CN105734403B - 一种锯片钢用热轧卷板及其生产方法 - Google Patents

一种锯片钢用热轧卷板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锯片钢用热轧卷板及其生产方法，属于冶金技术领域。新型锯片钢用热轧卷板的化学成分按重量百分比为C：0.65～0.72%，Si：0.15～0.30%，Mn：1.10～1.30%，P：≤0.025%，S：≤0.020%，Als：0.006～0.025%，Cr：0.15～0.50%，余量为Fe和不可避免的其他杂质。生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、控制轧制、卷取。本发明所生产热轧卷板经调质处理后的性能为抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥500MPa，延伸率≥15%，组织为回火索氏体，本锯片钢用热轧卷板满足其后续热处理工艺对淬透性和板型的要求。

Description

一种锯片钢用热轧卷板及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种锯片钢用热轧卷板及其生产方法。
背景技术
由于锯片钢具有抗疲劳强度高，弹性好，以及良好的塑性和硬度等优良性能，广泛应用于锯切大理石、木材、钢材等行业。近年来锯片钢用热轧卷板的市场需求量显著提高，其中65Mn国内市场需求量在15万吨以上，75Cr1需求量在8万吨左右。按照国标要求生产的65Mn、75Cr1锯片钢用热轧卷板，采用调质工艺制造≥3.00mm厚度的锯片时存在如下问题：1)淬透性不好现象，造成表面硬度不均和大面积硬度不满足锯片用钢的硬度要求，虽然广州珠江钢铁有限责任公司提出了“一种生产65Mn热轧钢板的方法”专利(申请号：201010019574.5)，其产品具有淬火后钢板硬度波动和脱碳层深度小的特点，但其所述方法仅限于薄板坯连铸连轧工艺流程且成分中添加了Ni元素，增加了合金成本；同时不满足高品质锯片钢硬度波动在±1.5HRC内的要求；2)锯片钢用热轧卷板开平后热卷板型不好现象，不满足开平后6米内不平度在15mm以下的要求，造成调质处理前需进行平整处理，增加了成本，同时合格率很低。目前高品质锯片钢用热轧卷板主要依靠进口。针对上述问题，对锯片钢用热轧卷板的成分体系进行重新设计，保证经调质处理后的硬度满足锯片钢性能要求；同时系统分析了影响锯片钢用热轧卷板板型的因素，通过温度和轧制工艺控制来保证高质量锯片钢对热轧卷板板型的高要求，降低了平整费用，提高了成材率，基本替代了进口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种锯片钢用热轧卷板及其生产方法，通过对锯片钢用热轧卷板的成分重新进行设计，保证经调质处理后的硬度满足锯片钢性能要求；同时通过温度和轧制工艺控制来满足高质量锯片钢对热轧卷板板型的要求。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下：一种锯片钢用热轧卷板，所述热轧板卷的化学成分按重量百分比分配如下：C：0.65～0.72％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.10～1.30％，P：≤0.025％，S：≤0.020％，Als：0.006～0.025％，Cr：0.15～0.50％，余量为Fe和不可避免的其他杂质。
本发明的目的还在于提供一种锯片钢用热轧卷板的生产方法，具体生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、控制轧制、卷取工序；所述板坯连铸工序生产的板坯，其化学成分按重量百分比分配如下：C：0.65～0.72％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.10～1.30％，P：≤0.025％，S：≤0.020％，Als：0.006～0.025％，Cr：0.15～0.50％，余量为Fe和不可避免的其他杂质。
本发明所述板坯加热工序中板坯必须热送，热送温度为600～768℃，防止温度过低引起角部温降大造成角部开裂和防止温度过高在两相区温度内(Arl＝768℃，Ar3＝880℃)热装造成表面开裂。
本发明所述板坯加热工序中，板坯在加热炉内加热至1160～1240℃出钢，确保板坯中的合金元素能够充分固溶和防止避免晶粒过分长大；炉内采用中性气氛或弱还原性气氛控制，避免脱碳层超标；同一板坯头尾及上下表面温差≤20℃和不同板坯间温差≤20℃，保证板坯温度均匀，为控制板型提供良好的温度条件。
