一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其具体步骤为，第一步为电弧炉冶炼—钢包精炼—连铸浇注，第二步为1350轧机轧制160*160mm连铸初轧坯→精整，第三步为盘条或棒材轧制；其特征在于，在第三步盘条或棒材轧制中，加热炉加热工艺为均热温度900～1000℃，加热保温时间≥2小时，钢坯出炉温度900～950℃，阴阳面温差≤40℃；控冷工艺为轧成盘条或棒材后在线缓冷或棒材堆冷，保温罩全部关闭，冷却速度40～80℃/h。本发明进行高品质弹簧钢进行降低加热温度的突破性工艺试验研究，使成品钢材脱碳层达到小于钢材直径的0.8％，力争小于钢材直径的0.5％；达到提质、节能降耗、降本增效的实际效果。
【专利说明】一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及黑色金属材料加工【技术领域】，具体地说，是一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法。
【【背景技术】】
[0002]高品质弹簧钢是高速铁路机车用钢及高级轿车悬架簧的核心安全件，是弹簧制品中的精品，适应高速化、环保化、省力化和可调化四大基本准则，正在向着低刚度、长寿命、低成本及其相互协调的技术方向发展。目前在我国高速铁路主要使用的弹条扣件除了要求扣件的弹性件具有足够的扣压力、相当的弹程以及保持轨距有较强能力外，还必须具有足够的强度和耐久性、扣件有良好的降噪、减振性能、良好的绝缘性能.而钢材脱碳层是保证高速铁路机车用钢及高级轿车悬架簧良好运行性能及疲劳寿命的重要技术指标。该产品对脱碳层(< 1.0% D)有非常严格的要求。
[0003]高品质弹簧钢是日系车国产化用钢的重要系列产品，在日系车用钢国产化的实验料认证过程中，成品钢材脱碳层一直是困扰实验料认证的核心问题，尽管在后续的试验料供给试制过程中，进行了加热工艺的微调，但实际成品材的脱碳层一直在技术条件要求的上限(钢材直径的1%)，或超出技术条件要求的上限，部分钢材出现全脱碳层。在此情况下，为进一步推进日系车国产化用钢的工作，对高品质弹簧钢进行降低加热温度的突破性工艺试验研究工作。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其具体步骤为，第一步为电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注，第二步为连铸初轧坯一精整，第三步为盘条或棒材轧制；其特征在于，在第三步盘条或棒材轧制中，加热炉加热工艺为均热温度900?1000°C，加热保温时间彡2小时，钢坯出炉温度900?950°C，阴阳面温差彡400C ;控冷工艺为轧成盘条后在线缓冷或棒材堆冷，保温罩全部关闭，冷却速度40?80°C /h。
[0007]—种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其详细的步骤为:
[0008]第一步:电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注
[0009]在150吨的电弧炉中进行钢液初炼；150吨的钢包精炼；连铸浇注；生产出90 X 90mm2?320 X 425mm2断面尺寸的合格连铸坯:
[0010](I)初炼:炉料选用低P、S废钢、切头及优质生铁；合金需准备低碳铬、低碳锰等；还原剂:电石、碳粉、结晶硅等；氧化期:勤流渣去P，脱碳量> 0.30% ;出渣条件:T 彡 1650 0C ；Ρ 彡 0.008 %，Al:0.5Kg/t ;出钢条件:T 彡 1620 °C ； [P] ^ 0.010 %,[C]>0.05%。出钢后期加入适量的石灰或合成渣。
[0011](2)精炼:电炉出钢1/3时，钢包加入渣料，渣料配比按渣碱度2.5?3控制。根据实际脱硫情况，可均情调整渣碱度。加热工位采用S1-Fe粉及SiC粉脱氧，分批加入，根据渣况及钢中硅含量情况调整加入量及加入批次，一般每间隔15分钟加入一批，用量0.5?lkg/t，使精炼过程要始终保持脱氧良好。在钢包进入真空脱气前定氧，根据氧活度情况加入硅铁，加入量按成品硅含量要求中限配加，并结合定氧值，判断脱氧效果，决定是否再进行硅量调整。保证[O] ( 0.0025%, [H] ( 0.00015% ;所有成分进入优化要求的范围内开始吊包。
