宣鋼ML40Cr熱軋盤條的研發(fā)與運(yùn)用

摘 要：介紹宣鋼采用“頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→LF爐精煉→小方坯連鑄→高線軋制”工藝路線，嚴(yán)格控制煉鋼、精煉、連鑄、軋鋼等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，研發(fā)出ML40Cr熱軋盤條。檢驗(yàn)結(jié)果證明，ML40Cr熱軋盤條的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能等各項(xiàng)指標(biāo)均可滿足GB/T6478-2001的標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞： ML40Cr；熱軋盤條；工藝控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.189

1 引言

ML40Cr盤條屬于冷鐓鋼成型用鋼，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 6478-2001。通常在室溫下采用一次或多次沖擊成型，廣泛用于生產(chǎn)螺釘，銷釘，螺母等標(biāo)準(zhǔn)件[1]；冷鐓工藝可節(jié)省原料，降低成本，擁有比較不錯(cuò)的市場(chǎng)前景。結(jié)合宣鋼自身生產(chǎn)裝備情況，采用轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄、高線軋制的生產(chǎn)工藝路線，研發(fā)出ML40Cr盤條產(chǎn)品。

2 研制開發(fā)

2.1 工藝流程設(shè)計(jì)

宣鋼結(jié)合現(xiàn)有工藝裝備情況，采用以下工藝流程進(jìn)行ML40Cr盤條的開發(fā)試驗(yàn)，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→LF爐精煉→150mm×150mm方坯連鑄→高線軋制。

2.2 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

通過GB/T6478-2001標(biāo)準(zhǔn)成分要求可以看出，ML40Cr的Cr含量較高，在軋制過程中容易產(chǎn)生馬氏體和貝氏體異常組織，造成強(qiáng)度（Rm）偏高，塑性（A、Z）偏低的現(xiàn)象；為保證盤條的力學(xué)性能，根據(jù)盤條產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度、韌性、塑性等方面的要求，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和生產(chǎn)成本，設(shè)計(jì)該鋼種化學(xué)成分見表1。

2.3 工藝控制

2.3.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝

（1）入爐鐵水的化學(xué)成分要求：Si≤0.85%、P≤0.10%、S≤0.020%，同時(shí)要求穩(wěn)定無較大波動(dòng)，廢鋼要求凈潔、干燥。

（2）轉(zhuǎn)爐底吹攪拌采用氮?dú)迩袚Q、進(jìn)行雙渣操作，有效的降低鋼水的S、P含量。終點(diǎn)控制：ω[C]≥0.20%，ω[P]≤0.015%，ω[S]≤0.010%，出鋼溫度1650-1680℃。脫氧合金化使用鋁錳鈦，其用量3.0～4.0kg/t。

（3）脫氧合金化使用鋁錳鈦，其用量3.0～4.0kg/t，根據(jù)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分加入硅錳合金及高碳鉻鐵調(diào)整化學(xué)成分。

2.3.2 精煉工序

精煉加入白灰、螢石、鋁釩土等進(jìn)行造渣操作，其中白渣保持時(shí)間15min以上；終渣堿度保持在4.0～5.0之間，改善精煉渣流動(dòng)性，提高吸附鋼種夾雜物能力[2]。采用純鈣線變性處理，保證生成低熔點(diǎn)液態(tài)夾雜物充分上浮排除，提高鋼水純凈度。

2.3.3 方坯連鑄工藝

連鑄工序保證鑄坯質(zhì)量，重點(diǎn)控制鑄坯表面缺陷和夾雜物。采用全程保護(hù)澆鑄，大包長(zhǎng)水口采用氬封裝置；中間包使用覆蓋劑+碳化稻殼雙層保溫，鋼水過熱度控制在30℃以內(nèi)，使用結(jié)晶器電磁攪拌，實(shí)行恒速拉鋼制度，拉速波動(dòng)控制在±0.1m/min.鑄坯采用弱冷，保證鑄坯冷卻均勻。

2.3.4 加熱工藝

結(jié)合宣鋼二高線加熱爐的爐形結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)制定鋼坯加熱制度，其中溫度范圍為加熱一段700～800℃，加熱二段1030～1180℃，均熱段1070～1170℃；為保證性能指標(biāo)波動(dòng)小，控制鋼坯溫差<50℃，總加熱時(shí)間控制在70～150 min。

2.3.5 軋制工藝

軋制工藝主要根據(jù)鋼種的化學(xué)成分、要求的金相組織和力學(xué)性能，制訂關(guān)鍵控制點(diǎn)；開軋溫度：960-1050℃，入精軋機(jī)溫度：880-900℃，吐絲溫度830-850℃，風(fēng)機(jī)全關(guān)；保溫罩1#開啟，其它2#-17#全部關(guān)閉。本批次生產(chǎn)的ML40Cr規(guī)格為Φ12mm，盤條尺寸偏差及表面質(zhì)量滿足質(zhì)量要求。

3 產(chǎn)品檢測(cè)

3.1 化學(xué)成分

本次共生產(chǎn)ML40Cr鋼400t，鑄坯熔煉成分全部在內(nèi)控范圍之內(nèi)，滿足GB/T 699-1999 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各成分的要求。

3.2 金相組織

盤條金相組織結(jié)構(gòu)直接決定著產(chǎn)品性能；ML40Cr盤條的金相檢測(cè)結(jié)果顯微組織為鐵素體+珠光體（F+P），分布均勻且無異常組織[3]，滿足工藝質(zhì)量要求。

3.3 盤條力學(xué)性能

ML40Cr盤條軋態(tài)力學(xué)性能檢測(cè)，其中屈服強(qiáng)度（Rel）500-535MPa，抗拉強(qiáng)度（Rm）730-764 MPa，面縮Z：51%-63%，伸長(zhǎng)率A： 22%-27%，從檢測(cè)數(shù)據(jù)看出盤條的抗拉強(qiáng)度、拉伸、面縮等各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足質(zhì)量要求，合格率100%。對(duì)盤條進(jìn)行1/3冷頂鍛試驗(yàn)，冷頂鍛未出現(xiàn)裂紋，全部合格。

4 結(jié)論

通過對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)工藝關(guān)鍵點(diǎn)的嚴(yán)格控制，經(jīng)檢驗(yàn)可知，ML40Cr盤條的化學(xué)成分、力學(xué)性能等各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB/T6478-2001的標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過對(duì)盤條產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)質(zhì)量跟蹤，客戶反饋良好，滿足市場(chǎng)需求；ML40Cr盤條的成功研發(fā)為宣鋼冷鐓鋼產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)份額做出了貢獻(xiàn)，為開發(fā)更高級(jí)別冷鐓鋼產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟林甫.40Cr 合金冷鐓鋼盤條工藝控制與質(zhì)量分析[J].金屬制品，2011（08）：66-69.

[2]張彥恒.高堿度精煉渣造渣工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].四川冶金，2011，30（06）：14-17.

[3]段貴生.SCM435合金冷鐓鋼盤條控軋控冷工藝[J].特殊鋼 ，2008，29（01）：45-47.

作者簡(jiǎn)介：張玉海（1975-），男，工程師，主要從事技術(shù)研究工作。