CN111500918B - 一种耐磨钢板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨钢板的生产方法，属于钢铁冶炼领域，钢板的化学成分质量百分比为：C=0.19～0.25，Si=0.9～1.2，Mn=0.7～1.50，P≤0.020，S≤0.005，Ti=0.070～0.20，B=0.0008～0.0025，Ni=0.15～0.50，余量为Fe和不可避免的杂质；工艺路线：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火。本发明通过降低耐磨钢成分中合金含量，提高Si的百分含量，加入少量Ni元素，选用适宜的氧化物冶炼工艺，合适的轧制工艺及不同回火工艺，柔性生产技术，生产出成本低、低温冲击韧性好、焊接效率高，塑性及韧性好的不同级别的6～30mm耐磨钢板。

Description

一种耐磨钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其是一种耐磨钢板的生产方法。
背景技术
耐磨钢板广泛应用于矿山机械、车辆、船舶、桥梁等行业。随着经济的迅速发展,对高强度耐磨板的需求增长迅猛。
目前现有技术生产的耐磨钢材存在的缺陷是：加Cr、Mo成分体系的薄规格耐磨钢轧制后，在冷床产生贝氏体相变而飘曲，是影响10mm以下耐磨钢板生产的关键点；耐磨钢板火焰切割后，在切割处产生软点而形成裂纹源，在内应力作用下裂纹扩展，造成钢板开裂；耐磨钢板回火不充分，长时间存放后在内应力的作用下钢板自然开裂；耐磨钢板焊接性能差；耐磨钢板低温韧性差；为提高耐磨性加入了大量的合金元素，造成生产成本高；高淬透性合金含量高，连铸坯易产生表面裂纹。
中国专利申请号为201110358240.5的“一种耐磨钢板的生产方法”专利技术中：耐磨钢成分设计采用C-Si-Mn-Nb-Ti成分体系，摆脱了传统耐磨钢中加Cr、Mo的设计，虽降低了生产成本，但是钢板焊接性能和低温韧性差；热处理采用Q-P(淬火-碳分配)工艺，要求淬火炉、淬火机、回火炉串联式布置，一般的中厚板热处理车间工艺设备布置无法实现其Q-P(淬火-碳分配)工艺。
中国专利申请号为202010029293.1的“一种NM500以上耐磨钢中板热处理的方法”专利技术中：该方法在已有的辊底式热处理炉的基础上增加一个离线保温箱，同厚度两块钢板叠成一个装炉单元，回火钢板出炉后装入离线保温箱堆垛缓冷，钢板入保温箱温度180℃以上，缓冷48h以上、钢板温度80℃以下出保温箱，缓冷完成后钢板吊出保温箱，完成回火工序；该方法虽减少了耐磨钢板内应力，降低了耐磨钢板开裂倾向，但是热处理操作复杂。
中国专利申请号为202010029292.7的“一种提高大厚度耐磨钢板热处理产量和质量的方法”专利技术中：该方法在已有的辊底式热处理炉的基础上增加一个离线保温箱，回火钢板出炉后装入离线保温箱堆垛缓冷，钢板入保温箱温度200℃以上，缓冷48h以上、钢板温度80℃以下出保温箱，缓冷完成后钢板吊出保温箱，完成回火工序；该方法只是解决了消除内应力的问题，同时操作复杂，一般车间难以有场地实施。
中国专利申请号为201010260178.1的“一种低成本高强度耐磨钢板及其生产方法”专利技术中：工艺为Q+T，成分体系为C-Si-Mn-Cr-Ti；该钢板生产工艺为淬火+回火，其组织为粗大的回火马氏体组织，传统的淬火后回火耐磨钢的残余奥氏体为≤3％。该发明存在的不足之处是继承了传统耐磨钢的特点，低的回火温度及加入Cr合金元素，保证了钢的高硬度的同时塑性及韧性差；(淬火+回火)钢板中加入Cr后，Cr既提高钢板的强度及硬度，Cr同时降低材料的冲击韧性；钢板采用热轧后加速冷却，钢板的塑性及韧性亦低，这也是在目前轧制工艺研究中发现的不争事实；回火温度430℃时，马氏体中将析出ε碳化物，为阻碍碳化物的析出必须有足够的Si，该钢中Si低，回火后钢的塑性及韧性差；耐磨钢回火温度430℃时Cr23C6及Cr7C3未完成向M2C的转变，钢板的性能不均匀，造成大量性能不合钢板；钢中加入Cr后，连铸坯易产生裂纹，板坯需要带温清理，清理操作工况条件差；铸坯表面质量不稳，不能实现热坯直装加热，不利于节能减排。
