本发明专利技术公开了一种高品质薄规格热轧合金工具钢及其CSP生产工艺，该合金工具钢的化学成分为：C：0.85～0.95％，Si：1.25～1.45％，Mn：0.4～0.55％，Cr：1.05～1.15％，Als：0.015～0.035％，P：0～0.015％，S：0～0.005％，N：0～0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。该CSP生产工艺包括如下步骤：1)进行转炉冶炼；2)冶炼后钢水进行炉外精炼，随后在CSP连铸机浇铸成坯，在连铸头坯两侧剪切位置采用煤氧枪进行炙烤升温，预防摆剪剪刃损毁；3)浇铸后板坯进入均热炉进行均热；4)板坯出炉经高压水除鳞后进行七道次精轧；5)经层流冷却后进行卷取；6)堆放冷却待用。该高品质薄规格热轧合金工具钢碳含量大于0.85％，最薄厚度为1.5mm，产品表面质量良好，力学性能满足要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种合金工具钢，特别是指一种高品质薄规格热轧合金工具钢及其CSP生产工艺。
技术介绍
高品质合金工具钢碳含量一般在0.50％以上，且含有较多的Si、Cr等合金元素，主要用于汽车板簧、刹车片等汽车零部件和精密工具的生产。随着国内高端装备和制造业的发展，国内对高碳合金工具用钢的需求越来越大，目前国内年需求约为30～50万吨。相对于普通高碳钢，合金工具钢由于碳含量和合金含量更高，且质量要求更高，因此生产控制难度更大。目前，国内外高品质合金工具钢的生产，主要采用窄带流程和常规热连轧流程生产，窄带流程包括德国蒂森哈根热轧窄带厂，以及瑞典、奥地利等国的钢铁公司，常规热连轧流程包括德国蒂森克虏伯、韩国浦项、日本JFE等。采用窄带流程生产时，由于模铸冷却速度慢且铸坯厚，因此铸坯偏析严重，加热时间长，产品脱碳严重，而窄带钢在层流控制冷却等方面控制较弱，产品组织性能存在波动较大等问题。常规热连轧流程也存在铸坯偏析突出、脱碳超标等问题，并且生产过程事故率高，且生产2.0mm以下的薄规格产品存在较大困难。规格合金工具钢适用于刃具、圆盘刀具等精密工具的生产。此类钢种的碳含量(≥0.80％)，合金元素含量较高，铸坯裂纹、偏析问题突出，在生产中为降低轧制力，常采用高温加热，表面氧化铁皮不易控制并且卷取过程中容易产生扁卷。此外，薄规格合金工具钢轧制过程中由于轧制力大，发生废钢、断浇生产事故的风险较高，严重影响生产稳定及质量控制。随着市场对薄规格产品需求的增加，以及薄板坯连铸连轧技术的进步和发展，采用薄板坯连铸连轧技术生产的合金工具钢产品具有夹杂物细小、偏析轻、脱碳层浅、组织性能均匀、板形良好、规格薄等优点，因此目前越来越多的高品质合金工具钢在短流程产线上生产。CSP生产工艺是薄板坯连铸连轧技术之一，是当今冶金界的一项前沿技术，具有流程紧凑、投资少、能耗低等优势。目前如珠钢CSP产线、涟钢CSP、唐钢FTSR等国内短流程产线已开发了含碳量低于0.90％的高碳钢。但目前主要开发的产品其合金含量少，主要集中在碳素工具钢上，而且厚度基本在2.5mm以上，因此，薄板坯连铸连轧产线开发的现有产品还远远不能满足市场需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳含量较高、厚度最低可达1.5mm的高品质薄规格热轧合金工具钢及其CSP生产工艺。为实现上述目的，本专利技术所提供的高品质薄规格热轧合金工具钢，由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.85～0.95％，Si：1.25～1.45％，Mn：0.4～0.55％，Cr：1.05～1.15％，Als(酸溶铝)：0.015～0.035％，P：0～0.015％，S：0～0.005％，N：0～0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。优选地，该高品质薄规格热轧合金工具钢由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.85～0.9299％，Si：1.25～1.268％，Mn：0.4～0.4395％，Cr：1.05～1.088％，Als：0.015～0.0205％，P：0～0.014％，S：0～0.0035％，N：0～0.0042％，其余为Fe及不可避免的杂质。优选地，该高品质薄规格热轧合金工具钢由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.9336％～0.95％，Si：1.3493％～1.45％，Mn：0.4721％～0.55％，Cr：1.122％～1.15％，Als：0.0209％～0.035％，P：0.0145％～0.015％，S：0.0037％～0.005％，N：0.0043～0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。优选地，该高品质薄规格热轧合金工具钢由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.9299％～0.9336％，Si：1.268％～1.3493％，Mn：0.4395％～0.4721％，Cr：1.088％～1.122％，Als：0.0205％～0.0209％，P：0.014％～0.0145％，S：0.0035％～0.0037％，N：0.0042～0.0043％，其余为Fe及不可避免的杂质。优选地，该高品质薄规格热轧合金工具钢的屈服强度为720～830MPa；抗拉强度为1220～1350MPa；延伸率≥7％；表面硬度/HV为200～280。优选地，该高品质薄规格热轧合金工具钢的厚度为1.5mm～5.5mm。