CN110195141A - 一种打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法 - Google Patents

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Abstract

打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：(1)炼钢：脱硫：首先对铁水脱硫控制转炉内铁水S≤0.005％；复合吹炼：控制铁水C：0.010～0.030％；出钢：出钢进行脱氧和合金化处理，控制C：0.05％～0.07％，Si：0.14％～0.20％，Mn：0.9％～1.0％；钢水到精炼站后，进行渣面脱氧造渣，调整钢水的成分及其百分比为C：0.05～0.08％，Si：0.12～0.22％，Mn：0.90～1.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，AlS≤0.08％；(2)连铸；(3)轧制。本发明有效的控制了盘条抗拉强度在400～430MPa，提高打磨抛光棉钢用热轧盘条的合格率。

Description

一种打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法
技术领域
本发明涉及盘条钢领域，尤其涉及一种打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法。
背景技术
棉钢用热轧盘条是一类具有易切削性能的具有特殊用途的低碳钢，其主要用途有两类，一类是经拉拔成钢丝后，进行刮棉，生产的粉碎性钢棉，用于汽车刹车片等阻磨材料的添加料，该类用途对粉碎前的钢棉丝的长度和韧性无要求，对盘条的长度和韧性要求较低。二类是棉钢用热轧盘条经拉拔成钢丝后，进行刮棉，生产的棉钢用于打磨抛光材料，如对瓷砖地板的打磨，各种高档家具的抛光，家庭生活及酒店等不锈钢制品的日常清洁等，该用途的棉钢对盘条的要求较高，要求盘条具有较高的韧性和适宜的强度。
如申请号为201310070948.X的中国发明专利申请文件中公开了一种长度≥500mm的长纤维棉钢用盘条及其生产方法，其组分及重量百分比含量为：C：0.06～0.10％，Si：0.085～0.24％，Mn：0.85～1.20％，P≤0.020％，S≤0.020％，O[T]≤0.01％，Als≤0.005％；生产步骤：铁水脱硫及转炉冶炼；常规进行钢包吹氩及预脱氧造渣；LF炉精炼；连铸成坯；常规加热并高线轧制；常规延迟冷却并集卷待用。该申请得到生产出的纤维长度不低于500mm，且更细，盘条抗拉强度不超过420MPa，断面收缩率不低于70％，手感柔和，不掉渣。但是采用常规预脱氧造渣的工序，各成分的比例很难控制，特别是碳含量，一旦碳的含量超出预设的范围，会造成盘条的强度过低或过高，碳含量过高会导致盘条强度过高，刮棉时啃刀具，钢棉丝发脆，掉渣；由盘条拉拔成的钢丝时，碳含量过低会导致盘条强度低进而导致刀具下压时钢丝发生蠕变，一般适宜的盘条强度在400～430MPa，采用该申请的方法得到的长纤维棉钢用盘条的碳含量不易控制，通常会超出预设的范围的上限值，造成盘条的强度超过430MPa，存在盘条合格率低，影响企业的经济效益。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的是提供一种打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，通过准确控制打磨抛光棉钢用热轧盘条中各成分的含量，有效的控制了盘条抗拉强度在400～430MPa，提高打磨抛光棉钢用热轧盘条的合格率。
为实现上述目的，本发明所设计的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢
1.1)脱硫：首先对铁水脱硫控制转炉内铁水S≤0.005％；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺控制铁水C：0.010～0.030％；
1.3)出钢：出钢进行脱氧和合金化处理，具体过程为，向钢流中加入硅铁脱氧剂2.8～3.8Kg/t和金属锰11.2～12.5Kg/t，出钢过程中随钢流加入3～5kg/t石灰、0.7～0.8kg/t萤石造新渣，控制C：0.05％～0.07％，Si：0.14％～0.20％，Mn：0.9％～1.0％；传统出钢添加的脱氧剂为硅锰系合金脱氧剂，硅锰系合金脱氧剂含碳，容易导致成品碳失控超标。
1.4)精炼：钢水到精炼站后，进行渣面脱氧造渣，采用低碱度造渣系脱氧造精炼渣，调整钢水的成分及其百分比为C：0.05～0.08％，Si：0.12～0.22％，Mn：0.90～1.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，AlS≤0.08％；
