CN110284061B - 一种耐高温变形75Cr1锯片钢及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐高温变形75Cr1锯片钢，化学成分重量百分比为：C:0.72～0.80％、Si:0.20～0.45％、Mn:0.60～0.80％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr:0.30～0.50％、T[O]≤0.0035％、N≤0.0045％，其它为Fe和不可避免的残余元素；本发明还涉及耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，其中转炉炼钢工序采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢P≤0.020wt％；LF精炼工序采用深脱硫模式处理，保证出站S≤0.010wt%，对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物粗系和细系均≤1.0级，通过喂线过程降低底吹流量、喂线后现场确认底吹流量效果，保证结束时Ca/S≥1.5。本发明锯片钢75Cr1成品具有较高的硬度、强度和耐高温变形性能，制成的高端锯片能够在300‑500℃温度区间稳定运行并具有较长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种锯片钢的生产工艺，尤其涉及一种耐高温变形75Cr1锯片钢及其生产工艺。
背景技术
锯片用钢广泛用于矿山、冶金、建材等行业，因工作时承受很大的径向和轴向应力，需要锯片具有高的弹性极限、刚度、疲劳强度、硬度和回火稳定性，因此对钢质纯净度、成分偏析控制、金相组织和耐高温变形性能要求较高。
传统高碳锯片钢例如45#、30CrMo、65Mn、50Mn2V等钢种因成分设计和工艺控制水平等因素，存在淬透性不够、红硬性不足，回火稳定性能不佳，使用寿命偏短等问题，仅能在150-300℃较低工作温度下使用，不适于制作厚规格、大直径的高端锯片钢。
申请号为201510673626的中国专利申请公开了《一种锯片钢的生产冶炼方法》，该方法采用中碳、高锰设计，不含Cr等提高淬透性、红硬性的元素，产品仅适用制作中端锯片，且钢水冶炼中采用双精炼模式，生产成本较高；申请号为201510472946.2的中国专利申请《一种锯片用50Mn2V钢板及其生产方法》，主要介绍轧制生产工艺，连铸坯从轧机拉出后需进行开坯，轧制到130～150mm，开坯后在24小时完成二次切割并重新低温装炉，装炉温度50～150℃，工序较繁琐；而且由于高碳钢对温度很敏感，连铸坯在开坯和冷却过程中容易出现裂纹和脆断等问题，低温装炉重新加热后表面脱碳控制难度较大。
论文《薄板坯连铸连轧中高碳生产技术》(《钢铁》，2012年.4期)中主要是针对在连铸连轧工艺中对成分偏析控制、非金属夹杂物控制、脱碳控制以及珠光体片间距的研究；众所周知CSP产线具有钢水凝固速率高，铸坯在炉温度低、时间短，道次压下量大等特点，在中高碳钢的成分偏析、表面脱碳和组织性能控制方面具有天然优势。因CSP和常规产线工艺装备不同，品质控制思路、关键工艺参数差异大，CSP有关指导性思想可以作为参考，但具体控制方法不能直接应用于常规产线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温变形锯片钢75Cr及其生产工艺，通过精确控制碳和合金元素含量，改进连铸、加热、轧制、冷却和入库缓冷工艺，使得成品具有较高的硬度、强度和耐高温变形性能，制成的高端锯片能够在300-500℃温度区间稳定运行并具有较长的使用寿命。
解决上述技术问题的技术方案为：
一种耐高温变形75Cr1锯片钢，所述锯片钢的化学成分重量百分比为：C:0.72～0.80％、Si:0.20～0.45％、Mn:0.60～0.80％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr:0.30～0.50％、T[O]≤0.0035％、N≤0.0045％，其它为Fe和不可避免的残余元素。
一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，包括铁水预处理、转炉炼钢、LF 精炼、板坯连铸、热装热送、板坯加热、控制轧制、控制冷却和入库缓冷工序，所述转炉炼钢工序，采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢P≤0.020wt％；所述LF精炼工序，采用深脱硫模式处理，保证出站S≤0.010wt%，对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物粗系和细系均≤1.0级，通过喂线过程降低底吹流量、喂线后现场确认底吹流量效果，保证结束时Ca/S≥1.5。
上述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，所述板坯连铸工序，中包过热度控制在12-25℃，拉速控制在0.9-1.2m/min，保证C类中心偏析≤1.0级；连铸调水策略为：一冷采用强冷方式、二冷采用弱冷方式，减少边部水，缓解连铸坯边裂；所述热装热送工序，入加热炉温度不低于450℃。