本专利技术同时提供了前述高品质薄规格热轧合金工具钢的CSP生产工艺，包括如下步骤：1)进行转炉冶炼，冶炼后出钢P≤0.008％；2)冶炼后钢水进行炉外精炼，随后在CSP连铸机浇铸成坯，在连铸头坯两侧剪切位置采用煤氧枪进行炙烤升温，预防摆剪剪刃损毁；采用液芯压下工艺，开浇连铸坯厚度为70mm，经液芯压下至60mm(此类钢种铸坯厚度很难确定，液芯压下难度很大，压下量过大容易导致滞坯或断浇生产事故；压下量过小无法满足薄规格的轧制要求)，拉速控制在3.7～4.0m/min；浇铸过程中，控制中间包钢水量不低于25吨，控制二冷水量(是二次冷却用水，即当铸坯离开一冷(结晶器冷却)后，虽然形成了一定厚度的坯壳，但任然需要二冷水的继续冷却使其坯壳继续加厚)使板坯入均热炉目标温度在870～890℃；3)浇铸后板坯进入均热炉进行均热，控制板坯出炉温度为1230～1250℃，均热时间为25～50min；同时，投用在线炉辊清理程序；CSP工艺均热炉采用的炉辊清理技术，利用板坯与辊环之间的摩擦，去除粘结在辊环表面的氧化铁皮，炉辊清理功能分为在线炉辊清理和离线炉辊清理两类，其中，在线炉辊清理即在生产过程中对每块板坯选择清理功能，利用部分炉辊转动的速度差减小板坯下表面氧化铁皮在辊环表面的粘附能力；4)板坯出炉经高压水除鳞后进行七道次精轧，控制终轧温度为900～940℃；5)经层流冷却后进行卷取，层流冷却的方式为前段快冷，控制卷取温度为680～730℃；为防止扁卷适当加大带钢单位张力，控制带钢单位张力为55～62.5N/mm2，为防止尾部错边，降低了卷起张力分配，张力分配≤40％；6)堆放冷却待用。优选地，步骤3)中，均热时，各段空气过剩系数在1.3～1.45之间，具体为加热段采用还原性气氛减少氧化铁皮产生，均热段采用弱氧化性气氛使得氧化铁皮疏松，除鳞过程氧化铁皮易于去除。优选地，步骤5)中，前段快冷的冷却速度为20～30℃/s。优选地，步骤4)中，进行七道次精轧时，控制F1机架和F2机架的压下率为：F1≥50％，F2≥50％；控制精轧后的带钢凸度C40≤60μm。优选地，步骤6)中，采用热卷集中堆放冷却48小时以上，冷却后待用。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术所提供的高品质薄规格热轧合金工具钢碳含量大于0.85％，最薄厚度为1.5mm，产品表面质量良好，力学性能满足要求；2)本专利技术CSP工艺采取在连铸头坯两侧剪切位置进行炙烤升温的措施，预防摆剪剪刃损毁，解决了合金工具钢由于碳含量和合金含量高，连铸头坯温度低，导致强度高摆剪剪切困难的问题，确保了重大设备的安全。3)该工艺发挥薄板坯连铸连轧短流程工艺的优势，通过连铸工艺参数优化改善了铸坯质量，避免了裂纹、破边等缺陷的产生，通过加热工艺及负荷分配优化确保薄规格合金工具钢轧制稳定性，表面氧化铁皮控制良好。4)该工艺生产过程控制稳定，不易发生废钢、断浇等生产事故，解决了制约CSP产本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高品质薄规格热轧合金工具钢，其特征在于：由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.85～0.95％，Si：1.25～1.45％，Mn：0.4～0.55％，Cr：1.05～1.15％，Als：0.015～0.035％，P：0～0.015％，S：0～0.005％，N：0～0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种高品质薄规格热轧合金工具钢，其特征在于：由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.85～0.95％，Si：1.25～1.45％，Mn：0.4～0.55％，Cr：1.05～1.15％，Als：0.015～0.035％，P：0～0.015％，S：0～0.005％，N：0～0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高品质薄规格热轧合金工具钢，其特征在于：由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.85～0.9299％，Si：1.25～1.268％，Mn：0.4～0.4395％，Cr：1.05～1.088％，Als：0.015～0.0205％，P：0～0.014％，S：0～0.0035％，N：0～0.0042％，其余为Fe及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的高品质薄规格热轧合金工具钢，其特征在于：由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.9336％～0.95％，Si：1.3493％～1.45％，Mn：0.4721％～0.55％，Cr：1.122％～1.15％，Als：0.0209％～0.035％，P：0.0145％～0.015％，S：0.0037％～0.005％，N：0.0043～0.006％，其余为Fe及不可避免的杂质。4.根据权利要求1所述的高品质薄规格热轧合金工具钢，其特征在于：由以下重量百分比的化学成分构成：C：0.9299％～0.9336％，Si：1.268％～1.3493％，Mn：0.4395％～0.4721％，Cr：1.088％～1.122％，Als：0.0205％～0.0209％，P：0.014％～0.0145％，S：0.0035％～0.0037％，N：0.0042～0.0043％，其余为Fe及不可避免的杂质。5.根据权利要求1～4中任一项所述的高品质薄规格热轧合金工具钢，其特征在于：该高品质薄规格热轧合金工具钢的屈服强度为720～830MPa；抗拉强度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成，杜秀峰，丁茹，王春锋，郑海涛，谭佳梅，叶飞，李国全，甘晓龙，汪水泽，
申请(专利权)人：武汉钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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