本发明专利技术涉及一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺。制备方法包括电炉冶炼工序、LF炉外精炼工序、方坯连铸工序和轧制工序步骤。合理设计化学成分，控制碳当量，添加Ti微合金强化，控制P、S含量≤0.015％，控制N含量≤70ppm，合理控制残余元素Cu、Nb等的含量，LF做好密封，合理控制软吹氩流量，防止钢水吸氮，强化铝脱氧、适当延长软吹氩时间，连铸采用全程保护浇铸，低拉速、低过热度，选用合适的保护渣，提高矫直温度，连铸坯入坑缓冷，轧制控制好出钢节奏，提高压缩比，选用合理的热处理工艺，采用本发明专利技术方法生产的船用锚链圆钢，工序简单、成本低廉、不需要进行真空处理，解决了目前生产的船用锚链圆钢存在的表面质量不好，裂纹出现比例高、质量不稳定等技术难题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金
，具体来说涉及一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺。
技术介绍
世界贸易的85％是通过船舶来进行运输的，而船用锚链是舰船和海洋工程中不可缺少的重要部件，是一种高强度、高技术含量的产品。目前，中国是全球最重要的船舶制造国家之一，出口船舶占全国造船总量的70％以上，随着海洋、河流航运及海上石油开采业的发展，锚链钢市场潜力较大，发展前景广阔。工业发达国家船用锚链钢大多使用抗拉强度为690MPa级的三级锚链用钢，由于三级锚链用钢广泛应用于大型船舶、石油平台的系泊定位，所处的环境条件恶劣，因此要求其具有足够的强度、韧性和良好的可焊性等性能。由于锚链用钢碳当量较高、锰含量高，其自由线收缩值比碳素钢大很多，导热系数小，为碳素钢的1/4～1/6，对裂纹非常敏感，若成份设计、残余元素含量及生产工艺参数等环节控制不当，非常容易产生裂纹，尤其是锚链在弯环时更容易产生纵向裂纹，严重影响了船舶安全，且用户经过下料、感应加热、弯环、焊接、去刺等工艺加工过程后，要求获得良好的焊缝质量、足够的强度、良好的表面质量等最终产品，因此，要求原材料具有完好的表面质量、高的低温韧性、均匀的组织，保证材料在制链过程中有稳定的锯切、预热、弯曲成型和焊接性能。若用户在使用过程中出现裂纹，整条锚链可能要做报废处理，会给锚链制造厂家带来沉重的经济负担，大大降低了企业的生产效率，若焊缝冲击值偏低，在海水腐蚀、高负荷条件下使用一段时间后，腐蚀、磨损现象严重，个别链环出现裂纹，同样会遭到客户的投诉，如何获得满足用户要求的各项性能及理想的表面质量，避免出现裂纹，是国内锚链钢相关生产厂家所面临的共同问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对以上技术难题，通过合理设计成份、合理设计工艺参数、控制残余元素含量和控制气体含量等手段，提供了一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺，工序简单、成本低廉、不需要进行真空处理，便可在满足用户各项性能要求的同时，有效保证对裂纹敏感性强的船用锚链圆钢的表面质量，避免产生裂纹，完全满足国内外船用锚链圆钢客户的需求。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺，包括电炉冶炼工序、LF精炼工序、方坯连铸工序和轧制工序，具体操作如下：(1)电炉冶炼采用优质铁水和清洁废钢，全程底吹氩，设计化学成分，控制碳当量，添加Ti微合金强化，控制P、S含量≤0.015％，控制残余元素Cu、Nb的含量，控制出钢终点情况，出钢过程采用挡渣操作，严禁下渣出钢，脱氧剂加入量为：碳化硅100kg，铝块加入量根据出钢碳加入；作为优选，步骤(1)所述优质铁水，要求[Si]：0.30～0.70％、[P]≤0.12％、[S]≤0.030％，温度T≥1300℃，所述控制残余元素Cu的含量≤0.15％、Nb的含量≤0.05％；磷是有害元素，容易在凝固的柱状晶界上发生严重的偏析，增大裂纹倾向，硫易形成热脆性共晶体，并在晶界处析出，极易在晶界处发生裂纹，因此，需要控制钢中的磷、硫含量；有资料表明，钢中残余元素铜含量＞0.15％时，会降低钢在热加工时的塑性，加速裂纹的产生和发展，Nb易在钢中形成Nb(C，N)，引起晶界脆化，使凝固以后的铸坯中形成裂纹；作为优选，步骤(1)所述控制出钢终点情况，出钢[C]：0.07～0.18％，出钢[P]≤0.012％，出钢温度：1