极寒地区要求耐磨钢板具备较好的低温冲击韧性，目前的耐磨钢板不能满足极寒地区的使用要求。
耐磨钢板在使用时都要进行焊接，钢中成分越复杂，钢板焊接性能越差；钢板焊接热输入高焊接速度越快，相对热影响区越小，同时要求钢板具有大线能量焊接的能力，从而提高焊接效率，降低制造成本。
耐磨钢板牌号级别多，钢板对应的成分体系多，用户小批量订货，因此组织生产困难，迫切需要一种柔性生产工艺，即是一种成分通过调整工艺而能够生产各个级别的耐磨钢板，便于生产组织。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种耐磨钢板的生产方法，通过降低耐磨钢成分中合金含量，提高Si的百分含量，加入少量Ni元素，选用适宜的氧化物冶炼工艺，采用柔性生产技术，采用合适的轧制工艺及不同回火热处理工艺，能够生产出成本低、低温冲击韧性好、满足大线能量焊接要求、焊接效率高，塑性及韧性好的耐磨钢板，且在不改变元素成分及含量的情况下生产不同级别的耐磨钢板。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐磨钢板的生产方法，耐磨钢板化学成分质量百分比为：C＝0.19～0.25，Si＝0.9～1.2，Mn＝0.7～1.50，P≤0.020，S≤0.005，Ti＝0.07～0.20，B＝0.0008～0.0025，Ni＝0.15～0.50，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括以下工艺：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火；
精炼工艺具体为：LF炉控制：进站加入硅铁、助溶剂，通电时间≥20min，定氧；加Ti-Fe，搅拌3min，打入Ca线；严格控制上下炉碳量差≤0.02％；加铝钙球、石灰，钢水在LF炉通电时间≥20min，总吹氩时间≥40分钟，白渣保持时间≥15min；备好干燥的合金和增碳剂，对钢水中C、Si、Mn成分进行微调；精炼结束前加入硼铁，并进行钢水中Ti含量调整与控制；出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间大于5min；定氧要求5ppm～10ppm，出站温度控制：开浇炉1624～1634℃，连浇炉1618～1628℃；
轧制工艺具体包括以下步骤：
S1：加热：铸坯下线后进行热装炉；加热段1280±20℃，均热段1260±20℃；控制加热时间8～12min/cm，均热段时间必须保证在45分钟以上；
S2：轧制：I阶段开轧温度≥1150℃，终轧温度950～1000℃；粗轧最后连续三道次平均压下率不小于20％；中间坯厚度控制按板坯展宽后3.5h控制；II阶段开轧温度950～930℃，终轧温度830～910℃控制，每道次压下率均须≥16％，精轧累计压下率不小于60％；
S3：冷却：轧后空冷；
回火工艺具体为：加热温度200～400℃、在炉时间4～5min/mm×板厚、空冷。
本发明技术方案的进一步改进在于：铁水脱硫工艺具体为：铁水入转炉前扒渣干净；处理后铁水硫含量S≤0.010％。
本发明技术方案的进一步改进在于：转炉冶炼工艺具体为：终点控制目标：C≥0.06％，P≤0.015％，S≤0.010％；确保C-T协调出钢，氩站定氧≤300ppm；出钢时间≥3min；用挡渣锥和滑板联合挡渣出钢，渣厚≤50mm；出钢过程中向钢包内加入硅铁、金属、镍板及石灰；金属Mn在出钢至1/4时开始加入，到2/3时加完。
本发明技术方案的进一步改进在于：真空处理工艺具体为：
VD炉操作：钢水进VD炉即开启全程吹氩、测温，在VD炉总吹氩时间≥30分钟；抽真空目标0.5tor以下，保持时间不小于10min；钢水出VD炉前软吹大于5min；
