CN113046632A - 一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法 - Google Patents

一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法，主要化学成分组成及质量百分含量：C：0.82～0.93%，Si：0.40～0.70%，Mn：0.40～0.70%，P≤0.015%，S≤0.002%，Cr：2.80～3.60%，Ni≤0.02%，Mo：0.50～0.60%，V：0.05～0.10%，Al：0.001～0.009%，Ti≤0.0030%；生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序。本发明使成品工作辊钢点状偏析、非金属夹杂物明显改善，达到电渣钢水平，实现部分替代电渣钢，产品成材率为60～70%，性能满足客户使用要求。

Description

一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法。
背景技术
随着科学技术的发展，对冷热轧机工作辊钢的要求越来越高。要求工作辊钢具有更高的抗压强度、良好的刚性与韧性，辊身的工作层具有良好的耐磨性和抗疲劳性能，同时随着市场竞争加剧，要求产品成本不断降低，提高性价比。
工作辊钢主要用于钢铁行业，用于锻造钢板。随着国内钢铁行业的发展，由于冷轧钢板表面要求日益提高，要求工作辊钢的品质和使用寿命进一步提高。目前国内外工作辊钢，普遍采用电渣工艺，成材率低，成本高，难以适应市场需求。
由于工作辊钢钢锭产品吨位大，凝固时间长，冶金纯净度和选分结晶的影响，必然存在点状偏析、非金属夹杂物，如何减轻缺陷程度，甚至达到电渣钢水平，一直困扰冶金行业；同时，随着工业技术的进步和竞争加剧，对产品质量要求日益提高，成本压力加大，加工余量越来越小，过去靠大余量能避免的，现在已经不能适应行业发展和生产需求，表面质量的提升日益凸显。
现有大型86CrMoV7工作辊钢，采用转炉冶炼、LF冶炼、VD真空脱气处理及浇注方式生产。目前行业内浇注生产大型86CrMoV7工作辊钢的表面或近表面缺陷合格率低于10％，成品工作辊钢经常存在表面或近表面缺陷、点状偏析、非金属夹杂物超标，导致工作辊钢使用寿命降低，同时生产成本较高，市场上竞争力低。
目前只有电渣钢表面采用磁粉探伤达到JB/T5000.15-2007一级，单个磁痕允许最大长度≤2mm，近表面采用超声探伤达到JB/T5000.15-2007一级，单个和密集缺陷≤Ф1mm，浇注钢达不到上述要求；且目前行业内86CrNoV7工作辊钢普遍铝含量为0.020～0.040％，钛含量0.0100～0.0200％。
综上所述，通过优化成分设计及浇铸工艺，改善大型86CrMoV7工作辊钢表面或近表面缺陷、点状偏析、非金属夹杂物超标导致的工作辊钢使用寿命降低、生产成本较高、市场上竞争力低问题，代替电渣工艺，适应市场需求，将具有重大意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法。该发明通过优化成分设计及浇铸工艺，改善了大型86CrMoV7工作辊钢表面或近表面缺陷、点状偏析、非金属夹杂物超标导致的工作辊钢使用寿命降低、生产成本较高、市场上竞争力低问题，代替电渣工艺，适应市场需求。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢，所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.82～0.93％，Si：0.40～0.70％，Mn：0.40～0.70％，P≤0.015％，S≤0.002％，Cr：2.80～3.60％，Ni≤0.02％，Mo：0.50～0.60％，V：0.05～0.10％，Al：0.001～0.009％，Ti≤0.0030％，B≤0.0005％，Pb、Sn、As、Sb、Bi五种元素且含量总和≤0.035％、其中Sn、Sb、As含量均≤0.020％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明主要成分组成元素的作用及含量确定依据：
C：0.82～0.93％，C为碳化物形成元素，可以提高钢的强度，太低时效果不明显，太高时会大大降低钢的韧性；Mn：0.40～0.70％，为奥氏体形成元素，可以提高钢的强度，含量小于0.40％时作用不明显，含量大于0.70％时，组织偏析倾向加重，影响组织的均匀性；Cr：2.80～3.60％，Cr为碳化物形成元素，可以提高钢的强度和淬透性，太低时效果不明显，太高时会大大降低钢的韧性；Mo：0.50～0.60％，主要是通过碳化物及固溶强化形式来提高钢的强度，含量过高会降低钢的韧性；S≤0.002％，控制过高，钢中硫化形成倾向增大，钢纯净度降低，钢的韧性水平下降；P≤0.015％，控制过高，冷脆倾向增大，降低钢的韧性。
本发明所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品规格为Ф700～1000mm。
本发明所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品辊身表面硬度90～100HSD，辊径表面硬度30～50HSD，辊身两边软带宽度45～55mm，辊身淬硬层深度≥20mm。
本发明所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢表面磁粉探伤和近表面超声探伤达到JB/T5000.15-2007一级，单个磁痕允许最大长度≤2mm，单个和密集缺陷≤Ф1mm，点状偏析≤1级；非金属夹杂物A类细系≤1.0、A类粗系≤1.0，B类细系≤1.0、B类粗系≤1.0，C类细系0、C类粗系0，D类细系≤1.0、D类粗系≤1.0。
本发明还提供了一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序。
本发明所述转炉冶炼工序，出钢P≤0.010％，出钢过程加入硅钡钙1.5～2.5kg/t钢，加入白灰6～10kg/t钢、萤石2～4kg/t钢。硅钡钙是一种复合脱氧剂，使用其脱氧，脱氧产物迅速碰撞长大聚集，并快速上浮至渣中。硅钡钙有效成分Si≥42％，Ba≥15％，Ca≥20％，Al≤3％，C≤1.2％，P≤0.05％，S≤0.05％。白灰、萤石随着钢流混冲，快速成渣，与钢水充分发生化学反应，形成硫化钙复合物，促进钢中硫快速转移至钢渣界面，进入渣中，达到快速脱硫脱氧的目的。
本发明所述LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.0～3.5kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.2～0.4kg/t钢，加入萤石3～5kg/t钢、石英砂5～7kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力≥1Pa，小电流200～700A，白渣保持时间25～40min。采用纯钙线，钙有效成分≥99％，钙的氧化性强，进入钢中，能快速与钢中的自由氧结合，生成氧化钙的复合夹杂物，上浮去除。萤石和石英砂加入，能有效降低炉渣粘度，提高流动性，进而提高炉渣吸附夹杂物的能力，纯净钢水。保持炉内气氛压力，有利于减少外部空气的吸入，减少钢的吸气，有利于降低钢中气体含量，提高钢的洁净度。小电流保持，利于渣钢截面稳定，利于钢中夹杂物充分进入渣中，同时避免大电流过分扰动钢渣截面吸气，利于钢的洁净度。
本发明所述VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度≤67Pa，真空保持时间25～30min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.2～2.2kg/t钢的覆盖剂，软吹20～30min。覆盖剂成分组成：CaO：18～25％，SiO2：20～40％，Al2O3：15～20％，MgO≤3.0％，Fe2O3≤5.0％，C固20～35％。
