一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法技术

本发明专利技术公开了一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法，具体是采用顶底复吹转炉冶炼，铝铁、硅锰合金、硅铁、高碳铬铁等进行脱氧合金化；LF精炼，全程保护浇注，合格的连铸坯下线后要合理存放，避免过快冷却造成铸坯裂纹；在对合金结构钢40Cr宽薄板坯进行分切时，先对切割线表面进行预加热，采用50~80mm/min的低速切割速度，同时保证切割支架平直，确保每个分切后的小坯料支撑点受力均匀。分切后的小板坯在切割后4小时内装入加热炉进行加热，预热段和加热段采用速度5~15℃/min的加热方式，之后在中厚板轧机上采用“先横轧、再纵轧”的方式，可以有效避免高碳高铬合金钢因局部受热不均而出现分切裂纹的缺陷，方便生产多种厚度、多种宽度尺寸的合金结构钢。多种宽度尺寸的合金结构钢。

【技术实现步骤摘要】
一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法


[0001]本专利技术涉及高碳高铬（Cr）合金钢板生产
，主要涉及一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法。

技术介绍

[0002]40Cr高碳合金钢是GB/T3077-1999《合金结构钢》标准中的一种，其用途十分广泛，线材和棒材的40Cr主要应用于制作蜗杆、主轴、曲轴、连杆、螺钉、螺帽等零部件，板材40Cr主要用于制作齿轮、刹车片等零部件。
[0003]用户在采购40Cr钢板时，都有数量少、规格多的特点，所以中厚板生产厂很难用一种固定宽度尺寸的连铸板坯来完成订单。需要用一种宽度的连铸板坯，根据订单尺寸需要对该板坯进行横、纵向切割后，再进行轧制来完成所有订单，这样就可减少连铸工序进行多种断面连铸板坯的生产次数，降低生产成本。合金结构钢40Cr在高温连铸板坯切割时，不易出现切割裂纹，但冷却之后的板坯因切割工艺和切割后存放条件不合理，易出现切割小裂纹，且在后续坯料加热过程中使切割边小裂纹进一步扩展，再经过“横向—纵向”轧制工艺之后，成品钢板边部（板坯切割边）出现断续、较大的V形缺口，最终导致无法满足用户对钢板尺寸的要求。为此，制定一种有效的40Cr冷板坯分切和存放生产工艺，避免冷板坯切割裂纹，确保产品质量稳定，及时有效完成订单要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法，利用该方法可实现用一种宽度的连铸板坯、冷却后进行分切、可生产多种规格范围的40Cr合金结构钢板，满足用户小批量、多规格的订单要求，该方法成本低、过程简单，并适应于小订单、多规格中厚板的生产。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法，包括以下步骤：步骤一，炼钢，采用氧气顶底复吹转炉冶炼成钢水，采用铝铁、硅锰合金、硅铁、高碳铬铁进行脱氧合金化；LF精炼过程控制钢包底吹流量（300~500NL/min），保持软搅拌；加入改质剂、石灰等造白渣，脱除钢中S，同时加入钙铁线进行硫化物夹杂变性；并保持精炼完成后软搅拌时间≥8min，提高钢水的洁净度，40Cr的化学成分符合GB/T3077-2015表1的规定；步骤二，连铸，采用全程保护浇注，防止钢水的二次污染，提高铸坯质量，连铸过程在宽薄板坯连铸机上进行，连铸坯厚度为150mm，连铸板坯最大宽度为3250mm，最大长度为18000mm；步骤三，板坯存放，将从连铸工序生产的40Cr板坯150mm
×
1800~3000mm
×
8000~18000m避开板坯库的门、窗等通风口位置堆垛存放，确保板坯缓慢冷却，防止40Cr连铸板坯在快速冷却时因产生较大的内应力使铸坯边部开裂；不需要分切的板坯，缓冷之后直接送入加热
炉加热后进行轧制即可；步骤四，连铸冷板坯分切准备，将冷却后的40Cr板坯吊运到板坯切割区域，要求切割支架平直，确保分切后的每个小坯料支撑点受力均匀，避免切割过程中板坯因局部受力过大而导致应力集中。根据订单对坯料尺寸的要求，在板坯上确定分切线，沿40Cr板坯宽度方向自动或人工切割，或先沿40Cr板坯长度方向从中间纵切、再沿40Cr板坯宽度方向横切；步骤五，连铸冷板坯分切，因合金结构钢40Cr的含碳量高、含Cr量高，导热系数低，易出现切割裂纹，故切割前先对切割线表面进行预加热，人工利用切割枪的高温火焰对切割线进行来回移动，将板坯切割线范围预加热到50℃~150℃。切割气体为乙炔+氧气（乙炔燃烧提供热量将板坯融化，氧气与金属发生反应生产氧化物，便于板坯分离），切割速度为50~80mm/min；步骤六，分切板坯存放及入炉时间，分切后的40Cr小块板坯要尽快运输到加热炉板坯存放区，码垛存放，避开板坯库的门、窗等通风口位置，要求在分切后≤4小时内装入加热炉进行加热；步骤七，分切板坯加热及轧制，分切后的40Cr板坯装入加热炉，在预热段和加热段采用缓慢加热方式，加热速度为5~15℃/min，总在炉时间为180~240min，板坯出炉温度为1230℃