上台温度控制：开浇炉1564～1574℃，连浇炉1559～1569℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：连铸工艺具体为：目标钢水过热度小于20℃，液相线温度1510℃，中包温度1525～1535℃；拉速按相关工艺技术操作规程执行，拉速0.75m/min稳定，铸坯断面320×2000mm。
本发明技术方案的进一步改进在于：淬火工艺具体为：淬火加热温度890～910℃、在炉时间不低于30min、冷却。
本发明技术方案的进一步改进在于：淬火加热在炉时间为1.8min/mm×板厚。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明通过Si-Mn系列设计，不采用Cr、Mo、Nb等合金元素，减少合金用量，降低了耐磨钢成分中的合金含量，降低了耐磨钢板的生产成本。
2、本发明中耐磨钢成分设计采用C-Si-Mn-Ti成分体系，Ti微合金处理及氧化物冶金技术应用，加入B提高钢的淬透性，基本不加入其它合金元素，辅以合适的热处理工艺，保证了耐磨钢板具有优良的塑性及韧性，其低温冲击功提高一倍以上；改善了材料焊接性能，能够满足大线能量焊接的要求，提高了焊接效率；新成分摆脱了传统耐磨钢中加Cr的设计，钢板性能稳定。
3、本发明中将Si的质量百分比提高(达到0.9～1.2)的成分设计，有效的减少了大厚度钢板截面上的硬度差值，提高了耐磨钢板的塑性及韧性。
4、本发明中加入少量Ni元素，提高了耐磨钢板的低温冲击韧性，能够满足极寒地区使用的要求。
5、本发明中回火工艺温度的提高，消除了耐磨钢板的组织应力和热应力；减少了钢板火焰切割的开裂及钢板自然开裂倾向，提高了耐磨钢板的综合性能，尤其是提高了塑性及韧性；生产的耐磨钢板存放时不开裂、火焰切割时不开裂；耐磨钢板火焰切割不需预热，有效的降低了用户的使用成本。
6、本发明中无Cr、Mo、Nb的铸坯，保证连铸坯表面质量良好，轧钢生产可进行直装，改善了操作工作业环境，实现了节能减排、绿色钢铁的理念。
7、本发明的钢板轧制后组织为(P+F)，薄板轧制板型控制良好，轧制后空冷不变形。
8、本发明采用柔性生产技术生产各个级别的耐磨钢板，解决了不同级别耐磨钢板小批量生产的瓶颈；一种成分的连铸坯，采用合适的轧制工艺及不同的温度200～400℃回火，可生产出NM400、NM450、NM500不同级别的耐磨钢；不同级别钢种合炉炼钢减少了混浇钢，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明耐磨钢板轧态金相组织图；
图2是本发明耐磨钢板淬火金相组织图；
图3是本发明成品耐磨钢板金相组织图。
具体实施方式
本发明是针对现有技术的不足之处，提供的一种耐磨钢板(6～30mm)的生产方法。该方法降低耐磨钢成分中合金含量，不采用Cr、Mo、Nb等合金元素，生产出低成本耐磨钢板；高Si的成分设计减少大厚度钢板截面上的硬度差值；加入少量Ni元素，提高耐磨钢板的低温冲击韧性，满足极寒地区使用的要求；选用合适的氧化物冶炼工艺钢板满足大线能量焊接的要求，提高了焊接效率；采用柔性生产技术生产各个级别的耐磨钢板，一种成分的连铸坯，采用合适的轧制工艺及不同回火热处理工艺，生产不同级别的耐磨钢板(NM400、NM450、NM500)；回火工艺温度提高减少了钢板火焰切割的开裂及钢板自然开裂倾向，提高了耐磨钢板的综合性能，特别是提高塑性及韧性；无Cr、Mo、Nb的铸坯，轧钢生产可进行直装，改善操作工作业环境，实现节能减排、绿色钢铁的理念。
下面结合图1-3及实施例对本发明做进一步详细说明：