625～1665℃；铝块加入量根据出钢碳加入，出钢碳＞0.12％加铝90kg，出钢碳＜0.08％加铝140kg，其它加铝120kg；根据出钢时钢水氧化程度不同加入不同的铝块进行预脱氧，可大大提高铝块的利用率，且避免了预脱氧不良或产生过多的夹杂物；作为优选，步骤(1)所述合理设计成分[C]：0.28～0.32％、[Mn]：1.45～1.60％、[Cr]：0.15～0.25％、[Al]：0.025～0.055％、[Ti]：0.010～0.025％；控制碳当量Ceq≤0.65；碳当量会增加裂纹的敏感性，通过钢中加入一定量的Cr，来提高大规格钢材的心部机械性能，加钛进行微合金化，可以使各项性能满足要求的同时，降低碳当量，同时，加钛可以固氮，防止钢材表面产生裂纹；(2)LF精炼炉密封良好，确保炉内还原性气氛，防止钢水裸露、吸氮；强化铝脱氧，送电5分钟后喂铝线调铝至0.040％～0.050％；前中期使用碳化硅、铝粒强化脱氧和脱硫操作，保证白渣时间≥25分钟；确保精炼渣的流动性，控制精炼渣碱度R≥3.5；吊包前3～5分钟加入钛铁0.60～0.65kg/t或喂入钛线1.5～1.6m/t，吊包前喂入纯钙线0.8～1.5m/t进行终脱氧和夹杂物变性，延长软吹氩时间，控制软吹氩流量，软吹后连浇炉次吊包温度：1555～1570℃，钛是极易氧化的元素，钛的加入时机直接影响钛的吸收率和在钢中的效果，并且在浇铸过程中含钛钢水易在水口结瘤，主要以凝固的钢为基体，富集大量含钛和铝的氧化物，因此，应控制合理的加钛量和加入时机，避免终点钢液过氧化。采用钙处理技术解决了铝高情况下的水口结瘤难题，降低了钢中夹杂物含量，提高钢的纯净度。同时将钢中MnS夹杂物转变成CaS，减少因MnS夹杂使钢材产生的各向异性。作为优选，步骤(2)中所述防止钢水裸露、吸氮，要求氮含量≤70ppm；作为优选，步骤(2)中所述延长软吹氩时间，软吹氩时间由15～20分钟优化为20～25分钟；所述软吹氩流量70～90NL/min；合金化后进行软吹氩处理，适当延长软吹时间，以实现有足够的镇静时间促进夹杂物上浮，降低钢中夹杂物含量，最终达到净化钢的目的；(3)连铸采用全程保护浇铸，中包采用整体水口，中包烘烤温度达1000℃以上；开浇前，中包先充氩，大包氩封好，再开浇，开浇后中包钢液面超过挡渣墙最上孔方可加中包覆盖剂，中包覆盖剂覆盖好后，方可停止中间包充氩；及时补加中包覆盖剂，严禁出现钢液裸露；保持中间包钢水在高液位浇注；保持结晶器钢液面稳定，波动幅度在±2.5mm范围内，采用自动浇注控制，防止因铸坯表面夹渣造成圆钢表面裂纹或翘皮、掉肉缺陷；采用低过热度、低拉速浇注，过热度控制在20～35℃，拉速0.85～0.95m/min，防止钢材产生缩孔和内裂缺陷；二冷采用弱冷配水模式，比水量为0.22L/Kg，用结晶器电磁搅拌，并使用结晶器保护渣，保护渣勤加、少加、保持黑面操作并及时捞渣和去除熔断的水口耐材；提高矫直温度，采用低过热度、低拉速浇铸、并及时捞渣工艺，为促进夹杂物在结晶器中上浮争取了更多的时间、增大夹杂物被保护渣吸附的概率，且及时捞去了保护渣渣条，避免因润滑不良引起的裂纹；步骤(3)中，所述结晶器保护渣为西宝专用锚链钢保护渣，其中碱度为R＝0.85～0.95，熔点1070～1100℃，粘度为0.45～0.55Pa.S/1300℃，C固为13.0～14.0％；每隔2小时测量一次液渣层厚度，确保液渣层深度为6～9mm；结晶器一冷水流量为111m3/h，确保一冷水温差7～8℃；中包水口直径Φ40mm，水口插入深度为90～110mm，结晶器电磁搅拌为180A/2Hz(提高结晶器电磁搅拌电流，可降低初生坯壳的厚度，降低振痕深度)；振动参数：振幅(mm)±2.5；频率(opm)130+60V(适当提高振动频率、降低负本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺包括电炉冶炼工序、LF炉外精炼工序、方坯连铸工序和轧制工序，具体操作如下：(1)电炉冶炼工序电炉冶炼原料采用优质铁水和清洁废钢，全程底吹氩，设计化学成分，控制碳当量，添加Ti微合金强化，控制P、S含量≤0.015％，控制残余元素Cu、Nb的含量，控制出钢终点情况，出钢过程采用挡渣操作，严禁下渣出钢，脱氧剂加入量为：碳化硅100kg，铝块加入量根据出钢碳加入；(2)LF精炼工序LF精炼炉密封良好，确保炉内还原性气氛，防止钢水裸露、吸氮；强化铝脱氧，送电5分钟后喂铝线调铝至0.040％～0.050％；前中期使用碳化硅、铝粒强化脱氧和脱硫，后期使用碳化硅