[0012](3)连铸浇注:钢包内高温钢液通过保护套管，浇进中间包，中间包过热度(35°C。中间包使用前完全清理、内表面为耐火涂层且不得有裂缝；中间包内的钢液经连铸结晶器，以合理的速度，浇注出90 X 90mm2?360 X 360mm2断面尺寸的合格连铸坯，依据不同的锭型尺寸，浇注速度为0.9?2.10m/min。合格连铸坯在冷床上快冷至900°C，进缓冷坑缓冷，缓冷时间为> 36小时。
[0013]渣碱度表示炉渣特性的指数。它是炉渣中自由氧离子浓度的标志，是炉渣化学性质的主要指标。也是确定高炉造渣制度的重要依据之一；
[0014]第二步:1350轧机轧制160*160mm的连铸初轧坯一精整
[0015]该步骤为现有成熟的工艺流程。
[0016]第三步:盘条或棒材轧制
[0017]采用轧钢机热加工轧制方法，先将合格的连铸坯表面进行清理，再将其热加工轧制至成品盘条或棒材，工艺要点:
[0018](I)加热炉加热工艺:均热温度900?1000°C，加热保温时间彡2小时，钢坯出炉温度900?950°C，阴阳面温差彡40°C;而常规弹簧钢均热温度为1160?1200°C，保温时间2小时30分钟，出炉温度1160?1200°C，本技术方案同现有技术相比均热温度降低200°C，以实施控制轧制技术及控制材料的脱碳；
[0019](2)控制轧制工艺:加热均匀的钢坯出炉后，正常开启高压除鳞机，KOCKS进口温度:800 ?8200C ；
[0020](3)控冷工艺:轧成盘条后在线缓冷或棒材堆冷，保温罩全部关闭，冷却速度40?80°C /h，而常规弹簧钢不采用控制冷却工艺。
[0021]与现有技术相比，本发明的积极效果是:
[0022](I)本发明通过进行高品质弹簧钢进行降低加热温度的突破性工艺试验研究，使成品钢材脱碳层达到小于钢材直径的0.8%，最小达到钢材直径的0.30%。
[0023](2)本发明的高品质弹簧钢进行降低加热温度的突破性工艺试验研究，探索出最佳高品质弹簧钢加热温度工艺。
[0024](3)本发明达到提质、节能降耗、降本增效的实际效果。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0025]图1低加热温度弹簧钢脱碳层的结果图。
【【具体实施方式】】
[0026]以下提供本发明一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法的【具体实施方式】。
[0027]实施例1
[0028]一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其详细的步骤为:
[0029]第一步:电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注
[0030]在150吨的电弧炉中进行钢液初炼；150吨的钢包精炼；连铸浇注；生产出90 X 90mm2?320 X 425mm2断面尺寸的合格连铸坯:
[0031](I)初炼:炉料选用低P、S废钢、切头及优质生铁；合金需准备低碳铬、低碳锰等；还原剂:电石、碳粉、结晶硅等；氧化期:勤流渣去P，脱碳量> 0.30% ;出渣条件:T 彡 1650 0C ；Ρ 彡 0.008 %，Al:0.5Kg/t ;出钢条件:T 彡 1620 °C ； [P] ^ 0.010 %,[C]>0.05%。出钢后期加入适量的石灰或合成渣。
[0032](2)精炼:电炉出钢1/3时，钢包加入渣料，渣料配比按渣碱度2.5?3控制。根据实际脱硫情况，可均情调整渣碱度。加热工位采用S1-Fe粉及SiC粉脱氧，分批加入，根据渣况及钢中硅含量情况调整加入量及加入批次，一般每间隔15分钟加入一批，用量0.5?lkg/t，使精炼过程要始终保持脱氧良好。在钢包进入真空脱气前定氧，根据氧活度情况加入硅铁，加入量按成品硅含量要求中限配加，并结合定氧值，判断脱氧效果，决定是否再进行硅量调整。保证[O] ( 0.0025%, [H] ( 0.00015% ;所有成分进入优化要求的范围内开始吊包。