本发明所述VC真空浇注工序，钢水吊包过热度110～120℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度880～1000℃，烘烤时间6～10h；导流管结束烘烤时温度610～790℃，烘烤时间8～15h；钢锭保温帽口烘烤温度150～250℃，烘烤时间6～12h；中包钢水大于容量的55～70％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度0～10Pa，钢锭模温度控制在20～30℃，浇注时间25～33min，中包浇注结束，破空后50s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳。
本发明所述锻造热处理工序，生产钢锭规格48～69t，钢锭经锻造热处理后得到低铝低钛86CrMoV7工作辊钢成品。
本发明所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为60～70％
本发明一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法所得低铝低钛86CrMoV7工作辊钢产品标准参考GB/T13314-2008锻钢冷工作辊通用技术条件；产品表面磁粉探伤和近表面超声探伤标准参考JB/T5000.15-2007锻钢件无损探伤标准。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1.本发明通过优化成分设计及真空浇铸工艺，改善了大型86CrMoV7工作辊钢表面或近表面缺陷、点状偏析、非金属夹杂物超标导致的工作辊钢使用寿命降低、生产成本较高、市场上竞争力低问题，代替电渣工艺，适应市场需求。2.本发明低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品规格为Ф700～1000mm。3.本发明低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品辊身表面硬度90～100HSD，辊径表面硬度30～50HSD，辊身两边软带宽度45～55mm，辊身淬硬层深度≥20mm。4.本发明低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢表面磁粉探伤和近表面超声探伤达到JB/T5000.15-2007一级，单个磁痕允许最大长度≤2mm，单个和密集缺陷≤Ф1mm，点状偏析≤1级；非金属夹杂物A类细系≤1.0、A类粗系≤1.0，B类细系≤1.0、B类粗系≤1.0，C类细系0、C类粗系0，D类细系≤1.0、D类粗系≤1.0。5.本发明生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为60～70％。
具体实施方式
下面结合具体实施例和对比例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф700mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.008％，出钢过程加入硅钡钙2.0kg/t钢，加入白灰6kg/t钢、萤石2kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.8kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.2kg/t钢，加入萤石3kg/t钢、石英砂5kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力1Pa，小电流700A，白渣保持时间30min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度60Pa，真空保持时间29min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.7kg/t钢的覆盖剂，软吹23min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度115℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度880℃，烘烤时间6h；导流管结束烘烤时温度610℃，烘烤时间8h；钢锭保温帽口烘烤温度150℃，烘烤时间12h；中包钢水大于容量的55％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度0Pa，钢锭模温度控制在20℃，浇注时间33min，中包浇注结束，破空后50s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格48t，钢锭经锻造变性处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф700mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为62％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例2
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф800mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.006％，出钢过程加入硅钡钙1.8kg/t钢，加入白灰10kg/t钢、萤石3kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.3kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.3kg/t钢，加入萤石5kg/t钢、石英砂7kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力3Pa，小电流200A，白渣保持时间40min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度45Pa，真空保持时间26min，真空脱气处理结束后测温取样，加入2.1kg/t钢的覆盖剂，软吹26min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度110℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度1000℃，烘烤时间10h；导流管结束烘烤时温度790℃，烘烤时间15h；钢锭保温帽口烘烤温度250℃，烘烤时间6h；中包钢水大于容量的70％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度10Pa，钢锭模温度控制在30℃，浇注时间25min，中包浇注结束，破空后40s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格69t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф800mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为66％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例3