一种耐磨钢板的生产方法，耐磨钢板化学成分质量百分比为：C＝0.19～0.25，Si＝0.9～1.2，Mn＝0.7～1.50，P≤0.020，S≤0.005，Ti＝0.07～0.20，B＝0.0008～0.0025，Ni＝0.15～0.50，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括以下工艺：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火。
铁水脱硫：铁水入转炉前确保扒渣干净；处理后铁水硫含量S≤0.010％。
转炉冶炼：终点控制目标：C≥0.06％，P≤0.015％，S≤0.010％；确保C-T协调出钢，氩站定氧≤300ppm；出钢时间≥3min；用挡渣锥和滑板联合挡渣出钢，渣厚≤50mm；出钢过程中应向钢包内加入硅铁、金属、镍板及石灰；金属Mn应在出钢至1/4左右时开始加入，到2/3左右时加完。
精炼：LF炉控制：进站加入硅铁、助溶剂，通电时间≥20min，定氧；加Ti-Fe，搅拌3min，打入Ca线；严格控制上下炉碳量差≤0.02％；加铝钙球、石灰，钢水在LF炉通电时间≥20min，总吹氩时间≥40分钟，白渣保持时间≥15min；备好干燥的合金和增碳剂，对钢水中C、Si、Mn成分进行微调；精炼结束前加入硼铁，并进行钢水中Ti含量调整与控制；出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间大于5min；定氧要求5ppm～10ppm，出站温度控制：开浇炉1624～1634℃，连浇炉1618～1628℃。
真空处理主要包括二个步骤，具体如下：：
VD炉操作：钢水进VD炉即开启全程吹氩、测温，在VD炉总吹氩时间≥30分钟；抽真空目标0.5tor以下，保持时间不小于10min；钢水出VD炉前软吹大于5min；
上台温度控制：开浇炉1564～1574℃，连浇炉1559～1569℃。
连铸：目标钢水过热度小于20℃，液相线温度1510℃，中包典型温度1525～1535℃；拉速严格按相关工艺技术操作规程执行，充分保证拉速0.75m/min稳定，铸坯断面320×2000mm。
轧制主要包括三个步骤，具体如下：
S1：加热：铸坯下线后进行热装炉；加热段1280±20℃，均热段1260±20℃；控制加热时间8～12min/cm，均热段时间必须保证在45分钟以上；
S2：轧制：I阶段开轧温度≥1150℃，终轧温度950～1000℃；粗轧保证最后连续三道次平均压下率不小于20％；中间坯厚度控制按板坯展宽后3.5h控制；II阶段开轧温度950～930℃，终轧温度830～910℃控制，每道次压下率均须≥16％，精轧累计压下率不小于60％；
S3：冷却：轧后空冷。空冷后耐磨钢板的金相组织如图1所示。
淬火：淬火加热温度890～910℃、在炉时间1.8min/mm×板厚、在炉时间不低于30min、冷却。冷却后耐磨钢板的金相组织如图2所示。
回火：回火加热温度200～400℃、在炉时间4～5min/mm×板厚、空冷。空冷后耐磨钢板的金相组织如图3所示。
下面是具体的实施例
实施例1
生产NM400耐磨钢板，工艺过程如下：
钢的化学成分质量百分比为：C＝0.20，Si＝1.05，Mn＝1.33，P＝0.015，S＝0.003，Ti＝0.078，B＝0.0020，Ni＝0.18，余量为Fe和不可避免的杂质。
生产工艺路线：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火。
(1)铁水脱硫：铁水入转炉前确保扒渣干净；处理后铁水硫含量S＝0.009％；
(2)转炉冶炼：终点控制目标：C＝0.10％，P＝0.010％，S＝0.001％；确保C-T协调出钢，T：1563℃、终点O：664ppm；出钢时间5min；用挡渣锥和滑板联合挡渣出钢，渣厚40mm；出钢过程中向钢包内加入硅铁1720Kg、金属Mn1600Kg、镍板300Kg及石灰500Kg；金属Mn应在出钢至1/4左右时开始加入，到2/3左右时加完。
