微合金化高碳钢及其应用制造技术

一种微合金化高碳钢，其特征在于该高碳钢由下述重量百分含量的元素构成：　　　　碳０．６０％－０．７８％　　硅０．１５％－０．５５％　　　　锰０．３０％－０．９０％　　铌０．０１－０．１％　　　　磷０－０．０４５％　　硫０－０．０４５％　　　　铝０－０．０２０％，其余量为铁。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新钢铁产品及其应用，尤其是一种铌微合金化高碳钢及其应用。
技术介绍
高碳硬线的微合金化是指在钢中添加少量合金元素如铬、钒等，以提高其奥氏体稳定化程度，提高线材冷却时的淬透性，确保充分的索氏体化，使线材的组织均匀、强度增加。目前国内外对于高碳硬线的微合金化技术的不足在于高碳硬线的微合金化主要用于钢绞线用大规格高碳硬线(如钢号82B)的生产中；采用添加微合金元素铬、钒或稀土时，生产中存在着钢水连浇性差(如添加微量铬或稀土时)以及成分波动不易控制(如添加微量钒时)等缺点。对于高强度钢丝绳或钢绞线制造等用途的小规格高碳硬线(如钢号72A、70#)，目前未见生产中采用微合金化处理的报道，为提高此类高碳硬线及其钢丝制品的强度和综合性能，本专利技术提供了一种用于小规格高碳硬线的微合金化处理技术，采用铌微合金化技术后使其强度和综合性能大大提高，满足了制造重要用途高强度钢丝绳或钢绞线的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种微合金化高碳钢，该高碳钢中加入微量铌元素，可使其A→P(奥氏体→珠光体)转变开始温度提高、区间扩大、可有效抑制加热过程中奥氏体晶粒的长大，晶界面积增大，形核点增多，索氏体化率更高；同时，铌的加入减缓了铁、碳原子的扩散，使珠光体的片层间距减小，尺寸减小，有利于保证炼制的高碳钢成品的韧性和塑性。本专利技术的另一目的是为了提供一种微合金化高碳钢的应用。本专利技术的目的可通过如下措施来实现一种微合金化高碳钢由下述重量百分含量的元素构成碳0.60％-0.78％硅0.15％-0.55％ 锰0.30％-0.90％铌0.01-0.1％磷0-0.045％硫0-0.045％铝0-0.020％，其余量为铁和其他不可避免的杂质。上述高碳钢的制备工艺流程为转炉(电炉)→钢包精炼炉→方坯连铸→加热炉→控轧控冷得到高碳钢硬线盘条。本专利技术的另一目的可通过如下措施来实现一种微合金化高碳钢的应用是将其用于制造重要用途高强度钢丝绳或钢绞线的铌微合金化高碳钢硬线盘条。本专利技术相比现有技术具有如下优点本专利技术是在高碳钢原料中加入微量合金元素铌，从而可使A→P(奥氏体→珠光体)转变开始温度提高，区间扩大，相变前奥氏体晶粒细小，晶界面积增大，形核点增多，索氏体化率更高；同时，铌的加入减缓了铁、碳原子的扩散，使珠光体的片层间距减小，尺寸减小，有利于保证成品的韧性和塑性。另外轧后控冷冷速保证在10℃-30℃之间，有效抑制了先共析铁素体的析出，细化了珠光体晶粒，减小了珠光体片层间距，提高了索氏体化率，使最终盘条的成品性能满足了制造钢丝绳或钢绞线用钢的要求。具体的实施方式本专利技术还将结合实施例作进一步详述实施例1炉号为33/4531铁水55吨和废钢5吨加入转炉，经转炉31分钟冶炼，终点成分(重量百分含量)为碳(0.62％)、锰(0.46％)、磷(0.012％)、硫(0.013％)，出钢温度1605℃，出钢量55吨，出钢时配加合金为硅铁130Kg、硅锰100Kg、铝锰铁50Kg、铌铁40Kg，得到钢中最终成分(重量百分含量)为碳(0.71％)、硅(0.24％)、锰(0.64％)、磷(0.019％)、硫(0.012％)、铌(0.029％)、铝(0.011％)；钢水吊至钢包精炼炉(LF)经过31分钟精炼，加入精炼渣600Kg、埋弧渣100Kg，出LF炉温度1545℃；钢水注流保护浇注，中包温度1494-1501℃，拉速1.7-1.8m/min，拉出规格为150×150mm2连铸方坯；铸坯加热温度1140-1160℃，经6架粗轧机组、8架中轧机组、4架预精轧机组、8架精轧机、4架定减径机组轧制成形，吐丝温度908℃，成品为φ6.5mm微合金高碳硬线盘条。