CN106756511B

CN106756511B - 一种双金属锯条背材用d6a热轧宽带钢及其生产方法

Info

Publication number: CN106756511B
Application number: CN201710014769.2A
Authority: CN
Inventors: 曾斌; 王慎德; 李光辉; 肖尊湖; 周春泉; 刘旭辉; 周鉴; 徐刚军; 严立新; 汪净
Original assignee: Hunan Valin Lianyuan Iron & Steel Co Ltd; Lysteel Co Ltd
Current assignee: Hunan Valin Lianyuan Iron & Steel Co Ltd; Lysteel Co Ltd
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2037-01-10
Also published as: CN106756511A

Abstract

本发明公开了一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢及其生产方法。带钢的化学成分质量百分含量为：C 0.45~0.55，Si 0.05~0.30、Mn 0.6~1.0、P≤0.025、S≤0.010、Cr 0.9~1.20、V 0.08~0.15、Ni 0.50~0.70、Mo 0.90~1.20、Al 0.05~0.15、N 0.007~0.015，余量为Fe。热轧宽带钢的规格为（3.0~8.0）×（960~1500）mm。210t转炉冶炼、钢包炉与真空炉精炼、板坯连铸机浇注，板坯热装热送，板坯进入加热炉的入炉温度大于400℃，板坯加热温度大于等于1200℃，热轧终轧温度860~920℃。轧后的带钢采用层冷稀疏冷却，卷取温度650~720℃。热轧钢卷入缓冷坑或缓冷罩缓慢冷却。用此方法生产的热轧宽带钢产品宽度规格广，尺寸精度高，性能差异小，成材率高。

Description

一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及合金结构钢技术领域，特别涉及一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢及其生产方法。

背景技术

双金属锯条由背材和齿材复合而成，主要用于切割金属、坚硬贵重木材等材料，是当今世界上最先进的切割工具之一。其背材一般采用Cr-Ni-Mo-V系的合金结构钢加工而成，典型钢号有D6A、X32、RM80等，其中的D6A是双金属锯条行业使用更为成熟的材质。

D6A钢因合金含量接近5%，采用常规的转炉-连铸-热连轧冶金工艺路线很难生产，一般在特钢企业采用电炉-模铸-方锭-热轧的方式生产，产品类型大多为窄带。国内仅有杭钢、南钢、宝钢特钢、东北特钢生产过类似的双金属锯条背材用Cr-Ni-Mo-V系钢，而采用转炉-板坯连铸-常规热连轧工艺生产D6A宽带钢产品还未见报道。

专利号为ZL200810120932.4的专利公开了“一种高强韧性双金属带锯条用HG20背材钢”，其化学成分中各元素的质量含量为C=0.29～0.33%、Cr=3.60～4.00%、V=0.30～0.40%，采用电炉-LF+VD精炼-连铸-热轧的生产工艺，产品类型为窄带。

申请号为201210416476.4的专利申请提出了“一种双金属复合锯条用背材及其制备方法”，其化学成分中各元素的质量含量为C=0.28～0.33%、Cr=3.60～4.20%，同时添加一定量的Cu、Nb、W等贵重元素。采用电炉-电渣重熔精炼-模铸-锻造-热轧的工艺生产，产品类型为窄带。

专利号为ZL201310419431.7的专利公开了“一种高强韧性双金属带锯条背材用钢及其制备方法”，其化学成分中各元素的质量含量为C=0.34～0.45%、Cr=3.30～3.60%、V=0.30～0.40%，同时添加质量含量为0.08～0.20%的铌。采用的生产工艺为电炉-LF+VD精炼-连铸板坯-板坯常温下冷装-热轧。

专利号为ZL201210416476.4的专利公开了“一种双金属锯的锯背用钢带及其生产工艺”，其化学成分中各元素的质量含量为C=0.45～0.65％、Mn=0.2～0.8％、Si=0.05～0.5％、Cr=1.0～2.8％、Mo=0.1～0.45％、Ni=0.5％～1.0、V=0.0～0.7％，还添加了0.01～0.09％的Nb、0～0.3％的Cu（质量含量）。其生产工艺为电炉-LF+VD精炼-连铸方坯-热轧，所得到的热轧产品类型为窄带钢。

以上所提到的生产工艺均为电炉生产工艺，能耗高、生产能力有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在常规冶金装备条件下生产出表面质量比窄带优良、力学性能更均匀以及加工性能更好的D6A热轧宽带钢，同时本发明还提供了D6A热轧宽带钢的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢，其化学成分（质量百分含量）设计为：C= 0.45~0.55、Si=0.05~0.30、Mn= 0.6~1.0、P≤0.025、S≤0.010、Cr=0.9~1.20、V=0.08~0.15、Ni=0.50~0.70、Mo=0.90~1.20、Al=0.05~0.15、及N=0.007~0.015，余量为Fe。带钢断面规格为（3.0~8.0）×（960~1500）mm。