(3)精炼：到站温度：1590℃、定氧：266ppm；进站加入硅铁250Kg、助溶剂100Kg，LF炉通电时间24min升温；测温1591℃，定氧：32.23ppm；加Ti-Fe200Kg，搅拌3min，打入Ca线100m；加铝钙球350Kg、石灰750Kg，钢水在LF炉通电时间25min，总吹氩时间78分钟，白渣保持时间16min；对钢水中C、Si、Mn等成分进行微调；精炼结束前加入B-Fe硼铁15Kg，并进行钢水[Ti]含量调整与控制；出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间8min；定氧6.97ppm，出站温度控制1620℃。
(4)真空处理：VD炉操作：钢水进VD炉即开启全程吹氩、测温，在VD炉总吹氩时间31分钟；抽真空目标0.5tor，保持时间15min；钢水出VD炉前软吹大于7min；上台温度控制1561℃。
(5)连铸：钢水过热度18℃，中包温度1530℃，拉速0.75m/min，铸坯断面320×2000mm。
(6)轧制：
加热：铸坯下线后进行热装炉；加热段1282℃，均热段1263℃；加热时间9min/cm控制，均热段时间51min。
轧制钢板：I阶段开轧温度1180℃，终轧温度980℃；粗轧保证最后连续三道次平均压下率21％；中间坯厚度控制按板坯展宽后3.5h控制；II阶段开轧温度945℃，终轧温度840℃，每道次压下率16～17％，精轧累计压下率不小于60％。
冷却：钢板轧后热矫直空冷。
(7)淬火：加热温度900℃、在炉时间1.8min/mm×板厚、在炉时间不低于30min、冷却。
生产三种厚度的钢板，分别为6mm、20mm、30mm，在炉时间分别为：
6mm厚钢板：在炉时间为：30min；(因1.8×6＝10.8<30,故取30min)
20mm厚钢板：在炉时间为：1.8×20＝36min；
30mm厚钢板：在炉时间为：1.8×30＝54min。
(8)回火：加热温度400℃、在炉时间4.5min/mm×板厚、空冷。
6mm、20mm、30mm厚的钢板，在炉时间分别为：
6mm厚钢板：在炉时间为：4.5×6＝27min；
20mm厚钢板：在炉时间为：4.5×20＝90min；
30mm厚钢板：在炉时间为：4.5×30＝135min。
实施例1生产的三种厚度的NM400钢板的检验结果如下表：
表1 NM400钢板检验结果
Figure BDA0002486381180000101
从表1中可看出，生产的NM400耐磨钢板厚度规格范围为6～30mm：
钢板厚度为6mm时，屈服强度≥954MPa，Rm≥1321MPa，伸长率≥19％，-40℃AKV2/6≥21J，硬度≥413HB。
钢板厚度为20mm时，屈服强度≥941MPa，Rm≥1317MPa，伸长率≥18％，-40℃AKV2/20≥48J，硬度≥403HB。
钢板厚度为30mm时，屈服强度≥942MPa，Rm≥1309MPa，伸长率≥19％，-40℃AKV2/30≥47J，硬度≥398HB。
从实例可以看出，采用本发明生产方法生产的耐磨钢板性能稳定，能够满足相关使用要求。
实施例2
生产NM450耐磨钢板，工艺过程如下：
钢的化学成分质量百分比为：C＝0.20，Si＝1.05，Mn＝1.33，P＝0.015，S＝0.003，Ti＝0.078，B＝0.0020，Ni＝0.18，余量为Fe和不可避免的杂质。
生产工艺路线：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火。
(1)铁水脱硫：铁水入转炉前确保扒渣干净；处理后铁水硫含量S＝0.009％；
(2)转炉冶炼：终点控制目标：C＝0.10％，P＝0.010％，S＝0.001％；确保C-T协调出钢，T：1563℃、终点O：664ppm；出钢时间5min；用挡渣锥和滑板联合挡渣出钢，渣厚40mm；出钢过程中向钢包内加入硅铁1720Kg、金属Mn1600Kg、镍板300Kg及石灰500Kg；金属Mn应在出钢至1/4左右时开始加入，到2/3左右时加完。