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф900mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.009％，出钢过程加入硅钡钙2.3kg/t钢，加入白灰8kg/t钢、萤石2.5kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉3.1kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.32kg/t钢，加入萤石4kg/t钢、石英砂6kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力6Pa，小电流500A，白渣保持时间28min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度52Pa，真空保持时间28min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.5kg/t钢的覆盖剂，软吹时间29min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度120℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度890℃，烘烤时间9h；导流管结束烘烤时温度690℃，烘烤时间9h；钢锭保温帽口烘烤温度169℃，烘烤时间8h；中包钢水大于容量的60％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度5Pa，钢锭模温度控制在27℃，浇注时间29min，中包浇注结束，破空后30s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格60t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф900mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为65％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例4
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф750mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.007％，出钢过程加入硅钡钙1.9kg/t钢，加入白灰9kg/t钢、萤石3.5kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉2.1kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.25kg/t钢，加入萤石4.5kg/t钢、石英砂6kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力4Pa，小电流300A，白渣保持时间37min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度40Pa，真空保持时间27min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.3kg/t钢的覆盖剂，软吹时间27min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度116℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度980℃，烘烤时间8h；导流管结束烘烤时温度690℃，烘烤时间9h；钢锭保温帽口烘烤温度200℃，烘烤时间9h；中包钢水大于容量的63％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度8Pa，钢锭模温度控制在30℃，浇注时间27min，中包浇注结束，破空后45s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格48t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф750mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为64％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例5
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф780mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.005％，出钢过程加入硅钡钙2.1kg/t钢，加入白灰9kg/t钢、萤石3.5kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉2.9kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.3kg/t钢，加入萤石3.5kg/t钢、石英砂6.5kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力2Pa，小电流300A，白渣保持时间27min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度55Pa，真空保持时间28min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.9kg/t钢的覆盖剂，软吹时间22min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度114℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度890℃，烘烤时间8h；导流管结束烘烤时温度670℃，烘烤时间10h；钢锭保温帽口烘烤温度152℃，烘烤时间7h；中包钢水大于容量的58％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度3Pa，钢锭模温度控制在25℃，浇注时间32min，中包浇注结束，破空后47s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格55t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф780。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为66％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例6
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф790mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.008％，出钢过程加入硅钡钙1.6kg/t钢，加入白灰9kg/t钢、萤石3kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.5kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.23kg/t钢，加入萤石4.2kg/t钢、石英砂5.6kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力5Pa，小电流450A，白渣保持时间29min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度35Pa，真空保持时间26min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.8kg/t钢的覆盖剂，软吹时间25min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度116℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度1000℃，烘烤时间10h；导流管结束烘烤时温度780℃，烘烤时间10h；钢锭保温帽口烘烤温度230℃，烘烤时间6h；中包钢水大于容量的68％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度10Pa，钢锭模温度控制在30℃，浇注时间25min，中包浇注结束，破空后38s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格65t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф790mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为70％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例7