所述的一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢的生产方法，包括如下工艺步骤：转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→加热炉加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→缓冷罩/缓冷坑缓冷。

以铁水、废钢、镍铁合金和钼铁合金为原料，按照铁水：（废钢+镍铁合金和钼铁合金）的质量百分比=（80~100）：（0~20）进行装入，镍铁合金和钼铁合金与废钢一起从废钢槽加入。采用氧气顶底复合吹炼转炉（如210t）进行冶炼，冶炼时间30～50min，出钢温度1600～1700℃。控制初炼钢水终点碳的质量含量为0.10～0.30%。出钢时向钢包钢水中加入硅铁合金、锰铁合金、铝铁合金脱氧，使钢水中的硅、锰和铝的质量百分含量接近或等于成品材中所设计的含量。加入铬铁合金对钢水进行合金化处理，加入石灰造渣。

转炉冶炼的初炼钢水送LF精炼站对钢水进行精炼，向钢包中加入相应的原料及合金，进一步调整钢水中的C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Al元素的质量百分含量，向钢水中加入石灰、预熔渣造渣脱硫。各合金元素及杂质元素硫调整到位后再向钢水中添加钒铁合金，喂钙线，调整温度至1550～1600℃出站。

把出LF精炼站精炼后的钢水送入RH真空炉进行真空处理30~40mim，其中极限真空处理10～20min进行脱氢和去除夹杂物处理。钢水在RH炉真空冶炼末期，提升压力并向钢水中吹氮气，让钢水增氮至0.0120%~0.0131%（质量含量），进行钢水的氮合金化。

钢水经板坯连铸机浇铸成厚度为230mm的板坯，连铸时钢水过热度控制在15～40℃，连铸拉速为0.6～1.5m/min，板坯出扇形段后火焰切割成钢锭。

采用热装热送工艺将板坯送入加热炉中加热，板坯进入加热炉时的入炉温度大于等于400℃，板坯在加热炉中的加热温度大于等于1200℃，终轧温度控制在860~920℃。

对终轧后的厚度为3.0~8.0mm的带钢采用层冷稀疏冷却方式进行冷却，其后将带钢卷取成钢卷。

卷取温度控制在650~720℃。

卷取后钢卷快速下线，进入缓冷坑或缓冷罩缓慢冷却。

采用如上述技术方案提供的一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢及其生产方法与现有技术相比，技术效果在于：①国内首次在常规冶金装备（如210t-2250mm生产线）条件下生产D6A钢，即采用转炉、LF精炼站、RH真空炉、常规板坯连铸机、常规热连轧生产线生产。

②所生产的产品为宽带钢（如1250mm），扩展了原有窄带钢在宽度规格上不能达到的范围。

③热连轧宽带钢轧机的设备水平较窄带钢轧机更为先进，宽带钢产品质量、产品尺寸精度中的凸度、厚度，以及表面质量比窄带钢更优良。

④产品性能均匀性比窄带钢更为优良，中碳合金结构钢产品的性能一般受轧后冷却的影响较明显，就带钢而言，其头部、尾部及宽度的边部因冷却更快，比内部的其它部位硬度明显要高，加工难度要大。而宽带钢因卷重比窄带重，下线时的自身热量多，加上头尾及边部占全卷的比重要小，所以宽带钢产品的性能更加均匀，加工性能更好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

所述的D6A热轧宽带钢，其化学成分质量百分含量为：C=0.45~0.55、Si=0.05~0.30、Mn=0.6~1.0、P≤0.025、S≤0.010、Cr=0.9~1.20、V=0.08~0.15、Ni=0.50~0.70、Mo=0.90~1.20、Al=0.05~0.15、N=0.007~0.015，余量为Fe。热轧宽带钢的规格为（3.0~8.0）×（960~1500）mm。

如上所述的D6A热轧宽带钢采用中C及Cr-Ni-Mo-V合金化的成分设计，通过连铸板坯热装热送确保板坯不产生裂纹与断裂等质量问题，通过钢卷下线缓冷，避免相变进入马氏体区以降低带钢的硬度。

