一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910187783.8

申请日:

2009.09.30

公开号:

CN102031447A

公开日:

2011.04.27

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C22C 38/04申请公布日:20110427|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 38/04申请日:20090930|||公开

IPC分类号:

C22C38/04; C22C38/06; C21C1/02; C21C5/28; B22D11/18; C21D8/06; B21B37/74

主分类号:

C22C38/04

申请人:

鞍钢股份有限公司

发明人:

郭大勇; 任玉辉; 李德刚; 王秉喜; 耿继双; 薛军; 常桂华; 高航; 曹亚丹

地址:

114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明提供一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法,其成分C:0.6%~0.9%、Si:0.1%~1.0%、Mn:0.3%~1.0%、B:0.001%~0.010%、Al<0.002%、P+S<0.025%,其余为铁和不可避免的杂质。其生产方法:铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-连铸-连轧-线材轧制,特点是转炉出钢过程采用高碳出钢,碳含量控制在距目标成分0.05%~0.2%;用白灰盖罐,用量为2~3kg/t;连铸过程使用低过热度连铸工艺制度,中间包钢水过热度为12~25℃。采用本发明技术生产的盘条与普通工艺相比,在生产钢帘线时制丝合股过程的断丝率由5~7次/吨降低到1~3次/吨。

权利要求书

1: 一种制丝用含硼高碳钢盘条, 其特征在于该钢种的成分重量百分比为 : C: 0.6%~ 0.9%、 Si : 0.1%~ 1.0%、 Mn : 0.3%~ 1.0%、 B: 0.001%~ 0.010%、 Al < 0.002%、 P+S < 0.025%, 其余为铁和不可避免的杂质, 杂质< 0.1%。
2: 根据权利要求 1 所述的制丝用含硼高碳钢盘条, 其特征在于所述的 Al < 0.0015%。
3: 一种权利要求 1 或 2 所述制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法, 包括下列工序 : 铁水 脱硫预处理 - 转炉冶炼 -LF 精炼 - 连铸 - 连轧 - 线材轧制, 其特征在于转炉出钢过程采用 高碳出钢, 碳含量控制在距目标成分 0.05%~ 0.2%, 用白灰盖罐, 白灰中 CaO 含量> 95%, 用量为 2 ~ 3kg/t ; 连铸过程使用低过热度连铸工艺制度, 中间包钢水过热度为 12 ~ 25℃; 以上百分比均为重量百分比。
4: 根据权利要求 3 所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法, 其特征在于所述铁水脱 硫预处理后铁水中的硫含量不超过 0.002%。
5: 根据权利要求 3 所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法, 其特征在于转炉冶炼前 期造高碱度氧化性渣, 顶渣碱度为 1.5 ~ 4.0, FeO 含量为 8%~ 20%, 转炉冶炼后钢中的磷 不超过 0.015%。
6: 根据权利要求 3 所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法, 其特征在于所述 LF 精炼 -6 时间为 15 ~ 40 分钟, 精炼后钢中氮含量不大于 40×10 、 氧活度不大于 20×10-6。
7: 根据权利要求 3 所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法, 其特征在于在连轧工 序, 对 280mm×380mm 连铸大方坯加热 3 ~ 5 小时, 高温均热段均热温度 1000 ~ 1300℃, 均热 时间 30 ~ 65 分钟, 然后轧制成 120mm×120mm 的连轧坯 ; 在线材轧制工序, 连轧坯加热 3 ~ 4.5 小时, 高温均热段均热温度 1000 ~ 1300 ℃, 均热时间 30 ~ 45 分钟, 终轧温度 950 ~ 1050℃, 吐丝温度 850 ~ 930℃, 轧后盘条冷却速度 15 ~ 25℃ /s, 盘条规格 Φ5.5mm。