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф920mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.006％，出钢过程加入硅钡钙2.4kg/t钢，加入白灰7kg/t钢、萤石2.6kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉2.6kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.4kg/t钢，加入萤石3.6kg/t钢、石英砂5.6kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力4Pa，小电流250A，白渣保持时间28min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度42Pa，真空保持时间27min，真空脱气处理结束后测温取样，加入2.0kg/t钢的覆盖剂，软吹时间25min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度118℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度980℃，烘烤时间7h；导流管结束烘烤时温度770℃，烘烤时间11h；钢锭保温帽口烘烤温度155℃，烘烤时间11h；中包钢水大于容量的61％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度7Pa，钢锭模温度控制在23℃，浇注时间27min，中包浇注结束，破空后20s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格59t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф920mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为70％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例8
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф950，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.007％，出钢过程加入硅钡钙2.2kg/t钢，加入白灰10kg/t钢、萤石3.5kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉3.0kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.35kg/t钢，加入萤石5kg/t钢、石英砂5kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力6Pa，小电流600A，白渣保持时间32min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度50Pa，真空保持时间29min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.6kg/t钢的覆盖剂，软吹时间28min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度117℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度889℃，烘烤时间10h；导流管结束烘烤时温度690℃，烘烤时间14h；钢锭保温帽口烘烤温度188℃，烘烤时间9h；中包钢水大于容量的66％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度7Pa，钢锭模温度控制在20℃，浇注时间31min，中包浇注结束，破空后25s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格53t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф950。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为68％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例9
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф850mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.005％，出钢过程加入硅钡钙1.5kg/t钢，加入白灰9kg/t钢、萤石3kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.0kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.3kg/t钢，加入萤石3kg/t钢、石英砂6kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力5Pa，小电流350A，白渣保持时间25min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度67Pa，真空保持时间25min，真空脱气处理结束后测温取样，加入2.2kg/t钢的覆盖剂，软吹时间20min；
(4)VC真空浇注工序，钢水吊包过热度110℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度970℃，烘烤时间7h；导流管结束烘烤时温度690℃，烘烤时间11h；钢锭保温帽口烘烤温度240℃，烘烤时间8h；中包钢水大于容量的67％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度9Pa，钢锭模温度控制在25℃，浇注时间30min，中包浇注结束，破空后33s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格50t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф850mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为60％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
实施例10
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф1000mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.010％，出钢过程加入硅钡钙2.5kg/t钢，加入白灰9kg/t钢、萤石4kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉3.5kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.4kg/t钢，加入萤石5kg/t钢、石英砂6kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力2Pa，小电流550A，白渣保持时间28min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度47Pa，真空保持时间30min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.2kg/t钢的覆盖剂，软吹时间30min；