成分中各元素主要作用如下：C：中碳含量，提高钢的强度和淬火性能。

Si：固溶强化元素，添加适量的硅提高强度，改善产品的韧性。

Mn：固溶强化元素，提高强度，另外，Mn可以显著推迟珠光体相变，提高淬透性。

S：有害元素，与Mn、Fe形成MnS、FeS有害夹杂物，会降低疲劳寿命。

P：晶界偏析元素，对钢的低温韧性有损害作用，其含量应尽量控制到较低水平。

Cr；具有细化晶粒的作用，也是强烈抑制珠光体相变的元素，能显著提高淬透性，回火后能与C形成(Fe，Cr）₃C、(Cr,Fe)₂₃C等第二相粒子，提高材料的热稳定性。

Ni：提高钢的低温韧性，一定程度上提高钢的淬透性。

Mo：一方面为淬透性元素，提高淬透性能，另一方面，与C元素形成MoC、Mo₂C等纳米级碳化物，提高钢的强度与热稳定性。

V：与C、N形成纳米级析出物VC、VN，显著提高钢的强度，耐磨性能。

所述的D6A宽带钢生产方法，包括转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→加热炉加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→缓冷罩/缓冷坑缓冷。

以铁水、废钢、镍铁合金和钼铁合金为原料，按照铁水：（废钢+镍铁合金和钼铁合金）的质量百分比=（80~100）：（0~20）进行装入，镍铁合金和钼铁合金与废钢一起从废钢槽加入，此时向转炉铁水中加入的镍铁合金和钼铁合金不会被氧化，两者的加入量视合金中Ni和Mo质量百分含量而定。采用210t氧气顶底复合吹炼转炉进行冶炼初炼钢水，冶炼时间30～50min，出钢温度1600～1700℃，初炼钢水终点碳质量含量为0.10～0.30%。出钢时向钢包钢水中加入硅铁合金、锰铁合金、铝铁合金脱氧，加入铬铁合金对钢水合金化，加入石灰造渣。

将转炉冶炼的初炼钢水送LF精炼站，采用钢包精炼炉对钢水进行精炼，向钢包中加入相应的原料及合金调整钢水中的C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Al元素的质量百分含量，加入石灰、预熔渣造渣脱硫，所述石灰和预熔渣的加入量可以选择1：1的质量比。各合金元素及杂质元素硫调整到位后，再向钢水中添加钒铁合金，喂钙线，调整温度至1550～1600℃，钢水出LF精炼站。

采用RH真空炉对钢水进行真空处理，真空处理时间为30~40mim，而其中10～20min的极限真空处理可对钢水进行脱氢和去除夹杂物。在RH真空炉冶炼末期，提升压力并吹氮气进行钢水的氮合金化，使钢水中氮的质量含量为0.0120~0.0131%。

采用板坯连铸机对钢水进行连铸，连铸钢水过热度控制在15～40℃，连铸拉速为0.6～1.5m/min，连铸板坯出扇形段后用火焰切割成钢锭。

连铸板坯采用热装热送工艺，保证连铸板坯进入加热炉时的入炉温度大于等于400℃，连铸板坯在加热炉中的加热温度大于等于1200℃。

连铸板坯热轧终轧温度控制在860~920℃。

热轧后的3.0~8.0mm厚度的带钢采用层流稀疏冷却的方式进行冷却，将带钢卷成钢卷，带钢的卷取温度控制在650~720℃。

把卷取的钢卷快速下线，进入缓冷坑或缓冷罩缓慢冷却。

用如上方法提供的断面为（3.0~8.0）×（960~1500）mmD6A热轧宽带钢，带钢厚度波动在±0.08mm以内，凸度=45~55цm，同卷硬度差在6RHC以内,晶粒尺寸细小（≤5цm），均匀。

实施例1：在210t-2250mm生产线生产。

将195吨铁水、25吨废钢、2.5吨钼铁合金和1.0吨镍铁合金装入210吨转炉，冶炼35min出钢，钢水终点碳的质量含量0.11%，出钢温度1638℃，出钢时向钢水中加入硅铁、锰铁、铝铁、高碳铬铁对钢水进行脱氧并合金化。初炼钢水经钢包（LF）精炼站调整成分与升温，1587℃出站。钢水再经RH真空炉处理37min，处理后期吹氮气，让钢水增氮至0.0131%。钢水经连铸机浇注成连铸板坯，连铸板坯化学成分质量百分含量为：C 0.491，Si 0.214，Mn0.885，P 0.011，S 0.0021，Cr 1.05，V 0.128，Ni 0.567，Mo 1.11，Al 0.098，N 0.0129，其余为Fe和其它不可避免的杂质。