说明书


一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法

    【技术领域】
     本发明属于钢铁冶金技术领域, 尤其涉及一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法。 背景技术 B 元素在钢中通常起提高淬透性和抗疲劳性的作用, 对提高耐热钢的蠕变强度也 有益处。此外, 还可以起到提高强度, 抑制铁素体形成, 固氮等作用。
     专利号为 CN 200710113916.8 的中国专利提供了一种含硼钢和该钢种的制备方 法。该钢种成分要求为 : C: 0.32%~ 0.44%, Si : 0.15%~ 0.37%, Mn : 1.10%~ 1.40%, P ≤ 0.030%, S ≤ 0.030%, B: 0.0005%~ 0.0035%, Al : 0.015%~ 0.070%, 余为 Fe 和微 量杂质。其制备方法包括电炉冶炼 - 炉外精炼 - 钢坯连铸 - 半连轧轧制, 轧得规格 Φ30 ~ 130mm 的圆钢。该发明中添加 B 以保证钢的淬透性, 从而使其可以用于制造重要机械零件。
     专利号为 CN200710023901.2 的中国专利公开了一种抗拉强度等力学性能指标得 到大大提高的低碳钢盘条, 所述的低碳钢盘条中的碳元素、 锰元素、 铌元素、 硼元素所占的 重量百分比为 : 碳为 0.04 ~ 0.10%, 锰为 0.25 ~ 0.60%, 铌为 0.008 ~ 0.017%, 硼为 20 ~ 40ppm。
     目前, 我国在含硼钢的研究方面做了许多工作, 也研制出了多种含硼钢, 但是用于 制丝的含硼高碳钢盘条尚未见诸报道。
     普通高碳钢盘条在制丝过程由于间隙原子加工硬化的作用使其变形能力大幅下 降。为提高普通高碳钢盘条在制丝过程的变形能力, 需要在减轻盘条在制丝过程的加工硬 化开展研究工作。本专利正是在这方面通过在钢中加入 B, 提高盘条的变形能力, 进而降低 盘条加工成钢帘线过程的断丝率。
     发明内容 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足, 提供一种专用于制丝的断丝率低的 含硼高碳钢盘条及其生产方法。
     本发明是这样实现的 : 该高碳钢的成分 ( 重量百分比 ) 为 : C: 0.6 %~ 0.9 %、 Si : 0.1 % ~ 1.0 %、 Mn : 0.3 % ~ 1.0 %、 B: 0.001 % ~ 0.010 %、 Al < 0.002 % ( 最 好 < 0.0015% )、 P+S < 0.025%, 其余为铁和不可避免的杂质, 杂质< 0.1%。
     本发明钢种成分的范围设定理由如下。
     C 是有助于提高强度的元素, 所以 [C] 要高于 0.6%。但是, 如果 [C] 过高, 钢易脆 化, 降低线材的拔丝性能, 同时, 在 C 含量超过 0.9%时, B 对钢基本不起作用。因此, [C] 要 控制在 0.9%以下。
     Si 是具有脱氧作用的元素, 要想发挥它的作用, 必须使其含量高于 0.1%, 最好高 于 0.2%。但是如果 [Si] 过剩, 就会生成大量的脱氧生成物 SiO2, 降低线材的拔丝性能, 因 此 [Si] 要控制在 1.0%以下。
     Mn 具有与 Si 相同的脱氧作用, 同时还具有细化组织和控制夹杂物的作用。因此, 为了充分地发挥其作用, 要将 [Mn] 控制在 0.3%以上, 最好高于 0.4%。但如果 [Mn] 过剩, 会使钢材脆化, 降低拔丝性能, 因此 [Mn] 要控制在 1.0%以下, 最好低于 0.9%。
     B 可以显著提高钢的淬透性, 同时也可以提高盘条的变形性能, 但是其含量不宜过 高, 应该将盘条 B 含量控制在 0.001%~ 0.01%范围内。
     [Al] 过多, 夹杂物中的 Al2O3 含量就会过高, 就会生成引起断线的粗大的 Al2O3。 因 此, 要尽量控制, 要将 [Al] 控制在 0.002%以下, 最好低于 0.0015%。
     P 是具有强烈偏析倾向的元素, 通常还引起硫和锰的共同偏聚, 对产品组织和性能 的均匀性有害, 硫则容易在钢中与锰形成 MnS 夹杂, 对产品的扭转性能有害, 因此将 P+S 控 制在 0.025%以下, 在不造成其它影响的情况下, 越低越好。