(2)连铸：精炼结束后连铸成方坯；
(3)轧制：开轧温度为1020～1080℃，终轧温度为900～925℃，吐丝温度为895～935℃，吐丝速度85～100m/s。
与现有的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法相比，本发明的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法通过炼钢工艺准确控制打磨抛光棉钢用热轧盘条中各成分的含量，具体地说，炼钢工艺中，首先采用进行脱硫处理，然后采用复合吹炼工艺控制碳含量在C：0.10～0.30％，然后加入硅铁脱氧剂和金属锰初步控制钢水中C：0.05％～0.07％，Si：0.14％～0.20％，Mn：0.9％～1.0％，最后通过精炼造渣微调各成分的含量，使各成分的含量控制在预设的范围中。
作为优选方案，所述精炼过程中，通过添加石灰和石英砂调整精炼渣碱度为2.0～2.5。通过调整精炼渣碱度减少钢水中的夹杂物，提高钢水的纯净度。
作为优选方案，所述轧制过程中采用斯太尔摩控冷线，辊道入库速度15～20m/min，最大速度30～32m/min，速度梯度1.01～1.1倍。
作为优选方案，所述精炼全程吹氩，精炼周期50～60min，精炼结束前进行软吹，软吹时间15～20min。
作为优选方案，大气温度≥25℃以上时，所述吐丝温度为910±15℃，大气温度＜25℃时，所述吐丝温度为920±15℃。
作为优选方案，所述打磨抛光棉钢用热轧盘条的抗拉强度为415±15MPa，所述打磨抛光棉钢用热轧盘条的面缩率≥70％。
具体实施方式
为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。
为解决现有打磨抛光棉钢用热轧盘条存在合格率低的问题，本发明提供一种打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，通过炼钢工艺准确控制打磨抛光棉钢用热轧盘条中各成分的含量，具体地说，炼钢工艺中，首先进行脱硫处理，然后采用复合吹炼工艺控制碳含量在C：0.10～0.30％，然后加入硅铁脱氧剂和金属锰初步控制钢水中C：0.05％～0.07％，Si：0.14％～0.20％，Mn：0.9％～1.0％，最后通过精炼造渣微调各成分的含量，使各成分的含量控制在预设的范围中。以下将通过具体的实施例来对本发明的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法的优选方式进行详细地说明。
实施例1
打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢：
1.1)脱硫：来料铁水107吨，铁水中S的含量为0.0209％，首先在转炉中采用喷镁粉，加镁粉46kg，处理周期42min，处理后铁水中S的含量为0.0044％，扒渣2.2吨；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺得到转炉终点C含量为0.022％；
1.3)出钢：出钢温度1660℃，滑板挡渣出钢，出钢1/4时，随钢流加入硅铁脱氧剂3Kg/t和金属锰12Kg/t进行脱氧和合金化，钢水出至3/4时，金属锰和硅铁脱氧剂全部加入完毕，出钢过程中同时加入3kg/t石灰、0.80kg/t萤石造新渣，出钢结束后钢水中C的含量为：0.0561％，Si：0.152％，Mn：0.901％；
1.4)精炼：钢水到LF炉后，进行渣面预脱氧造渣，采用低碱度造渣系(石英砂和石灰)脱氧造精炼渣，继续添加石灰、石英砂调整精炼渣碱度R为2.3，精炼全程吹氩，精炼周期50min，精炼结束前进行软吹，软吹时间15min，最后得到钢水中各成分的含量为C：0.050％，Si：0.1202％，Mn：1.496％，P：0.01％，S：0.0127％，Als：0.0647％。
(2)连铸
液相线温度为1525℃，中包温度为1545，拉速：1.6m/min(200mm×200mm)；保护浇铸：采用长水口，氩气密封；中包覆盖剂有效覆盖钢液面；结晶器保护渣：低碳钢渣型(如FRK-1)；结晶器电磁搅拌：不使用；二冷水控制：强冷控制；连铸成200×200mm2，方坯铸坯冷却方式：空冷。
(3)轧制φ6.5mm热轧盘条
钢坯加热工艺均热段温度：1032℃，加热时间156min，开轧温度：1020℃，终轧温度为911℃，精轧入口温度：873℃；减定径机入口温度：862℃；当地大气温度为28℃时吐丝温度：908℃，吐丝速度85m/s；斯太尔摩控冷线辊道入库速度15m/min，最大30m/min，速度梯度1.01倍；13#开100％，其余全关；保温盖全打开。