(3)精炼：到站温度：1590℃、定氧：266ppm；进站加入硅铁250Kg、助溶剂100Kg，LF炉通电时间24min升温；测温1591℃，定氧：32.23ppm；加Ti-Fe200Kg，搅拌3min，打入Ca线100m；加铝钙球350Kg、石灰750Kg，钢水在LF炉通电时间25min，总吹氩时间78分钟，白渣保持时间16min；对钢水中C、Si、Mn等成分进行微调；精炼结束前加入B-Fe硼铁15Kg，并进行钢水[Ti]含量调整与控制；出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间8min；定氧6.97ppm，出站温度控制1620℃。
(4)真空处理：VD炉操作：钢水进VD炉即开启全程吹氩、测温，在VD炉总吹氩时间31分钟；抽真空目标0.5tor，保持时间15min；钢水出VD炉前软吹大于7min；上台温度控制1561℃。
(5)连铸：钢水过热度18℃，中包温度1530℃，拉速0.75m/min，铸坯断面320×2000mm。
(6)轧制：
加热：铸坯下线后进行热装炉；加热段1282℃，均热段1263℃；加热时间9min/cm控制，均热段时间51min。
轧制钢板：I阶段开轧温度1180℃，终轧温度980℃。粗轧保证最后连续三道次平均压下率21％；中间坯厚度控制按板坯展宽后3.5h控制；II阶段开轧温度945℃，终轧温度840℃，每道次压下率16～17％，精轧累计压下率不小于60％。
冷却：钢板轧后热矫直空冷。
(7)淬火：加热温度900℃、在炉时间1.8min/mm×板厚、在炉时间不低于30min、冷却。
生产三种厚度的钢板，分别为6mm、20mm、30mm，在炉时间分别为：
6mm厚钢板：在炉时间为：30min；(因1.8×6＝10.8<30,故取30min)
20mm厚钢板：在炉时间为：1.8×20＝36min；
30mm厚钢板：在炉时间为：1.8×30＝54min。
(8)回火：加热温度300℃、在炉时间5min/mm×板厚、空冷。
6mm、20mm、30mm厚的钢板，在炉时间分别为：
6mm厚钢板：在炉时间为：5×6＝30min；
20mm厚钢板：在炉时间为：5×20＝100min；
30mm厚钢板：在炉时间为：5×30＝150min。
实施例2生产的三种厚度的NM450耐磨钢板的检验结果如下表：
表2 NM450耐磨钢板检验结果
Figure BDA0002486381180000121
Figure BDA0002486381180000131
从表2中可看出，NM450耐磨钢板厚度规格范围为6～30mm：
钢板厚度为6mm时，屈服强度≥980MPa，Rm≥1392MPa，伸长率≥18％，-40℃AKV2/6≥22J，硬度≥455HB。
钢板厚度为20mm时，屈服强度≥990MPa，Rm≥1391MPa，伸长率≥18％，-40℃AKV2/20≥46J，硬度≥448HB。
钢板厚度为30mm时，屈服强度≥991MPa，Rm≥1392MPa，伸长率≥18.5％，-40℃AKV2/30≥49J，硬度≥448HB。
从实例可以看出，采用本发明生产方法生产的钢板性能稳定，能够满足相关使用要求。
实施例3：
生产NM500耐磨钢板，工艺过程如下：
钢的化学成分质量百分比为：C＝0.20，Si＝1.05，Mn＝1.33，P＝0.015，S＝0.003，Ti＝0.078，B＝0.0020，Ni＝0.18，余量为Fe和不可避免的杂质。
生产工艺路线：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火。
(1)铁水脱硫：铁水入转炉前确保扒渣干净；处理后铁水硫含量S＝0.009％。
(2)转炉冶炼：终点控制目标：C＝0.10％，P＝0.010％，S＝0.001％；确保C-T协调出钢，T：1563℃、终点O：664ppm；出钢时间5min；用挡渣锥和滑板联合挡渣出钢，渣厚40mm；出钢过程中向钢包内加入硅铁1720Kg、金属Mn1600Kg、镍板300Kg及石灰500Kg；金属Mn应在出钢至1/4左右时开始加入，到2/3左右时加完。