(4)VC真空浇注，钢水吊包过热度120℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度950℃，烘烤时间8h；导流管结束烘烤时温度700℃，烘烤时间11h；钢锭保温帽口烘烤温度190℃，烘烤时间7h；中包钢水大于容量的60％时开浇，浇注过程中，真空室内真空度5Pa，钢锭模温度控制在22℃，浇注时间27min，中包浇注结束，破空后50s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳；
(5)锻造热处理工序，生产钢锭规格57t，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф1000mm。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为69％。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本实施例所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
对比例1
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф1100mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、浇注、锻造工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.008％，出钢过程加入铝饼3.0kg/t钢，加入白灰12kg/t钢、萤石1kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.0kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.05kg/t钢，加入萤石2kg/t钢、石英砂1kg/t钢；保持炉内还原气氛，白渣保持时间30min；
(3)VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度60Pa，真空保持时间29min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.7kg/t钢的覆盖剂，软吹时间23min；
(4)浇注工序，钢水吊包过热度42℃，采用大气下浇注方式生产，生产钢锭规格65t；
(5)锻造工序，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф1100mm。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为25％。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
对比例2
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф600mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、浇注、锻造工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.006％，出钢过程加入铝饼2.8kg/t钢，高碳铬铁3.3kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉4.3kg/t钢进行扩散脱氧，加入萤石5kg/t钢、石英砂10kg/t钢，高碳铬铁3.0kg/t钢；保持炉内还原气氛，白渣保持时间34min；
(3)VD真空脱气处理工序，VD真空脱气处理采用高真空，真空度45Pa，真空保持时间26min，真空脱气处理结束后测温取样，加入2.1kg/t钢的覆盖剂，软吹时间26min；
(4)浇注工序，钢水吊包过热度87℃，采用大气下浇注方式生产，生产钢锭规格45t；
(5)锻造工序，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф600mm。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为20％。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
对比例3
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф680mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、浇注、锻造工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.009％，出钢过程加入钢芯铝4.3kg/t钢，高碳铬铁2.0kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉3.1kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.5kg/t钢，高碳铬铁4.0kg/t钢；保持炉内还原气氛，白渣保持时间28min；
(3)VD真空脱气处理工序，VD真空脱气处理采用高真空，真空度52Pa，真空保持时间28min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.5kg/t钢的覆盖剂，软吹时间29min；
(4)浇注工序，钢水吊包过热度65℃，采用大气下浇注方式生产，生产钢锭规格56t；
(5)锻造工序，钢锭经锻造处理后得到低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф680mm。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为16％。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
对比例4
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф780mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、浇注、锻造工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.007％，出钢过程加入钢芯铝1.9kg/t钢，加入白灰5kg/t钢、萤石1kg/t钢，高碳铬铁2.0kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉4.1kg/t钢进行扩散脱氧，高碳铬铁2.0kg/t钢；保持炉内还原气氛，白渣保持时间37min；
(3)VD真空脱气处理工序，VD真空脱气处理采用高真空，真空度40Pa，真空保持时间27min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.3kg/t钢的覆盖剂，软吹时间27min；
(4)浇注工序，钢水吊包过热度43℃，采用大气下浇注方式生产，生产钢锭规格57t；
(5)锻造工序，钢锭经锻造处理后得到大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф780mm。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为30％。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
对比例5
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢规格为Ф900mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本对比例大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、浇注、锻造工序，具体工艺步骤如下所述：