本发明所述控制轧制工序条件为：中间坯厚度设定为30～50mm，粗轧轧制5道次，经过七架精轧机组轧制后终轧温度为880～920℃，卷曲温度为730～770℃；轧制过程机架间强冷水、表面冷却水不投用，防止激冷引起开裂；精轧机架间轧制力特别是F4～F7轧制力从前到后依次按200～300吨范围进行递减，避免轧制力反跳导致穿带不稳定；弯辊力为50～150吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制，提高穿带稳定性和板形质量。
本发明所述控制轧制工序条件为：精轧机架F5～F7使用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，窜辊位置从-120mm到120mm，窜辊步长为每次7mm，确保工作辊磨损均匀，提高表面质量和板形质量。
本发明所述卷取工序热卷下线后采用堆垛等形式进行缓冷降低内应力，同时避免内应力不均对板型的影响。
本发明的设计思路：主要通过增加提高淬透性的元素来保证硬度均匀性，通过温度控制和轧制工艺控制来保证锯片钢用热轧卷板的板型。
各合金元素的作用及机理：
C:对淬透性的影响最大，随着钢中C浓度的升高，钢材的冷却速度显著降低，钢的淬透性增大。C是强化作用非常好且廉价的固溶强化元素，锯片用钢要求材料在满足强度和硬度要求的同时，具有良好的耐磨性能。
Si:能提高钢的淬透性，有减少奥氏体向马氏体转变时体积变化的作用，从而有效控制淬火裂纹的产生。
Mn:有极强的稳定奥氏体组织的能力，故增强钢的淬透性。Mn和Fe形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。Mn在钢中由于降低临界转变温度，起到细化珠光体的作用，也间接地提高珠光体钢强度的作用，但是添加多量的锰，会对产品的成分偏析产生不利影响。
Als:在钢中晶粒生长过程影响极为关键，稳定细小的奥氏体晶粒度对稳定钢的淬透性有重要意义。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。Al还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。
Cr：是强碳化物形成元素，能改变钢的临界点，使钢在淬火后能够得到更多的马氏体组织，提高钢的淬透性。并且Cr元素有二次硬化作用，可提高高碳钢的硬度和耐磨性能，不使钢变脆。
本发明的生产方法中，经转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸所生产的板坯热送至加热炉内，加热至1160～1240℃范围内出钢，确保板坯中的合金元素能够充分固溶，同时避免晶粒过分长大。炉内采用中性气氛或弱还原性气氛控制，避免脱碳层超标。要求同一板坯头尾及上下表面温差≤20℃和不同板坯间温差≤20℃，保证板坯温度均匀，为控制板型提供良好的温度条件。控制轧制采用一台四辊可逆式粗轧机经过5道次轧制，形成厚度为30～50mm的中间坯，再经过七架精轧机组的轧制将终轧温度为880～920℃，卷曲温度为730～770℃。同时轧制过程要求机架间强冷水、表面冷却水不投用，防止激冷引起开裂。热卷下线后必须采用堆垛等形式进行缓冷降低内应力，同时避免内应力不均造成的板型问题。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、对锯片钢用热轧卷板的成分重新进行设计，保证经调质处理后的硬度满足锯片钢性能要求；2、对影响锯片钢用热轧卷板板型的因素进行分析，通过温度控制和轧制工艺控制来保证板型，热卷下线后采用堆垛等形式进行缓冷，充分释放残余应力，无需其它热处理手段或平整处理，保证锯片钢用热轧卷板的板型满足用户需求；3、本发明所生产热轧卷板经调质处理后，抗拉强度≥800MPa，屈服强度≥500MPa，延伸率≥15％，组织为回火索氏体，主要满足其后续热处理对淬透性需求以及板型要求。
附图说明
图1为试样1(500×)热处理后金相组织图；
图2为试样1(500×)热处理后金相组织图；
图3为试样1(500×)热处理后金相组织图；
图4为试样1(500×)热处理后金相组织图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种锯片钢用热轧卷板的制备方法，包括如下步骤；
1)经转炉冶炼→LF精炼→板坯连铸形成连铸坯。