实施例2炉号为33/4536铁水53吨和废钢5吨加入转炉，经转炉30分钟冶炼，终点成分(重量百分含量)为碳(0.61％)、锰(0.52％)、磷(0.011％)、硫(0.011％)，出钢温度1585℃，出钢量55吨，出钢时配加合金为硅铁150Kg、硅锰100Kg、铝锰铁50Kg、铌铁40Kg，得到钢中最终成分(重量百分含量)为碳(0.72％)、硅(0.26％)、锰(0.60％)、磷(0.011％)、硫(0.010％)、铌(0.031％)、铝(0.014％)；钢水吊至钢包精炼炉(LF)经过30分钟精炼，加入精炼渣600Kg、埋弧渣100Kg，出LF炉温度1555℃；钢水注流保护浇注，中包温度1501-1509℃，拉速1.7-1.8m/min，拉出规格为150×150mm2连铸方坯；铸坯加热温度1140-1150℃，经6架粗轧机组、8架中轧机组、4架预精轧机组、8架精轧机、4架定减径机组轧制成形，吐丝温度910℃，成品为φ6.5mm微合金高碳硬线盘条。实施例3炉号为33/4546铁水54吨和废钢4吨加入转炉，经转炉29分钟冶炼，终点成分(重量百分含量)为碳(0.60％)、锰(0.43％)、磷(0.012％)、硫(0.013％)，出钢温度1602℃，出钢量55吨，出钢时配加合金为硅铁140Kg、硅锰40Kg、铝锰铁50Kg、铌铁40Kg，得到钢中最终成分(重量百分含量)为碳(0.71％)、硅(0.29％)、锰(0.61％)、磷(0.010％)、硫(0.010％)、铌(0.030％)、铝(0.013％)；；钢水吊至钢包精炼炉(LF)经过30分钟精炼，加入精炼渣600Kg、埋弧渣100Kg，出LF炉温度1565℃；钢水注流保护浇注，中包温度1508-1515℃，拉速1.6-1.7m/min，拉出规格为150×150mm2连铸方坯；铸坯加热温度1148-1160℃，经6架粗轧机组、8架中轧机组、4架预精轧机组、8架精轧机、4架定减径机组轧制成形，吐丝温度904℃，成品为φ6.5mm微合金高碳硬线盘条。实施例4炉号为22/12771铁水54吨和废钢4吨加入转炉，经转炉31分钟冶炼，终点成分(重量百分含量)为碳(0.48％)、锰(0.33％)、磷(0.014％)、硫(0.017％)，出钢温度1613℃，出钢量55吨，出钢时配加合金为硅铁140Kg、硅锰100Kg、铝锰铁50Kg、铌铁40Kg，得到钢中最终成分(重量百分含量)为碳(0.69％)、硅(0.27％)、锰(0.60％)、磷(0.014％)、硫(0.013％)、铌(0.032％)、铝(0.015％)；钢水吊至钢包精炼炉(LF)经过31分钟精炼，加入精炼渣600Kg、埋弧渣100Kg，出LF炉温度1565℃；钢水注流保护浇注，中包温度1520-1526℃，拉速1.6-1.7m/min，拉出规格为150×150mm2连铸方坯；铸坯加热温度1140-1150℃，经6架粗轧机组、8架中轧机组、4架预精轧机组、8架精轧机、4架定减径机组轧制成形，吐丝温度897℃，成品为φ5.5mm微合金高碳硬线盘条。实施例5炉号为33/4599铁水55吨和废钢4吨加入转炉，经转炉30分钟冶炼，终点成分(重量百分含量)为碳(0.69％)、锰(0.43％)、磷(0.011％)、硫(0.010％)，出钢温度1580℃，出钢量55吨，出钢时配加合金为硅铁150Kg、铝锰铁50Kg、铌铁40Kg，得到钢中最终成分(重量百分含量)为碳(0.73％)、硅(0.23％)、锰(0.61％)、磷(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：虞海燕，顾克井，张长平，王酒生，
申请(专利权)人：酒泉钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：