(3)精炼：到站温度：1590℃、定氧：266ppm；进站加入硅铁250Kg、助溶剂100Kg，LF炉通电时间24min升温；测温1591℃，定氧：32.23ppm；加Ti-Fe200Kg，搅拌3min，打入Ca线100m；加铝钙球350Kg、石灰750Kg，钢水在LF炉通电时间25min，总吹氩时间78分钟，白渣保持时间16min；对钢水中C、Si、Mn等成分进行微调；精炼结束前加入B-Fe硼铁15Kg，并进行钢水[Ti]含量调整与控制；出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间8min；定氧6.97ppm，出站温度控制1620℃。
(4)真空处理：VD炉操作：钢水进VD炉即开启全程吹氩、测温，在VD炉总吹氩时间31分钟；抽真空目标0.5tor，保持时间15min；钢水出VD炉前软吹大于7min；上台温度控制1561℃。
(5)连铸：钢水过热度18℃，中包温度1530℃，拉速0.75m/min，铸坯断面320×2000mm。
(6)轧制：
加热：铸坯下线后进行热装炉；加热段1282℃，均热段1263℃；加热时间9min/cm控制，均热段时间51min。
轧制钢板：I阶段开轧温度1180℃，终轧温度980℃。粗轧保证最后连续三道次平均压下率21％；中间坯厚度控制按板坯展宽后3.5h控制；II阶段开轧温度945℃，终轧温度840℃，每道次压下率16～17％，精轧累计压下率不小于60％。
冷却：钢板轧后热矫直空冷。
(7)淬火：加热温度900℃、在炉时间1.8min/mm×板厚、在炉时间不低于30min、冷却。
生产三种厚度的钢板，分别为6mm、20mm、30mm，在炉时间分别为：
6mm厚钢板：在炉时间为：30min；(因1.8×6＝10.8<30,故取30min)
20mm厚钢板：在炉时间为：1.8×20＝36min；
30mm厚钢板：在炉时间为：1.8×30＝54min。
(8)回火：加热温度200℃、在炉时间5min/mm×板厚、空冷。
6mm、20mm、30mm厚的钢板，在炉时间分别为：
6mm厚钢板：在炉时间为：5×6＝30min；
20mm厚钢板：在炉时间为：5×20＝100min；
30mm厚钢板：在炉时间为：5×30＝150min。
实施例3生产的三种厚度的NM500耐磨钢板的检验结果如下表：
表3 NM500耐磨钢板检验结果
Figure BDA0002486381180000151
从表3中可看出，NM500耐磨钢板厚度规格范围为6～30mm：
钢板厚度为6mm时，屈服强度≥1123MPa，Rm≥1694MPa，伸长率≥20％，-40℃AKV2/6≥30J，硬度≥507HB。
钢板厚度为20mm时，屈服强度≥1145MPa，Rm≥1689MPa，伸长率≥20.5％，-40℃AKV2/20≥59J，硬度≥515HB。
钢板厚度为30mm时，屈服强度≥1149MPa，Rm≥1678MPa，伸长率≥20.5％，-40℃AKV2/30≥59J，硬度≥507HB。
从实例可以看出，采用本发明生产方法生产的钢板性能稳定，能够满足相关使用要求。
本发明的工艺参数(如化学成分质量百分比、温度、时间等)的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
综上所述，本发明通过降低耐磨钢成分中合金含量，提高Si的百分含量，加入少量Ni元素，选用适宜的氧化物冶炼工艺，采用柔性生产技术，采用合适的轧制工艺及不同回火热处理工艺，能够生产出成本低、具有良好的低温冲击韧性、满足大线能量焊接要求、焊接效率高，塑性及韧性好的耐磨钢板，且在不改变元素成分及含量的情况下生产不同级别的耐磨钢板。

Claims (6)

