000mm以下。

例如，中国专利文献CN102191363A公开了一种厚度为2-15mm耐磨钢板的生产方法，该生产方法采用外购2-15mm热连轧基板开平矫直后通过淬火和回火后得到耐磨钢板，该方法未涉及轧制过程，且宽度限制在1000-2000mm之间，产品应用范围窄。另外，中国专利文献CN102943212A公开了一种NM500高强度耐磨钢板及其热处理工艺，该产品的厚度规格局限于12-50mm之间。此外，中国专利文献CN101451220公开了一种高强度耐磨钢板及其制备方法，涉及到的耐磨钢板厚度规格局限于8-60mm之间。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种大压缩比条件下生产超薄宽幅耐磨钢板的方法。

本发明的另一目的在于提供一种压缩比为30～35的条件下生产超薄宽幅耐磨钢板的方法。

本发明的再一目的在于提供一种布氏硬度为HBW330-HBW510的超薄宽幅耐磨钢板的生产方法。

本发明的再一目的在于提供一种生产效率高、生产成本低的超薄宽幅耐磨钢板的生产方法。

本发明的再一目的在于提供一种厚度为5～8mm，宽度为3000～4000mm，布氏硬度值为HBW330-HBW510的超薄宽幅耐磨钢板。

根据本发明的一种以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法，所述方法包括如下步骤：对连铸坯进行加热，加热温度为1180℃～1250℃，均热时间不少于40min；对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧以得到厚度5～8mm×宽度3000～4000mm的钢板，其中，粗轧包括在1100℃以上的条件下进行完全再结晶轧制，待温厚度≥5～10倍成品厚度，在精轧中，开轧温度≥1000℃，终轧温度≥800℃，轧制5～11道次，连铸坯的厚度与所述钢板的厚度之比是30～35；对轧制后的钢板进行空冷；对冷却后的钢板进行淬火处理和回火处理，其中，淬火处理包括将钢板加热到Ac3+0～70℃且处于860～950℃内，并保温5～20min，然后水淬，Ac3是加热过程中奥氏体转变终了温度；回火处理包括将钢板加热至150℃～350℃并保温10～20min，之后空冷。

根据本发明的一个实施例，所述连铸坯按重量百分比包括C：0.10-0.50%、Si：0.15-0.50%、Mn：0.30-1.40%、Nb：0.005-0.050%、Cr：0.10-0.70%、V＜0.10%、B：0.0005-0.0025%、Ti：0.005-0.030%、Mo：0.05-0.30%、Ni：0.05-0.50%、Al：0.010-0.050%、P＜0.020%、S＜0.010%，其余为Fe和不可避免的杂质。

根据本发明的一个实施例，所述均热时间是8～10min/cm。

根据本发明的一个实施例，在所述粗轧中，轧制3～9道次。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧与对轧制后的钢板进行空冷之间，对所述钢板进行热矫直，并控制终矫温度≥450℃。

根据本发明的一个实施例，回火处理后的钢板的布氏硬度值是HBW330-HBW510。

根据本发明的超薄宽幅耐磨钢板，所述超薄宽幅耐磨钢板按重量百分比包括C：0.10-0.50%、Si：0.15-0.50%、Mn：0.30-1.40%、Nb：0.005-0.050%、Cr：0.10-0.70%、V＜0.10%、B：0.0005-0.0025%、Ti：0.005-0.030%、Mo：0.05-0.30%、Ni：0.05-0.50%、Al：0.010-0.050%、P＜0.020%、S＜0.010%，其余为Fe和不可避免的杂质，所述钢板的厚度是5～8mm，所述钢板的宽度是3000～4000mm，所述钢板具有HBW330-HBW510的布氏硬度值。

根据本发明的以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法，可以避免投资新建小坯型连铸机等相关设备，减少了二次开坯造成的生产成本过高和成材率低的问题，解决了热连轧产品宽度受限的问题。此外，本发明的方法的加工效率高，生产成本低。此外，在轧制工艺不变的情况下，通过改变碳含量及热处理工艺可以获得不同的硬度，从而形成HBW330-510不同级别的系列产品。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的示例性示例1的超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图；

图2示出了本发明的示例性示例2的超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图；

图3示出了本发明的示例性示例3的超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图；

图4示出了本发明的示例性示例4的超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图。

具体实施方式

下面结合示例对本发明的以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法进行详细描述。

根据本发明的使用连铸坯生产超薄宽幅耐磨钢板的方法包括连铸坯加热工艺、控制轧制工艺、轧后冷却工艺以及热处理工艺。

具体地讲，在连铸坯加热工艺中，将连铸坯送入加热炉(例如，步进式加热炉)中进行加热，加热温度为1180℃～1250℃，均热时间不少于40min。根据本发明的一个实施例，为了保证连铸坯能够充分地烧匀烧透，优选地，均热时间可按照8～10min/cm计算。