进行钢渣界面脱氧，保证白渣时间≥25分钟；确保精炼渣的流动性，控制精炼渣碱度R≥3.5；吊包前3～5分钟加入钛铁0.60～0.65kg/t或喂入钛线1.5～1.6m/t，吊包前喂入纯钙线0.8～1.5m/t进行终脱氧和夹杂物变性，延长软吹氩时间，控制软吹氩流量，软吹后连浇炉次吊包温度：1555～1570℃；(3)方坯连铸工序连铸采用全程保护浇铸，中包采用整体水口，中包烘烤温度达1000℃以上；开浇前，中包先充氩，大包氩封好，再开浇，开浇后中包钢液面超过挡渣墙最上孔方可加中包覆盖剂，中包覆盖剂覆盖好后，方可停止中间包充氩；及时补加中包覆盖剂，严禁出现钢液裸露；保持中间包钢水在高液位浇注；保持结晶器钢液面稳定，波动幅度在±2.5mm范围内，采用自动浇注控制，防止因铸坯表面夹渣造成圆钢表面裂纹或翘皮、掉肉缺陷；采用低过热度、低拉速浇注，过热度控制在20～35℃，拉速0.85～0.95m/min，防止钢材产生缩孔和内裂缺陷；二冷采用弱冷配水模式，比水量为0.22L/Kg，用结晶器电磁搅拌，并使用结晶器保护渣，保护渣勤加、少加，保持黑面操作并及时捞渣和去除熔断的水口耐材；提高矫直温度；连铸坯采用过渡冷床高温出坯，“一”字型加盖入坑缓冷48小时后开盖，温度≤140℃转运，中包浇铸周期不大于15小时；在浇铸短暂中断时，将双浇坯吊出处理；中包停浇尾坯的处理，要确保铸坯无缺陷；中包低液位浇铸坯及其它异常浇铸坯，要单独剔出堆放；(4)轧制工序轧钢加强控轧控冷工艺控制，控制好出钢节奏，提高压缩比轧材，入坑缓冷，选用合理的热处理工艺。...
【技术特征摘要】
1.一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺包括电炉冶炼工序、LF炉外精炼工序、方坯连铸工序和轧制工序，具体操作如下：(1)电炉冶炼工序电炉冶炼原料采用优质铁水和清洁废钢，全程底吹氩，设计化学成分，控制碳当量，添加Ti微合金强化，控制P、S含量≤0.015％，控制残余元素Cu、Nb的含量，控制出钢终点情况，出钢过程采用挡渣操作，严禁下渣出钢，脱氧剂加入量为：碳化硅100kg，铝块加入量根据出钢碳加入；(2)LF精炼工序LF精炼炉密封良好，确保炉内还原性气氛，防止钢水裸露、吸氮；强化铝脱氧，送电5分钟后喂铝线调铝至0.040％～0.050％；前中期使用碳化硅、铝粒强化脱氧和脱硫，后期使用碳化硅进行钢渣界面脱氧，保证白渣时间≥25分钟；确保精炼渣的流动性，控制精炼渣碱度R≥3.5；吊包前3～5分钟加入钛铁0.60～0.65kg/t或喂入钛线1.5～1.6m/t，吊包前喂入纯钙线0.8～1.5m/t进行终脱氧和夹杂物变性，延长软吹氩时间，控制软吹氩流量，软吹后连浇炉次吊包温度：1555～1570℃；(3)方坯连铸工序连铸采用全程保护浇铸，中包采用整体水口，中包烘烤温度达1000℃以上；开浇前，中包先充氩，大包氩封好，再开浇，开浇后中包钢液面超过挡渣墙最上孔方可加中包覆盖剂，中包覆盖剂覆盖好后，方可停止中间包充氩；及时补加中包覆盖剂，严禁出现钢液裸露；保持中间包钢水在高液位浇注；保持结晶器钢液面稳定，波动幅度在±2.5mm范围内，采用自动浇注控制，防止因铸坯表面夹渣造成圆钢表面裂纹或翘皮、掉肉缺陷；采用低过热度、低拉速浇注，过热度控制在20～35℃，拉速0.85～0.95m/min，防止钢材产生缩孔和内裂缺陷；二冷采用弱冷配水模式，比水量为0.22L/Kg，用结晶器电磁搅拌，并使用结晶器保护渣，保护渣勤加、少加，保持黑面操作并及时捞渣和去除熔断的水口耐材；提高矫直温度；连铸坯采用过渡冷床高温出坯，“一”字型加盖入坑缓冷48小时后开盖，温度≤140℃转运，中包浇铸周期不大于15小时；在浇铸短暂中断时，将双浇坯吊出处理；中包停浇尾坯的处理，要确保铸坯无缺陷；中包低液位浇铸坯及其它异常浇铸坯，要单独剔出堆放；(4)轧制工序轧钢加强控轧控冷工艺控制，控制好出钢节奏，提高压缩比轧材，入坑缓冷，选用合理的热处理工艺。2.如权利要求1所述的一种有效避免船用锚链圆钢产生裂纹的生产工艺，其特征在于：步骤(1)中所述优质铁水，要求[Si]：0.30～0.70％、[P]≤0.12％、[S]≤0.030％，...
【专利技术属性】
技术研发人员：豆乃远，万文华，滕力宏，王日红，
申请(专利权)人：中天钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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