     本发明中的含硼高碳钢基本成分如上所述, 其余部分为铁及不可避免的杂质, 这 些杂质随着原料、 材料和生产设备等混入, 也是允许的, 但是杂质含量不得高于 0.1%。
     本发明制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法包括下列工序 : 铁水脱硫预处理 - 转炉 冶炼 -LF 精炼 - 连铸 - 连轧 - 线材轧制。与成分相近的不含硼的普通高碳钢的生产工艺相 比, 为了发挥 B 在钢中的有益作用, 并防止 B 元素不均匀分布导致含 B 高碳钢加工性能的降 低, 本发明在含硼高碳钢盘条的生产过程中主要采用了转炉炉后高碳出钢和低过热度连铸 的生产工艺。 本发明制丝用含硼高碳钢盘条的具体生产工艺如下 : 要求铁水脱硫预处理后铁水 中的硫含量不超过 0.002%。转炉冶炼前期造高碱度氧化性渣, 顶渣碱度在 1.5 ~ 4.0 之 间, FeO 含量为 8%~ 20%, 转炉冶炼后钢中的磷不超过 0.015%。 含硼高碳钢转炉出钢过程 要求高碳出钢, 碳含量控制在距目标成分 0.05%~ 0.2%范围内, 并采用白灰盖罐, 白灰中 CaO 含量要求> 95%, 用量为 2 ~ 3kg/t。 LF 精炼时间为 15 ~ 40 分钟。 LF 精炼后钢中氮含 -6 -6 量不大于 40×10 、 氧活度不大于 20×10 。 经过精炼后的钢液通过大方坯连铸铸成断面尺 寸为 280mm×380mm 的钢坯。在连铸过程使用低过热度连铸的工艺制度, 中间包钢水过热度 为 12 ~ 25℃。 在连轧工序, 大方坯总加热时间为 3 ~ 5 小时, 高温均热段均热温度为 1000 ~ 1300℃, 均热时间为 30 ~ 65 分钟 ; 将大方坯轧制成断面尺寸为 120mm×120mm 的连轧坯。 在线材工序, 连轧坯总加热时间为 3 ~ 4.5 小时, 高温均热段均热温度 1000 ~ 1300℃, 均热 时间为 30 ~ 45 分钟 ; 线材终轧温度为 950 ~ 1050℃, 吐丝温度为 850 ~ 930℃, 轧后盘条 冷却速度 15 ~ 25℃ /s, 轧得规格 Φ5.5mm 的盘条。
     采用本发明成分和工艺生产的含硼高碳钢盘条性能好, 与采用普通工艺生产的不 含硼的高碳钢盘条相比, 用直径 5.5mm 的盘条生产 2+2*0.35mm 规格钢帘线时, 制丝合股过 程的断丝率由 5 ~ 7 次 / 吨降低到 1 ~ 3 次 / 吨。
     具体实施方式
     下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
     表 1 为本发明实施例制丝用含硼高碳钢盘条的成分 ( 重量百分比 )。
     表 2 为本发明实施例制丝用含硼高碳钢盘条的生产工艺。为比较本发明的效果在 表中还给出了对比例。
     表 1 本发明实施例含硼高碳钢盘条的成分 (wt% )4102031447 A CN 102031450
     说C 0.80 0.81 0.62 0.88 0.80 0.80 Si 0.21 0.22 0.16 0.15 0.41 0.20 Mn明书B 0.0012 0.0027 0.0051 0.0032 0.0012 Al 0.0010 0.0012 0.0015 0.0009 0.0010 0.0013 P+S 0.019 0.021 0.022 0.018 0.019 0.0193/4 页实施例 1 2 3 4 5 对比例0.50 0.49 0.58 0.40 0.72 0.49
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1、10申请公布号CN102031447A43申请公布日20110427CN102031447ACN102031447A21申请号200910187783822申请日20090930C22C38/04200601C22C38/06200601C21C1/02200601C21C5/28200601B22D11/18200601C21D8/06200601B21B37/7420060171申请人鞍钢股份有限公司地址114021辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内72发明人郭大勇任玉辉李德刚王秉喜耿继双薛军常桂华高航曹亚丹54发明名称一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法57摘要本发明提供一种制丝用含硼高碳钢盘。