对于钢板的强度而言，连铸坯的化学成分对其具有较大的影响，因此，可以通过设计连铸坯的化学成分来满足对钢板的硬度的要求。在本发明的一个实施例中，优选地，连铸坯按重量百分比可包括C：0.10-0.50%、Si：0.15-0.50%、Mn：0.30-1.40%、Nb：0.005-0.050%、Cr：0.10-0.70%、V＜0.10%、B：0.0005-0.0025%、Ti：0.005-0.030%、Mo：0.05-0.30%、Ni：0.05-0.50%、Al：0.010-0.050%、P＜0.020%、S＜0.010%，其余为Fe和不可避免的杂质。但是本发明不限于此，例如可以设计任何适合的连铸坯的化学成分以得到利于应用的钢板强度。

此外，上述连铸坯可经冶炼工艺和连铸工艺制备得到。进一步地讲，冶炼工艺可包括铁水脱硫、转炉炼钢、LF精炼、真空脱气，从而得到钢水。然而，冶炼工艺也可包括电炉冶炼、真空吹氧脱碳，从而得到钢水。连铸工艺可包括将该钢水在连铸机中完成浇铸，得到上述连铸坯。

在控制轧制工艺中，采用包括粗轧过程和精轧过程的双机架单阶段轧制工艺，即粗轧过程和精轧过程均在完全再结晶区进行轧制。在粗轧过程中，在1100℃以上的条件下进行完全再结晶轧制，待温厚度≥5～10倍成品厚度。为了使得连铸坯在粗轧过程中轧制的效果更好，在本发明的一个实施例中，粗轧可轧制3～9道次。在精轧过程中，控制开轧温度≥1000℃，终轧温度≥800℃，轧制5～11道次。整个控制轧制工艺的压缩比（连铸坯的厚度与钢板的厚度之比）为30～35。通过该控制轧制工艺，得到厚度5～8mm×宽度3000～4000mm的超薄宽幅钢板。

需要说明的是，本发明中的待温厚度是指中间坯厚度，即粗轧和精轧之间待温时的坯料厚度。

在轧制钢板后进行冷却，在本发明的一个实施例中，可采用空冷对钢板进行冷却。另外，还可在冷却之前，根据轧制后钢板板形的情况对该钢板进行热矫直，优选地，控制终矫温度≥450℃，然后进行冷却。

热处理工艺包括淬火处理和回火处理。具体地讲，将钢板加热到Ac3+0～70℃且处于860～950℃内，并保温5～20min，然后水淬，之后将钢板加热至150℃～350℃并保温10～20min，之后空冷。Ac3是加热过程中奥氏体转变终了温度。

通过上述的方法，在压缩比为30～35的条件下，使用连铸坯得到厚度5～8mm×宽度3000～4000mm的超薄宽幅耐磨钢板。钢板的布氏硬度值可达到HBW330-HBW510，能够满足相关应用行业对该耐磨钢板的使用要求。

根据本发明的以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法，可以避免投资新建小坯型连铸机等相关设备，减少了二次开坯造成的生产成本过高和成材率低的问题，解决了热连轧产品宽度受限的问题。此外，本发明的方法的加工效率高，生产成本低。

此外，在轧制工艺不变的情况下，通过改变碳含量及热处理工艺可以获得不同的硬度，从而形成HBW330-510不同级别的系列产品。

下面结合具体示例来详细描述本发明的以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法。

示例1

将化学成分包括（按wt%计）：C：0.15%、Si：0.28%、Mn：1.1%、Nb：0.016%、Cr：0.38%、B：0.0012%、Ti：0.014%、Mo：0.25%、Ni：0.11%、Al：0.034%、P：0.011%、S：0.002%，其余为Fe和不可避免的杂质的连铸坯送入步进式加热炉中进行加热到1205℃，并且保持50min。对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧，在粗轧过程中，在1100℃的条件下进行完全再结晶轧制，轧制6道次，待温厚度是成品厚度的6倍，在精轧过程中，开轧温度1200℃，终轧温度808℃，轧制9道次。整个轧制过程（粗轧和精轧）的压缩比为31，从而得到厚度5mm×宽度3700mm的超薄宽幅钢板。将轧制后的钢板进行空冷。将冷却后的钢板在880℃下保温15min后进行水淬，水淬后回火加热至320℃，并保温10min，之后空冷。得到厚度5mm×宽度3700mm的超薄宽幅耐磨钢板。钢板的布氏硬度值可达到HBW337。此外，该超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图如图1所示，从图1中可以看出，该钢板的组织为板条马氏体，且尺寸较为细小。

示例2

将化学成分包括（按wt%计）：C：0.17%、Si：0.42%、Mn：1.08%、Nb：0.021%、Cr：0.45%、B：0.0015%、Ti：0.013%、Mo：0.23%、Ni：0.20%、Al：0.038%、P：0.012%、S：0.003%，其余为Fe和不可避免的杂质的连铸坯送入步进式加热炉中进行加热到1208℃，并且保持60min。对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧，在粗轧过程中，在1200℃的条件下进行完全再结晶轧制，轧制7道次，待温厚度是成品厚度的8倍，在精轧过程中，开轧温度1250℃，终轧温度811℃，轧制11道次。整个轧制过程（粗轧和精轧）的压缩比为35，从而得到厚度6mm×宽度3800mm的超薄宽幅钢板。将轧制后的钢板进行空冷。将冷却后的钢板在900℃下保温6min后进行水淬，水淬后回火加热至250℃，并保温15min，之后空冷。得到厚度6mm×宽度3800mm的超薄宽幅耐磨钢板。钢板的布氏硬度值可达到HBW410。此外，该超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图如图2所示，从图2中可以看出，该钢板的组织为板条马氏体，且尺寸较为细小。