连铸板坯厚度为230mm，在2250mm常规热连轧生产线轧制成5.0mm×1250mm规格的钢卷。连铸板坯在加热炉中的加热温度为1240℃，中间坯厚度为40mm，连铸板坯终轧温度为880℃，轧后经层流冷却至目标卷取温度660℃，钢卷卷取后吊入缓冷罩冷却。

按照以上方法生产的双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢，带钢厚度波动≤0.08mm，凸度≤50μm，同卷硬度差≤5 HRC。带钢显微组织为铁素体+退化珠光体+粒状贝氏体的混合组织，自表层至中心，晶粒尺寸极其细小，大小非常均匀，平均晶粒尺寸在5μm以下。

实施例2：在210t-2250mm生产线生产。

将197吨铁水、26吨废钢、2.6吨钼铁合金和0.9吨镍铁合金装入210吨转炉，冶炼32min出钢，钢水终点碳质量含量0.13%，出钢温度1621℃，出钢时向钢水中加入硅铁、锰铁、铝铁、高碳铬铁对钢水进行脱氧并合金化。初炼钢水经钢包（LF）精炼站调整成分与升温，1569℃出站。钢水再经RH真空炉处理32min，处理后期吹氮气，让钢水增氮至0.0120%。钢水经连铸机浇注成连铸板坯，连铸板坯化学成分质量百分含量为：C 0.502，Si 0.226，Mn0.868，P 0.010，S 0.0018，Cr 1.02，V 0.132，Ni 0.596，Mo 1.23，Al 0.092，N 0.0123，其余为Fe和其它不可避免的杂质。

连铸坯厚度为230mm，在2250mm常规热连轧生产线轧制成3.0mm×1250mm规格的钢卷。连铸板坯在加热炉中的加热温度为1250℃，中间坯厚度为38mm。连铸板坯终轧温度为900℃，轧后经层流冷却至目标卷取温度690℃，钢卷卷取后吊入缓冷罩冷却。

按照以上方法生产的双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢，带钢厚度波动≤0.07mm，凸度≤45μm，同卷硬度差≤6 HRC。带钢显微组织为铁素体+退化珠光体+粒状贝氏体的混合组织，自表层至中心，晶粒尺寸极其细小，大小非常均匀，平均晶粒尺寸在5μm以下。

Claims

1.一种双金属锯条背材用D6A热轧宽带钢的生产方法，化学成分质量百分含量为C=0.45~0.55、Si=0.05~0.30、Mn=0.6~1.0、P≤0.025、S≤0.010、Cr=0.9~1.20、V=0.08~0.15、Ni=0.50~0.70、Mo=0.90~1.20、Al=0.05~0.15、N=0.007~0.015，余量为Fe；热轧宽带钢的规格为（3.0~8.0）×（960~1500）mm；其特征在于：以铁水与废钢加合金为原料，按铁水：（废钢+铁合金）的质量百分比=（80~100）：（0~20）装入210t氧气顶底复合吹炼转炉冶炼初炼钢水，冶炼时间为30~50mim，控制初炼钢水终点碳的质量百分含量为0.10~0.30，出钢温度为1600℃~1700℃；出钢时向钢包钢水中加入硅铁合金、锰铁合金和铝铁合金脱氧，加入铬铁合金对钢水进行合金化处理，加入石灰造渣；

所述铁合金为镍铁合金和钼铁合金；

将转炉冶炼的初炼钢水送LF精练站，用钢包精炼炉对钢水进行精炼；在钢水精炼时调整钢水中的C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo及Al的质量百分含量，向钢水中加入石灰、预熔渣造渣脱硫，在C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo及Al和杂质元素硫调整到位后，再向钢水中加入钒铁合金，喂钙丝，调整温度到1550℃~1600℃，钢水出LF精炼站；

把出LF精炼站精炼后的钢水送入RH真空炉进行真空处理30~40mim，在钢水真空处理末期向钢水中吹氮气，让钢水中氮的质量含量为0.012%~0.0131%;

把增氮处理后的钢水经板坯连铸机浇铸成厚度为230mm的板坯，在钢水连铸过程中钢水过热度控制在15~40℃，连铸拉速为0.6~1.5m/mim；

采用热装热送方法将板坯送入加热炉进行加热，板坯入加热炉温度大于等于400℃，板坯在加热炉中的加热温度大于等于1200℃，终轧温度控制在860~920℃；

对终轧后的厚度为3.0~8.0mm的带钢采用层冷稀疏冷却方式进行冷却，其后将带钢卷取成钢卷，带钢卷取温度控制在650~720℃；

卷取后的钢卷下线送入缓冷坑或缓冷罩冷却。