2)板坯必须热送，热送温度600～768℃范围内，防止温度过低引起角部温降大造成角部开裂和防止温度过高造成表面开裂。
3)加热炉内加热至1160～1240℃范围内出钢，炉内采用中性气氛或弱还原性气氛控制，要求同一板坯头尾及上下表面温差≤20℃和不同板坯间温差≤20℃，保证板坯温度均匀。
4)中间坯厚度设定为30～50mm，粗轧轧制5道次，经过七架精轧机组轧制后终轧温度为880～920℃，卷曲温度为730～770℃。轧制过程中机架间强冷水、表面冷却水不投用，发现漏水进行关闭手动阀；精轧机架间轧制力(特别是F4～F7轧制力)从前到后依次按200吨～300吨范围进行递减，避免轧制力反跳导致穿带不稳定；弯辊力控制在50吨～150吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制，提高穿带稳定性和板形质量。
5)精轧F5～F7机架采用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，窜辊步长每次为7mm，确保工作辊磨损均匀，提高表面质量和板形质量。
6)热卷下线后必须采用堆垛等形式进行缓冷降低内应力，同时避免内应力不均造成的板型问题。
实施例1
表1列出了本实施例用于生产锯片钢用热轧卷板的化学成分。生产方法如下：在炼钢厂采用150t转炉冶炼→LF精炼→保护浇铸，浇铸成200×1500mm断面的板坯，后送至1780mm轧区系统。
用热连轧生产方式控制轧制，热卷下线后采用堆垛形式进行缓冷。加热轧制的主要参数包括：
(1)板坯必须热送，热送温度650℃；
(2)加热炉内加热至1160℃出钢；
(3)炉内采用中性气氛控制；
(4)同一板坯头尾及上下表面温差20℃,不同板坯间温差20℃，保证板坯温度均匀；
(5)中间坯厚度设定为34.5mm，粗轧设置5道次轧制，终轧温度设定值为900℃，卷曲温度设定值为750℃，轧制过程中机架间强冷水、表面冷却水不投用，发现漏水进行关闭手动阀；
(6)精轧机架间轧制力(特别是F4～F7轧制力)从前到后依次按200吨范围进行递减；
(7)弯辊力控制在50吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制；
(8)精轧F5～F7机架采用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，窜辊步长每次为7mm。
实施例2
表1列出了本实施例用于生产锯片钢用热轧卷板的化学成分。生产方法如下：在炼钢厂采用150t转炉冶炼→LF精炼→保护浇铸，浇铸成200×1500mm断面的板坯，后送至1780mm轧区系统。
用热连轧生产方式控制轧制，热卷下线后采用堆垛形式进行缓冷。加热轧制的主要参数包括：
(1)板坯必热送温度630℃；
(2)加热炉内加热至1180℃出钢；
(3)炉内采用弱还原性气氛控制；
(4)同一板坯头尾及上下表面温差18℃,不同板坯间温差18℃，保证板坯温度均匀；
(5)中间坯厚度设定为30mm，粗轧设置5道次轧制，终轧温度设定值为900℃，卷曲温度设定值为750℃，轧制过程中机架间强冷水、表面冷却水不投用，发现漏水进行关闭手动阀；
(6)精轧机架间轧制力(特别是F4～F7轧制力)从前到后依次按300吨范围进行递减；
(7)弯辊力控制在150吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制；
(8)精轧F5～F7机架采用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，窜辊步长为每次7mm。
实施例3
表1列出了本实施例用于生产锯片钢用热轧卷板的化学成分。生产方法如下：在炼钢厂采用150t转炉冶炼→LF精炼→保护浇铸，浇铸成200×1500mm断面的板坯，后送至1780mm轧区系统。
用热连轧生产方式控制轧制，热卷下线后采用堆垛形式进行缓冷。加热轧制的主要参数包括：
(1)板坯热送温度650℃；
(2)加热炉内加热至1160℃出钢；
(3)炉内采用弱还原性气氛控制；
(4)要求同一板坯头尾及上下表面温差15℃和不同板坯间温差12℃，保证板坯温度均匀；
(5)中间坯厚度设定为42.7mm，粗轧设置5道次轧制，终轧温度设定值为880℃，卷曲温度设定值为730℃，轧制过程中机架间强冷水、表面冷却水不投用，发现漏水进行关闭手动阀；
(6)精轧机架间轧制力(特别是F4～F7轧制力)从前到后依次按240吨范围进行递减；
(7)弯辊力控制在80吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制；