上述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，所述板坯加热工序，空燃比0.8-1.0, 保持中性或还原性气氛，防止板坯在加热过程中脱碳,板坯预热时间≥60min，加热一段末温度890-1060℃，加热二段末温度1200-1250℃，均热温度1250±20℃，均热时间≥35min，总加热时间160-240min。
上述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，所述控制轧制工序，粗轧除鳞HSB投1组+R2机架除鳞投第1道次和第3道次+精轧除鳞FSB投1组；粗轧采用3＋5道次，中间辊道投用保温罩；当2.0mm≤成品厚度≤6.0mm时，终轧温度控制在880±14℃；当6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，终轧温度控制在860±14℃。
上述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，所述控制冷却工序，采用层流冷却后段冷却方式；当2.0mm≤成品厚度≤6.0mm时，卷取温度控制在720±17℃；当6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，卷取温度控制在700±17℃。
上述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，所述入库缓冷工序，钢卷下线5min以内吊入缓冷区进行缓冷，缓冷时间不少于72h。
上述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢，所述锯片钢75Cr1的成品厚度2.0-16.0mm，热轧态力学性能：抗拉强度≤1090MPa，布氏硬度HBW≤325。
本发明成分设计主要依据：
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。。因此，75Cr1中C按0.72～0.80wt％控制。
Si：加入适量Si对钢水进行脱氧，并和钙、铝一起形成硅酸盐，改善钢质，同时Si又是固溶强化元素，能够增加钢材强度和硬度，但是Si含量过高会增加钢的脆性，因此，75Cr1中Si含量控制在0.20～0.45wt％之间比较适宜。
Mn：有稳定奥氏体组织的作用，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， 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，但锰添加过多，会对产品的成分偏析产生不利影响。因此，75Cr1中Mn含量按0.60～0.80wt％控制。
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。同时Cr元素有二次硬化作用，能够增加锯片钢回火稳定性，提高耐高温变形性能。综合考虑75Cr1性能和合金成本，实际生产中Cr按0.3-0.5Wt%控制。
本发明连铸采用高碳钢保护渣，减少浇铸过程粘接；对连铸动态轻压下工艺进行优化，提高液固两相区压下量，压下量由原来6mm调整为8mm；本发明因钢种含碳量高、合金成分复杂，铸坯从连铸机拉出后需执行热送热装制度，入加热炉温度不低于450℃；板坯加热过程需严格控制空燃比和升温曲线，控制加热过程脱碳，防止升温过快导致热应力集中开裂；为保证成品表面质量，同时兼顾铸坯和中间坯温降，生产前需对轧线漏水进行综合治理，轧线采用除鳞制度：粗轧除鳞HSB投1组+R2机架除鳞投第1道次和第3道次+精轧除鳞FSB投1组；粗轧采用3＋5道次，中间辊道投用保温罩，终轧温度控制：2.0mm≤成品厚度≤6.0mm，880±14℃；6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，860±14℃。；入库缓冷工序，因钢种脆性大、对温度敏感，钢卷下线后应及时进行缓冷，具体操作要求：钢卷下线5min以内吊入缓冷区进行缓冷，缓冷时间不少于72h。
本发明的有益效果：
本发明通过冶炼工序对C、Mn、Si、Cr等元素进行精确控制，采用深脱硫、对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物数量、形态和尺寸，提高钢水纯净度，同时对连铸、加热、轧制和冷却工艺进行规范，使成品获得理想的组织和性能。加工成高端锯片后具有较高的弹性强度、硬度、耐磨性和耐高温变形性，能够在300-500℃温度条件下稳定、长寿服役。本发明适用于钢铁冶金行业，具有良好的应用前景。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容。
冶炼成分控制情况见表1。
表1 耐高温变形75Cr1锯片钢成分情况 (单位：wt%)
轧制工艺参数如表2所示：
表2 耐高温变形75Cr1锯片钢轧制工艺参数
采用上述成分和工艺参数轧制的75Cr1热轧板卷力学性能参数如表3所示。
表3 耐高温变形75Cr1锯片钢热轧态力学性能参数
由上表得知，厚度5.5-8.5mm热轧态75Cr1锯片钢屈服强度在623-661MPa之间，抗拉强度在867-948MPa之间，检测的表面的布氏硬度均值在219-279之间，5个实施例所生产的75Cr1锯片钢力学性能完全满足标准要求。
实施例1-5采用上述加热工艺参数控制各段炉温、出炉温度和在炉时间，严格空燃比，保持中性或还原性气氛，轧出的热轧板卷表面脱碳层深度见表4：