实施例2
打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢：
1.1)脱硫：来料铁水110吨，铁水中S的含量为0.0403％，首先在转炉中采用喷镁粉，加镁粉106kg，处理周期60min，处理后铁水中S的含量为0.0025％，扒渣4.2吨；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺得到转炉终点C含量为0.023％；
1.3)出钢：出钢温度1650℃，滑板挡渣出钢，出钢1/4时，随钢流加入硅铁脱氧剂3.2Kg/t和金属锰12.5Kg/t进行脱氧和合金化，钢水出至3/4时，金属锰和硅铁脱氧剂全部加入完毕，出钢过程中同时加入4.2kg/t石灰、0.77kg/t萤石造新渣，出钢结束后钢水中C的含量为：0.0625％，Si：0.143％，Mn：0.956％。
1.4)精炼：钢水到LF炉后，进行渣面预脱氧造渣，采用低碱度造渣系(石英砂和石灰)脱氧造精炼渣，继续添加石灰、石英砂调整精炼渣碱度R为2.4，精炼全程吹氩，精炼周期60min，精炼结束前进行软吹，软吹时间20min；最后得到钢水中各成分的含量为C：0.066％，Si：0.1748％，Mn：0.901％，P：0.009％，S：0.0102％，Als：0.066％。
(2)连铸
液相线温度为1520℃，中包温度为1560，拉速：1.5m/min(200mm×200mm)；保护浇铸：采用长水口，氩气密封；中包覆盖剂有效覆盖钢液面；结晶器保护渣：低碳钢渣型(如FRK-1)；结晶器电磁搅拌：不使用；二冷水控制：强冷控制；连铸成200×200mm2，方坯铸坯冷却方式：空冷。
(3)轧制φ6.5mm热轧盘条
钢坯加热工艺均热段温度：1046℃，加热时间176min，开轧温度：1065℃，终轧温度为925℃，精轧入口温度：879℃；减定径机入口温度：866℃；吐丝温度：907℃，吐丝速度90m/s；斯太尔摩控冷线辊道入库速度20m/min，最大32m/min，速度梯度1.1倍；13#开100％，其余全关；保温盖全打开。
实施例3
打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢：
1.1)脱硫：来料铁水111吨，铁水中S的含量为0.0307％，首先在转炉中采用喷镁粉，加镁粉86kg，处理周期45min，处理后铁水中S的含量为0.0035％，扒渣3.2吨；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺得到转炉终点C含量为0.0101％；
1.3)出钢：出钢温度1600℃，滑板挡渣出钢，出钢1/4时，随钢流加入硅铁脱氧剂3.8Kg/t和金属锰12.2Kg/t进行脱氧和合金化，钢水出至3/4时，金属锰和硅铁脱氧剂全部加入完毕，出钢过程中同时加入3.8kg/t石灰、0.77kg/t萤石造新渣，出钢结束后钢水中C的含量为：0.0511％，Si：0.183％，Mn：0.996％；
1.4)精炼：钢水到LF炉后，进行渣面预脱氧造渣，采用低碱度造渣系(石英砂和石灰)脱氧造渣，继续添加石灰、石英砂调整精炼渣碱度R为2.5，精炼全程吹氩，精炼周期55min，精炼结束前进行软吹，软吹时间18min；最后得到钢水中各成分的含量为C：0.0638％，Si：0.1695％，Mn：0.932％，P：0.007％，S：0.0087％，Als：0.0638％。
(2)连铸
液相线温度为1500℃，中包温度为1500，拉速：1.4m/min(200mm×200mm)；保护浇铸：采用长水口，氩气密封；中包覆盖剂有效覆盖钢液面；结晶器保护渣：低碳钢渣型(如FRK-1)；结晶器电磁搅拌：不使用；二冷水控制：强冷控制；连铸成200×200mm2，方坯铸坯冷却方式：空冷。
(3)轧制φ6.5mm热轧盘条
钢坯加热工艺均热段温度：1036℃，加热时间166min，开轧温度：1080℃，终轧温度900℃，精轧入口温度：879℃；减定径机入口温度：866℃；当地大气温度为4℃，吐丝温度：935℃，吐丝速度90m/s；斯太尔摩控冷线辊道入库速度18m/min，最大31.2m/min，速度梯度1.05倍；13#开100％，其余全关；保温盖全打开。
实施例4
打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢：
1.1)脱硫：来料铁水108吨，铁水中S的含量为0.0621％，首先在转炉中采用喷镁粉，加镁粉108kg，处理周期60min，处理后铁水中S的含量为0.005％，扒渣4.2吨；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺得到转炉终点C含量为0.0302％；
