CN103866183A

CN103866183A - 一种高强度叉车门架用槽钢及其制备方法

Info

Publication number: CN103866183A
Application number: CN201410106253.7A
Authority: CN
Inventors: 付常伟; 赵新华; 张涛; 杨志杰; 武玉利
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-06-18

Abstract

本发明公开了一种高强度叉车门架用槽钢及其制备方法，所述高强度叉车门架用槽钢的化学成分的重量百分数为：C0.14～0.20%、Si0.30～0.50%、Mn1.35～1.55%、P≤0.030%、S≤0.020%、V0.090～0.12%，其余为铁和微量杂质。本发明主要通过钒氮微合金化工艺，结合控制加热和轧后控冷实现高强度叉车门架用槽钢产品生产，生产得到的槽钢力学性能良好，屈服强度大于480MPa，抗拉强度大于635MPa，HB硬度大于190。

Description

一种高强度叉车门架用槽钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术、属于低合金高强钢，具体涉及一种高强度叉车门架用槽钢及其制备方法。

背景技术

目前，8～12t大吨位叉车起重系统的门架槽钢主要由焊接在一起的翼板和腹板构成。随着国内叉车制造业的快速持续发展，用户对产品强度提出更高要求。大吨位叉车起重系统在使用过程中需要承担周期性的、较大的载荷，因此，对槽钢的强度、截面尺寸、外形直线度、平面度等方面要求很高。焊接槽钢需要使用复杂的设备，进行繁琐的工序才能完成，导致生成效率低。此外，在切割和焊接过程中，金属消耗较多，导致金属使用率低；焊接槽钢制造周期长、成本高，且焊接区性能也很不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度叉车门架用槽钢，该槽钢力学性能良好，屈服强度大于480MPa，抗拉强度大于635MPa，HB硬度大于190。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种高强度叉车门架用槽钢，所述高强度叉车门架用槽钢的化学成分的重量百分数为：C0.14～0.20%、Si0.30～0.50%、Mn1.35～1.55%、P≤0.030%、S≤0.020%、V0.090～0.12%，其余为铁和微量杂质。

优选地，所述高强度叉车门架用槽钢的化学成分的重量百分数为：C0.16～0.20%、Si0.30～0.40%、Mn1.45～1.55%、P≤0.025%、S≤0.015%、V0.095～0.105%，其余为铁和微量杂质。

本发明的另一个目的在于，提供了一种高强度叉车门架用槽钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1）铁水预脱硫：脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.020wt%；

2）转炉冶炼：采用顶吹转炉冶炼；

3）LF精炼：精炼过程中充分搅拌化渣，造黄白渣；

4）矩型坯连铸：全程保护浇注，确保大包挂长水口开浇；

5）轧制，

其中，制备的高强度叉车门架用槽钢的化学成分的重量百分数为C0.14～0.20%、Si0.30～0.50%、Mn1.35～1.55%、P≤0.030%、S≤0.020%、V0.090～0.12%，其余为铁和微量杂质。

优选地，在转炉冶炼步骤中，钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度≥800℃；采用硅锰、中碳锰铁、钒氮进行合金化，合金成分按中限控制；采用硅钙钡和钢芯铝脱氧，硅钙钡加入量1.5～2.0kg/t、钢芯铝加入量0.1～0.2kg/t；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg/t钢，当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。

优选地，LF精炼步骤还包括采用碳化钙、硅钙钡进行调渣，加入量为碳化钙2.0kg/t钢、硅钙钡2.0kg/t钢。

进一步优选地，LF精炼步骤还包括精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为80～120m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌10min以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50～150NL/min。

优选地，在连铸步骤中，中间包烘烤温度为1100℃，结晶器对弧，使用全程保护浇注，其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为1～1.5kg/t钢，液相线温度为1512℃，中间包过热度按20～25℃控制，铸坯规格为240mm×375mm，拉速为0.6～0.9m/min。

优选地，在轧制步骤中，加热炉的均热温度为1220～1250℃，铸坯在炉时间为150～180min；开轧温度在翼缘外侧为1170℃、在腹板中央为1150℃，终轧温度在翼缘外侧为980℃、在腹板中央为930℃，轧后利用轧后水冷线进行控制冷却，细化近表面组织晶粒，提高表面硬度，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为C220B、C250B叉车门架用槽钢。

本发明采用钒氮微合金化工艺，结合热轧前铸坯的控制加热和轧后控冷，实现较低冶炼水平和高终轧温度条件下生产高强度厚规格叉车门架用槽钢产品生产。

根据本发明实施例，高强度叉车门架用槽钢的制备方法包括脱硫、转炉冶炼（例如，60吨顶底复吹转炉冶炼）、LF精炼、矩型坯全保护连铸、轧制（例如，1-7轧机布置型式生产线轧制）。

具体地讲，在根据本发明实施例的高强度叉车门架用槽钢的制备方法中，连铸过程采用长水口全程保护浇铸。

本发明未提及的工序，均可采用现有技术。

同目前高强度槽钢及生产方法比较，本发明技术方案的特点在于：

1.本发明为叉车门架专用型钢，与国标槽钢相比，其翼缘及腿厚度较大。

2.本发明采用钒氮微合金化工艺，炼钢工序工艺控制简单，合金回收率稳定，轧制过程不需进行低温控轧，轧后控冷，细化近表面晶粒，可有效提高表面硬度，满足叉车门架应用过程中高硬度的需求，完成高强度叉车门架用槽钢的成分设计及生产。