2、条及其生产方法,其成分C0609、SI0110、MN0310、B00010010、AL0002、PS0025,其余为铁和不可避免的杂质。其生产方法铁水预处理转炉冶炼LF精炼连铸连轧线材轧制,特点是转炉出钢过程采用高碳出钢,碳含量控制在距目标成分00502;用白灰盖罐,用量为23KG/T;连铸过程使用低过热度连铸工艺制度,中间包钢水过热度为1225。采用本发明技术生产的盘条与普通工艺相比,在生产钢帘线时制丝合股过程的断丝率由57次/吨降低到13次/吨。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN102031450A1/1页21一种制丝用含硼高碳钢盘条。

3、,其特征在于该钢种的成分重量百分比为C0609、SI0110、MN0310、B00010010、AL0002、PS0025,其余为铁和不可避免的杂质,杂质01。2根据权利要求1所述的制丝用含硼高碳钢盘条,其特征在于所述的AL00015。3一种权利要求1或2所述制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法,包括下列工序铁水脱硫预处理转炉冶炼LF精炼连铸连轧线材轧制,其特征在于转炉出钢过程采用高碳出钢,碳含量控制在距目标成分00502,用白灰盖罐,白灰中CAO含量95,用量为23KG/T;连铸过程使用低过热度连铸工艺制度,中间包钢水过热度为1225;以上百分比均为重量百分比。4根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳。

4、钢盘条的生产方法,其特征在于所述铁水脱硫预处理后铁水中的硫含量不超过0002。5根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法,其特征在于转炉冶炼前期造高碱度氧化性渣,顶渣碱度为1540,FEO含量为820,转炉冶炼后钢中的磷不超过0015。6根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法,其特征在于所述LF精炼时间为1540分钟,精炼后钢中氮含量不大于40106、氧活度不大于20106。7根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法,其特征在于在连轧工序,对280MM380MM连铸大方坯加热35小时,高温均热段均热温度10001300,均热时间3065分钟,然后轧制成120MM。

5、120MM的连轧坯;在线材轧制工序,连轧坯加热345小时,高温均热段均热温度10001300,均热时间3045分钟,终轧温度9501050,吐丝温度850930,轧后盘条冷却速度1525/S,盘条规格55MM。权利要求书CN102031447ACN102031450A1/4页3一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法技术领域0001本发明属于钢铁冶金技术领域,尤其涉及一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法。背景技术0002B元素在钢中通常起提高淬透性和抗疲劳性的作用,对提高耐热钢的蠕变强度也有益处。此外,还可以起到提高强度,抑制铁素体形成,固氮等作用。0003专利号为CN2007101139168的。

6、中国专利提供了一种含硼钢和该钢种的制备方法。该钢种成分要求为C032044,SI015037,MN110140,P0030,S0030,B0000500035,AL00150070,余为FE和微量杂质。其制备方法包括电炉冶炼炉外精炼钢坯连铸半连轧轧制,轧得规格30130MM的圆钢。该发明中添加B以保证钢的淬透性,从而使其可以用于制造重要机械零件。0004专利号为CN2007100239012的中国专利公开了一种抗拉强度等力学性能指标得到大大提高的低碳钢盘条,所述的低碳钢盘条中的碳元素、锰元素、铌元素、硼元素所占的重量百分比为碳为004010,锰为025060,铌为00080017,硼为2040。

7、PPM。0005目前,我国在含硼钢的研究方面做了许多工作,也研制出了多种含硼钢,但是用于制丝的含硼高碳钢盘条尚未见诸报道。0006普通高碳钢盘条在制丝过程由于间隙原子加工硬化的作用使其变形能力大幅下降。为提高普通高碳钢盘条在制丝过程的变形能力,需要在减轻盘条在制丝过程的加工硬化开展研究工作。本专利正是在这方面通过在钢中加入B,提高盘条的变形能力,进而降低盘条加工成钢帘线过程的断丝率。发明内容0007本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种专用于制丝的断丝率低的含硼高碳钢盘条及其生产方法。0008本发明是这样实现的该高碳钢的成分重量百分比为C0609、SI0110、MN0310、B000。