1.3)出钢：出钢温度1600℃，滑板挡渣出钢，出钢1/4时，随钢流加入硅铁脱氧剂3.5Kg/t和金属锰12.5Kg/t进行脱氧和合金化，钢水出至3/4时，金属锰和硅铁脱氧剂全部加入完毕，出钢过程中同时加入5kg/t石灰、0.70kg/t萤石造新渣，出钢结束后钢水中C：0.0697％，Si：0.1987％，Mn：0.995％；
1.4)精炼：钢水到LF炉后，进行渣面预脱氧造渣，采用低碱度造渣系(石英砂和石灰)脱氧造渣，继续添加石灰、石英砂调整精炼渣碱度R为2.0，精炼全程吹氩，精炼周期55min，精炼结束前进行软吹，软吹时间18min；最后得到钢水中各成分的含量为C：0.0616％，Si：0.1839％，Mn：0.955％，P：0.016％，S：0.0097％，Als：0.0616％。
(2)连铸
液相线温度为1450℃，中包温度为1550，拉速：1.5m/min(200mm×200mm)；保护浇铸：采用长水口，氩气密封；中包覆盖剂有效覆盖钢液面；结晶器保护渣：低碳钢渣型(如FRK-1)；结晶器电磁搅拌：不使用；二冷水控制：强冷控制；连铸成200×200mm2，方坯铸坯冷却方式：空冷。
(3)轧制φ6.5mm热轧盘条
钢坯加热工艺均热段温度：1030℃，加热时间150min，开轧温度：1033℃，终轧温度918℃，精轧入口温度：880℃；减定径机入口温度：850℃；大气温度为30℃时，吐丝温度：895℃，吐丝速度91m/s；斯太尔摩控冷线辊道入库速度18m/min，最大31.2m/min，速度梯度1.05倍；13#开100％，其余全关；保温盖全打开。
实施例5
打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢：
1.1)脱硫：来料铁水112吨，铁水中S的含量为0.0511％，首先在转炉中采用喷镁粉，加镁粉98kg，处理周期50min，处理后铁水中S的含量为0.004％，扒渣3.2吨；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺得到转炉终点C含量为0.010％；
1.3)出钢：出钢温度1650℃，滑板挡渣出钢，出钢1/4时，随钢流加入硅铁脱氧剂3Kg/t和金属锰12Kg/t进行脱氧和合金化，钢水出至3/4时，金属锰和硅铁脱氧剂全部加入完毕，出钢过程中同时加入3kg/t石灰、0.77kg/t萤石造新渣，出钢结束后钢水中C：0.0504％，Si：0.142％，Mn：0.952％；
1.4)精炼：钢水到LF炉后，进行渣面预脱氧造渣，采用低碱度造渣系(石英砂和石灰)脱氧造渣，继续添加石灰、石英砂调整精炼渣碱度R为2.5，精炼全程吹氩，精炼周期55min，精炼结束前进行软吹，软吹时间18min；最后得到钢水中各成分的含量为C：0.0608％，Si：0.1790％，Mn：0.915％，P：0.012％，S：0.0075％，Als：0.0608％。
(2)连铸
液相线温度为1450℃，中包温度为1550，拉速：1.5m/min(200mm×200mm)；保护浇铸：采用长水口，氩气密封；中包覆盖剂有效覆盖钢液面；结晶器保护渣：低碳钢渣型(如FRK-1)；结晶器电磁搅拌：不使用；二冷水控制：强冷控制；连铸成200×200mm2，方坯铸坯冷却方式：空冷。
(3)轧制φ8mm热轧盘条
钢坯加热工艺均热段温度：1030℃，加热时间150min，开轧温度：1065℃，终轧温度907℃，精轧入口温度：880℃；减定径机入口温度：850℃；大气温度为29℃，吐丝温度：905℃，吐丝速度91m/s；斯太尔摩控冷线辊道入库速度18m/min，最大31.2m/min，速度梯度1.05倍；13#开100％，其余全关；保温盖全打开。
实施例6
打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，包括步骤：
(1)炼钢：
1.1)脱硫：来料铁水121吨，铁水中S的含量为0.0742％，首先在转炉中采用喷镁粉，加镁粉143kg，处理周期70min，处理后铁水中S的含量为0.005％，扒渣4.9吨；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺得到转炉终点C含量为0.028％；
1.3)出钢：出钢温度1650℃，滑板挡渣出钢，出钢1/4时，随钢流加入硅铁脱氧剂2.8Kg/t和金属锰11.2Kg/t进行脱氧和合金化，钢水出至3/4时，金属锰和硅铁脱氧剂全部加入完毕，出钢过程中同时加入2.8kg/t石灰、0.77kg/t萤石造新渣，出钢结束后钢水中C：0.0624％，Si：0.1998％，Mn：0.922％；