示例3

将化学成分包括（按wt%计）：C：0.22%、Si：0.35%、Mn：1.17%、Nb：0.022%、Cr：0.54%、V：0.025%、B：0.0015%、Ti：0.015%、Mo：0.22%、Ni：0.22%、Al：0.035%、P：0.010%、S：0.002%，其余为Fe和不可避免的杂质的连铸坯送入步进式加热炉中进行加热到1211℃，并且保持65min。对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧，在粗轧过程中，在1400℃的条件下进行完全再结晶轧制，轧制4道次，待温厚度是成品厚度的10倍，在精轧过程中，开轧温度1100℃，终轧温度809℃，轧制5道次。整个轧制过程（粗轧和精轧）的压缩比为33，从而得到厚度7mm×宽度3900mm的超薄宽幅钢板。将轧制后的钢板进行空冷。将冷却后的钢板在910℃下保温20min后进行水淬，水淬后回火加热至200℃，并保温12min，之后空冷。得到厚度7mm×宽度3900mm的超薄宽幅耐磨钢板。钢板的布氏硬度值可达到HBW461。此外，该超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图如图3所示，从图3中可以看出，该钢板的组织为板条马氏体，且尺寸较为细小。

示例4

将化学成分包括（按wt%计）：C：0.27%、Si：0.38%、Mn：1.15%、Nb：0.025%、Cr：0.55%、V：0.035%、B：0.0018%、Ti：0.014%、Mo：0.26%、Ni：0.28%、Al：0.036%、P：0.010%、S：0.001%，其余为Fe和不可避免的杂质的连铸坯送入步进式加热炉中进行加热到1210℃，并且保持50min。对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧，在粗轧过程中，在1200℃的条件下进行完全再结晶轧制，轧制4道次，待温厚度是成品厚度的11倍，在精轧过程中，开轧温度1100℃，终轧温度800℃，轧制5道次。整个轧制过程（粗轧和精轧）的压缩比为34，从而得到厚度8mm×宽度4000mm的超薄宽幅钢板。将轧制后的钢板进行空冷。将冷却后的钢板在930℃下保温7min后进行水淬，水淬后回火加热至150℃，并保温20min，之后空冷。得到厚度8mm×宽度4000mm的超薄宽幅耐磨钢板。钢板的布氏硬度值可达到HBW505。此外，该超薄宽幅耐磨钢板的SEM组织形貌图如图4所示，从图4中可以看出，该钢板的组织为板条马氏体，且尺寸较为细小。

通过示例1～示例4可以看出，通过上述的方法，使用连铸坯得到厚度5～8mm×宽度3000～4000mm的超薄宽幅耐磨钢板。钢板的布氏硬度值可达到HBW330-HBW510。钢板的综合指标优于GB/T24186-2009标准对于NM360-NM500牌号的要求，能够满足相关应用行业对该耐磨钢板的使用要求。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种以大压缩比生产超薄宽幅耐磨钢板的方法，所述方法包括如下步骤：

对连铸坯进行加热，加热温度为1180℃～1250℃，均热时间不少于40min；

对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧以得到厚度5～8mm×宽度3000～4000mm的钢板，其中，粗轧包括在1100℃以上的条件下进行完全再结晶轧制，待温厚度≥5～10倍成品厚度，在精轧中，开轧温度≥1000℃，终轧温度≥800℃，轧制5～11道次，连铸坯的厚度与所述钢板的厚度之比是30～35；

对轧制后的钢板进行空冷；

对冷却后的钢板进行淬火处理和回火处理，其中，淬火处理包括：将钢板加热到Ac3+0～70℃且处于860～950℃内，并保温5～20min，然后水淬，Ac3是加热过程中奥氏体转变终了温度；回火处理包括：将钢板加热至150℃～350℃并保温10～20min，之后空冷，

其中，所述连铸坯按重量百分比包括C：0.10-0.50％、Si：0.15-0.50％、Mn：0.30-1.40％、Nb：0.005-0.050％、Cr：0.10-0.70％、V＜0.10％、B：0.0005-0.0025％、Ti：0.005-0.030％、Mo：0.05-0.30％、Ni：0.05-0.50％、Al：0.010-0.050％、P＜0.020％、S＜0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述均热时间是8～10min/cm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述粗轧中，轧制3～9道次。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括：在对加热后的连铸坯进行粗轧和精轧与对轧制后的钢板进行空冷之间，对所述钢板进行热矫直，并控制终矫温度≥450℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于回火处理后的钢板的布氏硬度值是HBW330-HBW510。