1.一种耐磨钢板的生产方法，其特征在于：耐磨钢板化学成分质量百分比为：C=0.19～0.25，Si=0.9～1.2，Mn=0.7～1.50，P≤0.020，S≤0.005，Ti=0.07～0.20，B=0.0008～0.0025，Ni=0.15～0.50，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括以下工艺：铁水脱硫→转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→轧制→淬火→回火；
转炉冶炼工艺具体为：终点控制目标：C≥0.06%，P≤0.015%，S≤0.010%；确保C-T协调出钢，氩站定氧≤300ppm；出钢时间≥3min；用挡渣锥和滑板联合挡渣出钢，渣厚≤50mm；出钢过程中向钢包内加入硅铁、金属、镍板及石灰；金属Mn在出钢至1/4时开始加入，到2/3时加完；
精炼工艺具体为：LF炉控制：进站加入硅铁、助溶剂，通电时间≥20min，定氧；加Ti-Fe，搅拌3min，打入Ca线；严格控制上下炉碳量差≤0.02%；加铝钙球、石灰，钢水在LF炉通电时间≥20min，总吹氩时间≥40分钟，白渣保持时间≥15min；备好干燥的合金和增碳剂，对钢水中C、Si、Mn成分进行微调；精炼结束前加入硼铁，并进行钢水中Ti含量调整与控制；出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间大于5min；定氧要求5ppm～10ppm；出站温度控制：开浇炉1624～1634℃，连浇炉1618～1628℃；
轧制工艺具体包括以下步骤：
S1：加热：铸坯下线后进行热装炉；加热段1280±20℃，均热段1260±20℃；控制加热时间8～12min/cm，均热段时间必须保证在45分钟以上；
S2：轧制：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
阶段开轧温度≥1150℃，终轧温度950～1000℃；粗轧最后连续三道次平均压下率不小于20%；中间坯厚度控制按板坯展宽后3.5h控制；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
阶段开轧温度950～930℃，终轧温度830～910℃控制，每道次压下率均须≥16%，精轧累计压下率不小于60%；
S3：冷却：轧后空冷；
回火工艺具体为：加热温度200～400℃、在炉时间4～5min/mm×板厚，空冷。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨钢板的生产方法，其特征在于：铁水脱硫工艺具体为：铁水入转炉前扒渣干净；处理后铁水硫含量S≤0.010%。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨钢板的生产方法，其特征在于：真空处理工艺具体为：
VD炉操作：钢水进VD炉即开启全程吹氩、测温，在VD炉总吹氩时间≥30分钟；抽真空目标0.5 tor 以下，保持时间不小于10min；钢水出VD炉前软吹大于5min；
上台温度控制：开浇炉1564～1574℃，连浇炉1559～1569℃。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨钢板的生产方法，其特征在于：连铸工艺具体为：目标钢水过热度小于20℃，液相线温度1510℃，中包温度1525～1535℃；拉速按相关工艺技术操作规程执行，保证拉速0.75m/min稳定，铸坯断面320×2000mm。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨钢板的生产方法，其特征在于：淬火工艺具体为：淬火加热温度890～910℃、在炉时间不低于30min、冷却。
6.根据权利要求5所述的一种耐磨钢板的生产方法，其特征在于：淬火加热在炉时间为1.8min/mm×板厚。
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