(8)精轧F5～F7机架采用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，每次窜辊量为7mm。
实施例4
表1列出了本实施例用于生产锯片钢用热轧卷板的化学成分。生产方法如下：在炼钢厂采用150t转炉冶炼→LF精炼→保护浇铸，浇铸成200×1500mm断面的板坯，后送至1780mm轧区系统。
用热连轧生产方式控制轧制，热卷下线后采用堆垛形式进行缓冷。加热轧制的主要参数包括：
(1)板坯必须热送，热送温度670℃；
(2)加热炉内加热至1240℃出钢；
(3)炉内采用中性气氛控制；
(4)同一板坯头尾及上下表面温差12℃,不同板坯间温差14℃，保证板坯温度均匀；
(5)中间坯厚度设定为50mm，粗轧设置5道次轧制，终轧温度设定值为920℃，卷曲温度设定值为770℃，轧制过程中机架间强冷水、表面冷却水不投用，发现漏水进行关闭手动阀；
(6)精轧机架间轧制力(特别是F4～F7轧制力)从前到后依次按280吨范围进行递减；
(7)弯辊力控制在120吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制；
(8)精轧F5～F7机架采用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，每次窜辊量为7mm。
表1本发明的化学成分(％)
表2热处理性能结果
表3硬度检验
实施例号 HRC1 HRC2 HRC3 平均值 硬度波动
1 42.8 42.1 42.3 42.4 0.7
2 43.1 42.9 43.8 43.27 0.9
3 42.7 43.8 43.7 43.4 1.1
4 44.3 43.7 43.6 43.87 0.7
本发明的新型锯片钢用热轧卷板板型很好，开平后6米不平度分别为10mm、13mm、11mm、9mm。调质后试验结果列于表2中。从表中可以看出屈服强度均大于500MPa，抗拉强度均大于850MPa，延伸率均大于16％。
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 (5)

1.一种锯片钢用热轧卷板的生产方法，其特征在于，具体生产方法包括下述步骤：转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、控制轧制、卷取工序；所述板坯连铸工序生产的板坯，其化学成分按重量百分比分配如下：C：0.65～0.72%，Si：0.15～0.30%，Mn：1.23～1.30%，P：≤0.025%，S：≤0.020%，Als：0.006～0.025%，Cr：0.36～0.50%，余量为Fe和不可避免的其他杂质；所述控制轧制工序条件为：中间坯厚度设定为30～50mm，粗轧轧制5道次，经过七架精轧机组轧制后终轧温度为880～920℃，卷曲温度为730～770℃；轧制过程机架间强冷水、表面冷却水不投用；精轧机架间轧制力特别是F4～F7轧制力从前到后依次按200～300吨范围进行递减；弯辊力为50～150吨，后机架小弯辊力控制，采用微双边浪穿带轧制。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述板坯加热工序中板坯必须热送，热送温度为600～768℃。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述板坯加热工序中，板坯在加热炉内加热至1160～1240℃出钢；炉内采用中性气氛或弱还原性气氛控制，避免脱碳层超标；同一板坯头尾及上下表面温差≤20℃和不同板坯间温差≤20℃。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序条件为：精轧机架F5～F7使用负凸度辊，轧制过程中采用循环窜辊功能，窜辊位置从-120mm到120mm，窜辊步长为每次7mm。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述卷取工序热卷下线后采用堆垛形式进行缓冷降低内应力，同时避免内应力不均对板型的影响。
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CN101773930A (zh) * 2010-01-21 2010-07-14 广州珠江钢铁有限责任公司 一种生产65Mn热轧钢板的方法

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