3.本发明通过成分调整，解决了原有炼钢、轧钢设备工艺老化，难以适应高附加值型钢产品生产的难题，为实现普碳型钢生产线向高强度专用型钢生产线转变奠定基础。

4.本发明制备的槽钢力学性能良好，屈服强度大于480MPa，抗拉强度大于635MPa，HB硬度大于190。

附图说明

图1为本发明高强度叉车门架用槽钢的工艺流程图。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但不限于此。

实施例1

如图1所示，一种高强度叉车门架用槽钢的制备工艺流程为：

铁水预脱硫→转炉冶炼→LF精炼→矩型坯全保护连铸→1-7轧机布置型式生产线轧制→检验入库。

具体为：

1）铁水到脱硫站，脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.020wt%；

2）转炉冶炼：钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度≥800℃；采用硅锰、中碳锰铁、钒氮进行合金化，合金成分按中限控制；采用硅钙钡和钢芯铝脱氧，硅钙钡加入量1.5～2.0kg/t钢、钢芯铝加入量0.1～0.2kg/t钢；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg/t钢，当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入；

3）LF精炼：采用碳化钙、硅钙钡进行调渣，加入量为碳化钙2.0kg/t钢、硅钙钡2.0kg/t钢；精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为100～150m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌10min以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50～150NL/min；

4）连铸：中间包烘烤温度为1100℃，结晶器对弧，使用全程保护浇注，其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为1～1.5kg/t钢，液相线温度为1512℃，中间包过热度按20～25℃控制，铸坯规格为240mm×375mm，拉速为0.6～0.9m/min；

5）加热炉的均热温度为1220～1250℃，铸坯在炉时间为150～180min；开轧温度在翼缘外侧为1170℃、在腹板中央为1150℃，终轧温度在翼缘外侧为980℃、在腹板中央为930℃，轧后利用轧后水冷线进行控制冷却，细化近表面组织晶粒，提高表面硬度，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为C250B或C220B叉车门架用槽钢。

C220B和C250B叉车门架用槽钢翼缘及腹板厚度与国标25#槽钢对比见表1。

表1：C220B和C250B叉车门架用槽钢翼缘及腹板厚度与国标25#槽钢对比

所得槽钢的化学成分重量百分比见表2，轧材力学性能记录表见表3。

表2：钢的化学成分重量百分比%

实施例	C	Si	Mn	P	S	V
							1	0.20	0.50	1.55	0.030	0.015	0.12

表3：轧材力学性能记录表

实施例2

生产工艺流程、控制要点及轧材的规格与实施例1相同。所得槽钢的化学成分重量百分比见表4，轧材力学性能记录表见表5。

表4：钢的化学成分重量百分比%

实施例	C	Si	Mn	P	S	V
							2	0.14	0.30	1.35	0.025	0.010	0.095

表5：轧材力学性能记录表

实施例3

生产工艺流程、控制要点及轧材的规格与实施例1相同。所得槽钢的化学成分重量百分比见表6，轧材力学性能记录表见表7。

表6：钢的化学成分重量百分比%

实施例	C	Si	Mn	P	S	V
							3	0.16	0.40	1.46	0.009	0.020	0.090

表7：轧材力学性能记录表

实施例4

生产工艺流程、控制要点及轧材的规格与实施例1相同。所得槽钢的化学成分重量百分比见表8，轧材力学性能记录表见表9。

表8：钢的化学成分重量百分比%

实施例	C	Si	Mn	P	S	V
							4	0.18	0.35	1.45	0.009	0.015	0.105

表9：轧材力学性能记录表

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种高强度叉车门架用槽钢，其特征在于，所述槽钢的化学成分的重量百分数为：C0.14～0.20%、Si0.30～0.50%、Mn1.35～1.55%、P≤0.030%、S≤0.020%、V0.090～0.12%，其余为铁和微量杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高强度叉车门架用槽钢，其特征在于，所述槽钢的化学成分的重量百分数为：C0.16～0.20%、Si0.30～0.40%、Mn1.45～1.55%、P≤0.025%、S≤0.015%、V0.095～0.105%，其余为铁和微量杂质。

3.一种高强度叉车门架用槽钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1）铁水预脱硫：脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.020wt%；

2）转炉冶炼：采用顶吹转炉冶炼；

3）LF精炼：精炼过程中充分搅拌化渣，造黄白渣；

4）矩型坯连铸：全程保护浇注，确保大包挂长水口开浇；

5）轧制；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在转炉冶炼步骤中，钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度≥800℃；采用硅锰、中碳锰铁、钒氮进行合金化，合金成分按中限控制；采用硅钙钡和钢芯铝脱氧，硅钙钡加入量1.5～2.0kg/t、钢芯铝加入量0.1～0.2kg/t；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg/t钢，当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，LF精炼步骤还包括采用碳化钙、硅钙钡进行调渣，加入量为碳化钙2.0kg/t钢、硅钙钡2.0kg/t钢。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，LF精炼步骤还包括精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为80～120m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌10min以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50～150NL/min。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在连铸步骤中，中间包烘烤温度为1100℃，结晶器对弧，使用全程保护浇注，

其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为1～1.5kg/t钢，液相线温度为1512℃，中间包过热度按20～25℃控制，铸坯规格为240mm×375mm，拉速为0.6～0.9m/min。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在轧制步骤中，加热炉的均热温度为1220～1250℃，铸坯在炉时间为150～180min；开轧温度在翼缘外侧为1170℃、在腹板中央为1150℃，终轧温度在翼缘外侧为980℃、在腹板中央为930℃，轧后利用轧后水冷线进行控制冷却，细化近表面组织晶粒，提高表面硬度，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为C220B、C250B叉车门架用槽钢。