1.4)精炼：钢水到LF炉后，进行渣面预脱氧造渣，采用低碱度造渣系(石英砂和石灰)脱氧造渣，继续添加石灰、石英砂调整精炼渣碱度R为2.0，精炼全程吹氩，精炼周期60min，精炼结束前进行软吹，软吹时间17min；最后得到钢水中各成分的含量为C：0.0798％，Si：0.2197％，Mn：0.911％，P：0.016％，S：0.0097％，Als：0.0738％。
(2)连铸
液相线温度为1450℃，中包温度为1550，拉速：1.5m/min(200mm×200mm)；保护浇铸：采用长水口，氩气密封；中包覆盖剂有效覆盖钢液面；结晶器保护渣：低碳钢渣型(如FRK-1)；结晶器电磁搅拌：不使用；二冷水控制：强冷控制；连铸成200×200mm2，方坯铸坯冷却方式：空冷。
(3)轧制φ8mm热轧盘条
钢坯加热工艺均热段温度：1030℃，加热时间150min，开轧温度：1036℃，终轧温度913℃，精轧入口温度：880℃；减定径机入口温度：850℃；大气温度25℃，吐丝温度：905℃，吐丝速度100m/s；斯太尔摩控冷线辊道入库速度18m/min，最大31.2m/min，速度梯度1.05倍；13#开100％，其余全关；保温盖全打开。
实施例1～6得到的热轧盘条的性能见表1：
表1
实施例 抗拉强度MPa 面缩率％
1 423 77
2 418 78
3 411 75
4 400 81
5 407 78
6 430 74
采用本发明的方法共进行了95次打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备，得到的热轧盘条的成分均控制在C：0.05～0.08％，Si：0.12～0.22％，Mn：0.90～1.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，AlS≤0.08％的范围内，得到的热轧盘条的直径6.5～8.0mm，面缩率在70％以上，强度在415±15MPa，全部符合打磨抛光棉钢的要求，合格率为100％。
采用申请号为201310070948.X的中国发明专利申请文件中公开了一种长度≥500mm的长纤维棉钢用盘条及其生产方法，共进行82次试验，有13例得到的热轧盘条的强度超过430MPa，刮棉时啃刀具，钢棉丝发脆，掉渣，为不合格产品，合格率为84.1％。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)炼钢
1.1)脱硫：首先对铁水脱硫控制转炉内铁水S≤0.005％；
1.2)复合吹炼：然后采用顶-底复合吹炼工艺，终点采用高拉补吹工艺控制铁水C：0.010～0.030％；
1.3)出钢：出钢进行脱氧和合金化处理，具体过程为，向钢流中加入硅铁脱氧剂2.8～3.8Kg/t和金属锰11.2～12.5Kg/t，出钢过程中随钢流加入3～5kg/t石灰、0.7～0.8kg/t萤石造新渣，控制C：0.05％～0.07％，Si：0.14％～0.20％，Mn：0.9％～1.0％；
1.4)精炼：钢水到精炼站后，进行渣面脱氧造渣，采用低碱度造渣系脱氧造精炼渣，调整钢水的成分及其百分比为C：0.05～0.08％，Si：0.12～0.22％，Mn：0.90～1.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，AlS≤0.08％；
(2)连铸：精炼结束后连铸成方坯；
(3)轧制：开轧温度为1020～1080℃，终轧温度为900～925℃，吐丝温度为895～935℃，吐丝速度85～100m/s。
2.根据权利要求1所述的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述精炼过程中，通过添加石灰和石英砂调整精炼渣碱度为2.0～2.5。
3.根据权利要求1所述的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述轧制过程中采用斯太尔摩控冷线，辊道入库速度15～20m/min，最大速度30～32m/min，速度梯度1.01～1.1倍。
4.根据权利要求1所述的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述精炼全程吹氩，精炼周期50～60min，精炼结束前进行软吹，软吹时间15～20min。
5.根据权利要求1所述的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，其特征在于，大气温度≥25℃以上时，所述吐丝温度为910±15℃，大气温度＜25℃时，所述吐丝温度为920±15℃。
6.根据权利要求1所述的打磨抛光棉钢用热轧盘条的制备方法，其特征在于，所述打磨抛光棉钢用热轧盘条的抗拉强度为415±15MPa，所述打磨抛光棉钢用热轧盘条的面缩率≥70％。
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