表4 耐高温变形75Cr1锯片钢表面脱碳层深度
由表4可以看出，按实施例1-5生产的75Cr1锯片钢实际表面脱碳无论是单面还是两面均符合标准要求。
表5 耐高温变形75Cr1锯片钢非金属夹杂物检测
从表5中可以看出，按实施例1-5生产的75Cr1 A类、B类、C类和D类夹杂物等级均满足标准要求。
Claims (5)
1.一种耐高温变形75Cr1锯片钢，其特征在于：所述锯片钢的化学成分重量百分比为：C:0.72～0.80％、Si:0.20～0.45％、Mn:0.60～0.80％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr:0.30～0.50％、T[O]≤0.0035％、N≤0.0045％，其它为Fe和不可避免的残余元素，所述锯片钢75Cr1的成品厚度2.0-16.0mm，热轧态力学性能：抗拉强度≤1090MPa，布氏硬度HBW≤325；所述锯片钢由下述方法生产：包括铁水预处理、转炉炼钢、LF 精炼、板坯连铸、热装热送、板坯加热、控制轧制、控制冷却和入库缓冷工序，其特征在于：所述转炉炼钢工序采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢P≤0.020wt％；所述LF精炼工序，采用深脱硫模式处理，保证出站S≤0.010wt%，对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物粗系和细系均≤1.0级，通过喂线过程降低底吹流量、喂线后现场确认底吹流量效果，保证结束时Ca/S≥1.5；所述板坯连铸工序，中包过热度控制在12-25℃，拉速控制在0.9-1.2m/min，保证C类中心偏析≤1.0级；连铸调水策略为：一冷采用强冷方式、二冷采用弱冷方式，减少边部水，缓解连铸坯边裂；所述热装热送工序，入加热炉温度不低于450℃；所述板坯加热工序，空燃比0.8-1.0, 保持中性或还原性气氛，防止板坯在加热过程中脱碳,板坯预热时间≥60min，加热一段末温度890-1060℃，加热二段末温度1200-1250℃，均热温度1250±20℃，均热时间≥35min，总加热时间160-240℃。
2.一种如权利要求1所述的耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，包括铁水预处理、转炉炼钢、LF 精炼、板坯连铸、热装热送、板坯加热、控制轧制、控制冷却和入库缓冷工序，其特征在于：所述转炉炼钢工序采用滑板挡渣，严格控制下渣量，出钢P≤0.020wt％；所述LF精炼工序，采用深脱硫模式处理，保证出站S≤0.010wt%，对钢中夹杂物进行变性处理，控制夹杂物粗系和细系均≤1.0级，通过喂线过程降低底吹流量、喂线后现场确认底吹流量效果，保证结束时Ca/S≥1.5；所述板坯连铸工序，中包过热度控制在12-25℃，拉速控制在0.9-1.2m/min，保证C类中心偏析≤1.0级；连铸调水策略为：一冷采用强冷方式、二冷采用弱冷方式，减少边部水，缓解连铸坯边裂；所述热装热送工序，入加热炉温度不低于450℃；所述板坯加热工序，空燃比0.8-1.0, 保持中性或还原性气氛，防止板坯在加热过程中脱碳,板坯预热时间≥60min，加热一段末温度890-1060℃，加热二段末温度1200-1250℃，均热温度1250±20℃，均热时间≥35min，总加热时间160-240℃。
3.如权利要求2所述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，其特征在于：所述控制轧制工序，粗轧除鳞HSB投1组+R2机架除鳞投第1和第3道次+精轧除鳞FSB投1组；粗轧采用3＋5道次，中间辊道投用保温罩；当2.0mm≤成品厚度≤6.0mm时，终轧温度控制在880±14℃；当6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，终轧温度控制在860±14℃。
4.如权利要求2或3所述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，其特征在于：所述控制冷却工序，采用层流冷却后段冷却方式；当2.0mm≤成品厚度≤6.0mm时，卷取温度控制在720±17℃；当6.01mm≤成品厚度≤16.0mm，卷取温度控制在700±17℃。
5.如权利要求4所述的一种耐高温变形75Cr1锯片钢的生产工艺，其特征在于：所述入库缓冷工序，钢卷下线5min以内吊入缓冷区进行缓冷，缓冷时间不少于72h。
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Denomination of invention: A high temperature resistant deformation 75Cr1 saw blade steel and its production process Granted publication date: 20210309 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Handan branch Pledgor: HANDAN IRON & STEEL GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2024980043337 |