±
20℃，确保合金元素充分固溶，同时防止由于40Cr合金含量高、传热能力弱，在板坯加热时，容易产生较大的热应力而开裂；加热后的小板坯在中厚板轧机采用“先横向，后纵向”轧制模式进行轧制，之后进行钢板精整处理即可。
[0006]作为优选，所述步骤三中，避开板坯库的门、窗等通风口位置堆垛存放，确保板坯缓慢冷却，防止40Cr连铸板坯在快速冷却时因产生较大的内应力使铸坯边部开裂。
[0007]作为优选，所述步骤四中，合金结构钢40Cr宽薄板坯在分切时，切割支架平直，确保对每个分切后的小坯料支撑点受力均匀。
[0008]作为优选，所述步骤五中，在对合金结构钢40Cr宽薄板坯切割前，先对切割线表面进行预加热到50℃~150℃，避免因局部受热不均而出现分切裂纹，切割速度为50~80mm/min。
[0009]作为优选，所述步骤六中，分切后的合金结构钢40Cr小板坯要在≤4小时内装入加热炉进行加热。
[0010]作为优选，所述步骤七中，小板坯在加热过程中，预热段和加热段采用缓慢加热方式，加热速度≤5~15℃/min。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、上述技术方案中，钢的冶炼使用顶底复吹转炉，采用铁、硅锰合金、硅铁、高碳铬铁等进行脱氧合金化，LF精炼处理、并加入改质剂、石灰等造白渣脱硫，保证了成分的精确控制和极低的杂质元素P、S含量。
[0012]2、上述技术方案中，连铸过程采用全程保护浇注，保证了良好的钢水洁净度、铸坯质量以及最终钢材性能。
[0013]3、上述技术方案中，生产工序简单，易于操作和控制，即采用一种规格的薄板连铸坯，可满足多种轧机生产多种规格的钢板，生产成本较低。
[0014]4、本专利技术已经在2800mm中厚板轧机上进行了实践，效果显著，满足了用户用一种固定宽度尺寸的连铸板坯，生产小批量、多厚度和宽度尺寸要求的合金结构钢40Cr钢板，经
济效益明显。
具体实施方式
[0015]以本公司第二炼轧厂生产铸坯在3500mm炉卷轧机或在第一炼轧厂2800mm中厚板轧机轧制采用本专利技术生产40Cr热轧钢板的实践为例，进一步说明本专利技术。
[0016]实施例1生产工艺包括以下工序：本公司第二炼轧厂150t顶底复吹转炉冶炼、150tLF炉精炼、150mm
×
1800~3250mm薄宽板坯连铸、铸坯缓冷、第二炼轧厂3500mm炉卷轧机板坯加热及轧制；或对冷铸坯分切到第一炼轧厂2800mm中厚板轧机板坯加热及轧制。
[0017]合金结构钢40Cr由以下组分组成（wt%，熔炼分析）为：C：0.41，Si：0.29，Mn：0.75，P：0.015，S：≤0.004，Cr：0.98，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0018]1）炼钢，采用氧气顶底复吹转炉冶炼成钢水，采用铝铁、硅锰合金、硅铁、高碳铬铁等进行脱氧合金化。LF精炼过程控制钢包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有效防止40Cr冷薄板坯分切裂纹产生的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，炼钢，采用氧气顶底复吹转炉冶炼成钢水，采用铝铁、硅锰合金、硅铁、高碳铬铁进行脱氧合金化；LF精炼过程控制钢包底吹流量，保持软搅拌；加入改质剂、石灰造白渣，脱除钢中S，同时加入钙铁线进行硫化物夹杂变性；并保持精炼完成后软搅拌时间≥8min，提高钢水的洁净度；步骤二，连铸，采用全程保护浇注，防止钢水的二次污染，提高铸坯质量，连铸过程在宽薄板坯连铸机上进行，连铸坯厚度为150mm，连铸板坯最大宽度为3250mm，最大长度为18000mm；步骤三，板坯存放，将从连铸工序生产的40Cr板坯150mm
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1800~3000mm
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8000~18000m避开板坯库的门、窗等通风口位置堆垛存放；不需要分切的板坯，缓冷之后直接送入加热炉加热后进行轧制即可；步骤四，连铸冷板坯分切准备，将冷却后的40Cr板坯吊运到板坯切割区域，要求切割支架平直，确保分切后的每个小坯料支撑点受力均匀；步骤五，连铸冷板坯分切，因合金结构钢40Cr的含碳量高、含Cr量高，导热系数低，易出现切割裂纹，故切割前先对切割线表面进行预加热，人工利用切割枪的高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐筱芗，韦弦，段贵生，黄重，武郁璞，厚健龙，高新军，向华，王向松，成晓举，于永业，李堃，刘伟云，戚新军，陈栋，陈丛虎，
申请(专利权)人：安阳钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：