(1)转炉冶炼工序，转炉出钢P：0.005％，出钢过程加入铝饼1.1kg/t钢，加入白灰12kg/t钢、萤石5kg/t钢，高碳铬铁2.8kg/t钢；
(2)LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉4.9kg/t钢进行扩散脱氧，加入萤石1kg/t钢、石英砂4kg/t钢，高碳铬铁3.0kg/t钢；保持炉内还原气氛，白渣保持时间27min；
(3)VD真空脱气处理工序，VD真空脱气处理采用高真空，真空度55Pa，真空保持时间28min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.9kg/t钢的覆盖剂，软吹时间22min；
(4)浇注工序，钢水吊包过热度56℃，大气下浇注方式生产，生产钢锭规格73t；
(5)锻造工序，钢锭经锻造处理后得到大型86CrMoV7工作辊钢成品，规格为Ф900mm。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为22％。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品性能指标见表2。
本对比例所述生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢产品点状偏析、非金属夹杂物情况见表3。
采用本发明一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢及生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢表面磁粉探伤和近表面超声探伤达到JB/T5000.15-2007一级，单个磁痕允许最大长度≤2mm，单个和密集缺陷≤Ф1mm，点状偏析≤1级，非金属夹杂物A类细系≤1.0，A类粗系≤1.0，B类细系≤1.0，B类粗系≤1.0，C类细系0，C类粗系0，D类细系≤1.0，D类粗系≤1.0；改善了大型86CrMoV7工作辊钢表面或近表面缺陷、点状偏析、非金属夹杂物超标导致的工作辊钢使用寿命降低、生产成本较高、市场上竞争力低问题，实现代替电渣工艺，适应市场需求。经客户反馈低铝低钛大型86CrMoV7工作辊使用寿命显著提高，提高幅度≥50％，经济效益显著。
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。
表1实施例1-10与对比例1-5生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢化学成分组成及其质量百分含量(％)
Figure BDA0002952796330000201
Figure BDA0002952796330000211
Figure BDA0002952796330000221
表1中成分余量为Fe和不可避免的杂质。
表2实施例1-10与对比例1-5生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢性能指标数据
Figure BDA0002952796330000222
Figure BDA0002952796330000231
表3实施例1-10与对比例1-5生产方法生产的大型86CrMoV7工作辊钢点状偏析、非金属夹杂物情况
Figure BDA0002952796330000232
Figure BDA0002952796330000241

Claims (10)

1.一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢，其特征在于，所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.82～0.93%，Si：0.40～0.70%，Mn：0.40～0.70%，P≤0.015%，S≤0.002%，Cr：2.80～3.60%，Ni≤0.02%，Mo：0.50～0.60%，V：0.05～0.10%，Al：0.001～0.009%，Ti≤0.0030%，B≤0.0005%，Pb、Sn、As、Sb、Bi五种元素且含量总和≤0.035%、其中Sn、Sb、As含量均≤0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢，其特征在于，所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品规格为Ф700～1000mm。
3.根据权利要求1所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢，其特征在于，所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢成品辊身表面硬度90～100HSD，辊径表面硬度30～50HSD，辊身两边软带宽度45～55mm，辊身淬硬层深度≥20mm。
4.根据权利要求1所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢，其特征在于，所述低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢表面磁粉探伤和近表面超声探伤达到JB/T5000.15-2007一级，单个磁痕允许最大长度≤2mm，单个和密集缺陷≤Ф1mm，点状偏析≤1级；非金属夹杂物A类细系≤1.0、A类粗系≤1.0，B类细系≤1.0、B类粗系≤1.0，C类细系0、C类粗系0，D类细系≤1.0、D类粗系≤1.0。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气处理、VC真空浇注、锻造热处理工序；所述VC真空浇注工序，钢水吊包过热度110～120℃，采用真空上注方式生产，钢水浇注时中包包底温度880～1000℃，烘烤时间6～10h；导流管结束烘烤时温度610～790℃，烘烤时间8～15h；钢锭保温帽口烘烤温度150～250℃，烘烤时间6～12h；中包钢水大于容量的55～70%时开浇，浇注过程中，真空室内真空度0～10Pa，钢锭模温度控制在20～30℃，浇注时间25～33min，中包浇注结束，破空后50s内通过漏斗加入发热剂，火焰熄灭后，加入碳化稻壳。
6.根据权利要求5所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，出钢P≤0.010%，出钢过程加入硅钡钙1.5～2.5kg/t钢，加入白灰6～10kg/t钢、萤石2～4kg/t钢。
7.根据权利要求5所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序，精炼到位加入碳化硅粉1.0～3.5kg/t钢进行扩散脱氧，喂入纯钙线0.2～0.4kg/t钢，加入萤石3～5kg/t钢、石英砂5～7kg/t钢；保持炉内还原气氛，炉内气氛压力≥1Pa，小电流200～700A，白渣保持时间25～40min。
8.根据权利要求5所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，其特征在于，所述VD真空脱气处理工序，采用高真空，真空度≤67Pa，真空保持时间25～30min，真空脱气处理结束后测温取样，加入1.2～2.2kg/t钢的覆盖剂，软吹20～30min。
9.根据权利要求5所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，其特征在于，所述锻造热处理工序，生产钢锭规格48～69t，钢锭经锻造热处理后得到低铝低钛86CrMoV7工作辊钢成品。
10.根据权利要求5-9任意一项所述的一种低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法生产的低铝低钛大型86CrMoV7工作辊钢产品成材率为60～70%。
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