[0033](3)连铸浇注:钢包内高温钢液通过保护套管，浇进中间包，中间包过热度(35°C。中间包使用前完全清理、内表面为耐火涂层且不得有裂缝；中间包内的钢液经连铸结晶器，以合理的速度，浇注出90 X 90mm2?360 X 360mm2断面尺寸的合格连铸坯，依据不同的锭型尺寸浇注速度为0.9?2.10m/min。合格连铸坯在冷床上快冷至900°C，进缓冷坑缓冷，缓冷时间为> 36小时。
[0034]第二步:1350轧机轧制160*160mm连铸初轧坯一精整
[0035]该步骤为现有成熟的工艺流程。
[0036]第三步:盘条或棒材轧制
[0037]采用轧钢机热加工轧制方法，先将合格的连铸坯表面进行清理，再将其热加工轧制至成品盘条或棒材，工艺要点:
[0038](I)加热炉加热工艺:均热温度900?1000°C，加热保温时间彡2小时，钢坯出炉温度900?950°C，阴阳面温差彡40°C;而常规弹簧钢均热温度为1160?1200°C，保温时间2小时30分钟，出炉温度1160?1200°C，本技术方案同现有技术相比均热温度降低200°C，以实施控制轧制技术及控制材料的脱碳；
[0039](2)控制轧制工艺:加热均匀的钢坯出炉后，正常开启高压除鳞机，KOCKS进口温度:800 ?8200C ；
[0040](3)控冷工艺:轧成盘条后在线缓冷或棒材堆冷，保温罩全部关闭，冷却速度40?80°C /h，而常规弹簧钢不采用控制冷却工艺。
[0041]从图1试验结果可见，进行了 85个批次的工艺试验，工艺试验的脱碳层结果最低达到0.30D%，实际值波动范围在0.30D% -0.78D%之间，达到了本专利的技术目的。
[0042]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其具体步骤为，第一步为电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注，第二步为连铸初轧坯一精整，第三步为盘条或棒材轧制；其特征在于，在第三步盘条或棒材轧制中，加热炉加热工艺为均热温度900?1000°C，加热保温时间> 2小时，钢坯出炉温度900?950°C，阴阳面温差< 40°C ;控冷工艺为轧成盘条后在线缓冷或棒材堆冷，保温罩全部关闭，冷却速度40?80°C /h。
2.如权利要求1所述的一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其特征在于，在第一步为电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注中，初炼的工艺为氧化期:勤流渣去P，脱碳量^ 0.30 % ;出渣条件:T 彡 1650 0C ；Ρ 彡 0.008 %, Al:0.5Kg/t ;出钢条件:T 彡 1620 °C ；P 彡 0.010%, C 彡 0.05%。
3.如权利要求1所述的一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其特征在于，在第一步为电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注中，精炼的工艺为电炉出钢1/3时，钢包加入渣料，渣料配比按渣碱度2.5?3控制；加热工位采用S1-Fe粉及SiC粉脱氧，分批加入，每间隔15分钟加入一批，用量0.5?lkg/t。
4.如权利要求1所述的一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其特征在于，在第一步为电弧炉冶炼-钢包精炼-连铸浇注中，连铸浇注的工艺连铸坯在冷床上快冷至900°C，进缓冷坑缓冷，缓冷时间为> 36小时。
5.如权利要求1所述的一种高品质弹簧钢低脱碳层的制造方法，其特征在于，在第三步为盘条或棒材轧制中，控制轧制工艺为加热均匀的钢坯出炉后，正常开启高压除鳞机，进口温度为800?820°C。
【文档编号】C21D8/06GK104451084SQ201310419467
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】顾文俊, 张成名, 马宝国, 陆超 申请人:宝钢特钢有限公司