[发明专利]一种薄板坯中高碳钢生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢合金技术领域，具体涉及一种薄板坯中高碳钢生产工艺。

背景技术

目前，中高碳钢的工艺流程为：高炉铁水—转炉—LF精炼—常规板坯连铸—加热—轧制—冷却—卷取—成品。由于中高碳钢碳含量高，凝固区域加大，钢坯在凝固过程中，容易产生中心偏析和中心疏松，轧成材之后，板卷中心部位容易出现分层现象；其次，铸坯在凝固时组织应力和热应力都较大，高温热塑性较低，容易产生铸坯内部裂纹和表面裂纹；另外，中高碳钢的凝固点偏低，结晶器热熔量偏小，常规板坯连铸拉速低，结晶器钢液面不活跃，保护渣融化条件不好，铸坯表面容易出现夹渣和重皮等缺陷。为改善此类缺陷，常规板坯生产中高碳钢在连铸二冷段配备电磁搅拌设备，而且二冷段采取弱冷方式。而薄板坯连铸连轧的目的就是最大限度地降低连铸机输出铸坯的厚度，以最大限度地减少连轧机架数量，实现以最短的生产工艺流程生产热轧板带，取得低投资、低成本、快节奏的生产方式和经济效益。薄板坯连铸连轧技术的推广应用得益于以下基础技术的开发：结晶器和浸入式水口的一体化设计；结晶器钢液面的控制；结晶器保护渣的开发；液压振动系统；二次冷却系统。特别是液芯压下技术的开发和应用，不仅解决了连铸与轧钢的匹配问题，而且显著改善了铸坯中心偏析和中心疏松，以生产出满足轧钢要求的铸坯。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种薄板坯中高碳钢生产工艺。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种薄板坯中高碳钢生产工艺，包括由以下重量百分比的化学成分制备而成：

碳0.5～0.88%、硅0.15～0.68%、锰0.65～1.55%、磷≤0.025%、硫0.002～0.0025%、铬0.09～0.22%、镍0.08～0.12%、砷0.02～0.035%、铜0.18～0.20%、铝≤0.02%和余量为铁。

进一步地，包括如下步骤：

S1、称取化学成分为碳0.5～0.88%、硅0.15～0.68%、锰0.65～1.55%、磷≤0.025%、硫0.002～0.0025%、铬0.09～0.22%、镍0.08～0.12%、砷0.02～0.035%、铜0.18～0.20%、铝≤0.02%和余量为铁,采用脱硫铁水进行预脱硫操作，得到物料；

S2、将步骤S1中预脱硫得到物料投入真空冶炼转炉中进行冶炼，得到合金钢坯料；

S3、将步骤S2中得到的合金钢坯料放置连铸机上进行连铸操作，得到合金钢型材；

S4、将步骤S3所得的合金钢型材经过热处理之后，进行切割操作，得到合金钢粗品；

S5、将步骤S4所得切割后合金钢粗品热送轧制机内，进行热轧和精细热轧操作，得到薄板坯中高碳钢成品；

S6、将步骤S5所得的薄板坯中高碳钢成品经过退火处理之后，冷却至室温，通过检验、包装入库。

进一步地，所述步骤S2中钢水控制成分为C≥0.10%，S≤0.030%，P≤0.015%；冶炼温度1630～1650℃，熔炼时间为2～4小时，冶炼炉工作压力为0.80～0.85MPa。

进一步地，所述步骤S3中连铸钢液温度为15～30℃，连铸工序中，二次冷却采用强冷却方式。

进一步地，所述步骤S5中初热轧温度为1000℃～1200℃，时间为1～2h，精细热轧温度为600℃～800℃，时间为0.5～1h。

进一步地，所述步骤S4退火处理温度为500～650℃，然后空气冷却至室温，退火时间1小时。

高强度高韧性合金钢中各重量百分比的化学成分作用：

碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。