8、10010、AL0002最好00015、PS0025,其余为铁和不可避免的杂质,杂质01。0009本发明钢种成分的范围设定理由如下。0010C是有助于提高强度的元素,所以C要高于06。但是,如果C过高,钢易脆化,降低线材的拔丝性能,同时,在C含量超过09时,B对钢基本不起作用。因此,C要控制在09以下。0011SI是具有脱氧作用的元素,要想发挥它的作用,必须使其含量高于01,最好高于02。但是如果SI过剩,就会生成大量的脱氧生成物SIO2,降低线材的拔丝性能,因此SI要控制在10以下。说明书CN102031447ACN102031450A2/4页40012MN具有与SI相同的脱氧作用,同时还具。

9、有细化组织和控制夹杂物的作用。因此,为了充分地发挥其作用,要将MN控制在03以上,最好高于04。但如果MN过剩,会使钢材脆化,降低拔丝性能,因此MN要控制在10以下,最好低于09。0013B可以显著提高钢的淬透性,同时也可以提高盘条的变形性能,但是其含量不宜过高,应该将盘条B含量控制在0001001范围内。0014AL过多,夹杂物中的AL2O3含量就会过高,就会生成引起断线的粗大的AL2O3。因此,要尽量控制,要将AL控制在0002以下,最好低于00015。0015P是具有强烈偏析倾向的元素,通常还引起硫和锰的共同偏聚,对产品组织和性能的均匀性有害,硫则容易在钢中与锰形成MNS夹杂,对产品的扭。

10、转性能有害,因此将PS控制在0025以下,在不造成其它影响的情况下,越低越好。0016本发明中的含硼高碳钢基本成分如上所述,其余部分为铁及不可避免的杂质,这些杂质随着原料、材料和生产设备等混入,也是允许的,但是杂质含量不得高于01。0017本发明制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法包括下列工序铁水脱硫预处理转炉冶炼LF精炼连铸连轧线材轧制。与成分相近的不含硼的普通高碳钢的生产工艺相比,为了发挥B在钢中的有益作用,并防止B元素不均匀分布导致含B高碳钢加工性能的降低,本发明在含硼高碳钢盘条的生产过程中主要采用了转炉炉后高碳出钢和低过热度连铸的生产工艺。0018本发明制丝用含硼高碳钢盘条的具体生产工艺如下。

11、要求铁水脱硫预处理后铁水中的硫含量不超过0002。转炉冶炼前期造高碱度氧化性渣,顶渣碱度在1540之间,FEO含量为820,转炉冶炼后钢中的磷不超过0015。含硼高碳钢转炉出钢过程要求高碳出钢,碳含量控制在距目标成分00502范围内,并采用白灰盖罐,白灰中CAO含量要求95,用量为23KG/T。LF精炼时间为1540分钟。LF精炼后钢中氮含量不大于40106、氧活度不大于20106。经过精炼后的钢液通过大方坯连铸铸成断面尺寸为280MM380MM的钢坯。在连铸过程使用低过热度连铸的工艺制度,中间包钢水过热度为1225。在连轧工序,大方坯总加热时间为35小时,高温均热段均热温度为10001300。

12、,均热时间为3065分钟;将大方坯轧制成断面尺寸为120MM120MM的连轧坯。在线材工序,连轧坯总加热时间为345小时,高温均热段均热温度10001300,均热时间为3045分钟;线材终轧温度为9501050,吐丝温度为850930,轧后盘条冷却速度1525/S,轧得规格55MM的盘条。0019采用本发明成分和工艺生产的含硼高碳钢盘条性能好,与采用普通工艺生产的不含硼的高碳钢盘条相比,用直径55MM的盘条生产22035MM规格钢帘线时,制丝合股过程的断丝率由57次/吨降低到13次/吨。具体实施方式0020下面通过实施例对本发明作进一步的描述。0021表1为本发明实施例制丝用含硼高碳钢盘条的成。

13、分重量百分比。0022表2为本发明实施例制丝用含硼高碳钢盘条的生产工艺。为比较本发明的效果在表中还给出了对比例。0023表1本发明实施例含硼高碳钢盘条的成分WT说明书CN102031447ACN102031450A3/4页50024实施例CSIMNBALPS108002105000012000100019208102204900027000120021306201605800051000150022408801504000032000090018508004107200012000100019对比例080020049000130019说明书CN102031447ACN102031450A4/4页60025说明书CN102031447A。

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