750MPa级盘螺及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202410126501.8 | 申请日 | 2024-01-30 | 公开(公告)号 | CN117966021A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司; 江苏沙钢集团有限公司; 江苏沙钢钢铁有限公司; | 发明人 | 杨晓伟; 陈焕德; 麻晗; 张宇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 揭示了一种750MPa级盘螺及其制备方法。盘螺的化学成分以 质量 百分比计包括：C0.15～0.23％、Si0.35～0.55％、Mn1.00～1.20％、V0.04～0.10％、Cr0.25～0.35％、Cu0.15～0.25％、Ti0.02～0.05％、P≤0.025％、S≤0.030％、N0.015～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，强度指数SI为0.55～0.8％， 碳 当量Ceq≤0.5，SI＝V+0.8Cr+1.5Ti+0.5Cu+10N，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。所述盘螺的 屈服强度 达到了750MPa级。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种750MPa级盘螺，其特征在于，所述盘螺的化学成分以质量百分比计包括：C 0.15～0.23％、Si 0.35～0.55％、Mn 1.00～1.20％、V 0.04～0.10％、Cr |
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| 说明书全文 | 750MPa级盘螺及其制备方法技术领域背景技术[0003] 螺纹钢筋包括直条钢筋和盘螺，在工程应用中，直条钢筋作为主筋，盘螺作为箍筋，两者搭配捆扎成钢筋笼，进一步通过浇筑形成钢筋混凝土结构。为了最大程度发挥钢混结构的使用效果并节约钢材，在设计过程中，需要匹配性能应相同或相近的主筋和箍筋。然而目前作为主筋的热轧直条钢筋的最高强度级别达到了750～800MPa，而作为箍筋的盘螺的强度上限还在700MPa级，无法匹配750～800MPa等级的直条钢筋。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种750MPa级盘螺及其制备方法。 [0005] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种750MPa级盘螺，所述盘螺的化学成分以质量百分比计包括：C 0.15～0.23％、Si 0.35～0.55％、Mn [0006] 1.00～1.20％、V 0.04～0.10％、Cr 0.25～0.35％、Cu 0.15～0.25％、Ti 0.02～0.05％、P≤0.025％、S≤0.030％、N 0.015～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，强度指数SI为0.55～0.8％，碳当量Ceq≤0.5，SI＝V+0.8Cr+1.5Ti+0.5Cu+10N，Ceq＝C+Mn/ 6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。 [0009] 为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种750MPa级盘螺的制备方法，包括： [0010] (1)电炉冶炼工序 [0011] 将废钢和脱硫铁水依次加入电炉，废钢占比≥85％，之后通电冶炼，控制电炉冶炼终点的钢水中C≤0.10％，P≤0.015％，出钢温度为1585～1615℃，出钢过程钢包全程底吹氩气，钢包底吹氩气流量为180～220L/min；出钢1/4后依次加入氮化硅铁、硅锰、锰铁、高碳铬铁、铜块及石灰进行脱氧合金化； [0012] (2)LF炉精炼工序 [0013] 钢水通过钢包运至LF炉之后，按照每吨钢水添加4.5～5.5kg的碱性造渣剂，之后软搅拌，软搅拌时间为10～15min，软搅拌期间吹氩流量为250～320L/min；之后按照每吨钢水添加0.55～0.75kg的V‑Ti合金块进行化学成分调整，期间吹氩流量为120～200L/min，出钢温度为1560～1585℃； [0014] (3)小方坯连铸工序 [0015] 将LF炉精炼工序所出钢水送至连铸机制备尺寸为150×150mm的小方坯； [0016] (4)加热工序 [0017] 对小方坯进行三段式加热，预热段温度为700℃，加热段温度≥900℃，均热段温度为1080～1130℃，加热总时间为60～80min，均热段时间≥40min，均热段的空燃比为0.9～1.0； [0019] 采用连续高线轧机将加热后的小方坯依次经过粗轧、中轧、预精轧和精轧轧制成盘螺，开轧温度为930～1010℃，精轧入口温度为900～980℃，精轧出口温度为860～900℃，吐丝温度为800～860℃； [0020] (6)冷却工序 [0021] 对盘螺进行三段式冷却；冷却一段采用风冷+气雾冷却，1～4#保温罩开启，辊道速度为1.2～1.5m/s，冷却速度≥25℃/s，冷却一段终点的盘螺温度为520～550℃；冷却二段采用空冷，5～10#保温罩关闭，辊道速度为0.85～1.15m/s，冷却二段终点的盘螺温度≤500℃；冷却三段采用风冷，11～14#保温罩开启，辊道速度为1.3～1.6m/s；冷却三段结束后集卷，集卷温度≤350℃。 [0022] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述LF炉精炼工序中，所述造渣剂的组分以质量百分比计包括：CaO 50～55％、CaF 30～35％、MgO 10～15％，其余为Fe2O3。 [0023] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述LF炉精炼工序中，所述合金块的成分以质量百分比计包括：V 65～70％、Ti 15～20％、N 10～15％，其余为Fe。 [0024] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述小方坯连铸工序中，控制中间包温度为1510～1550℃，连铸过程采用大包长水口及氩封、碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇铸，连铸拉速为2.8～3.5m/min。 [0025] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述加热工序中，在小方坯加热前先进行表面检查，之后将小方坯送入步进梁式加热炉进行三段式加热。 [0026] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述高线轧制工序中，所得盘螺的直径为6～10mm，连续高线轧机包括26台轧机，其包括1～6#粗轧机、7～12#中轧机、13～18#预精轧机和19～26#精轧机。 [0027] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述冷却工序中，在斯太尔摩冷却线上对盘螺进行三段式冷却；冷却一段中，控制该段辊道底部的1～3#风机的开度为100％，1～3#3 风机的风量均为30万m，并控制该段辊道侧部的1～8#气雾喷嘴的气雾流量5‑8L/min；冷却二段中，控制该段辊道的4～8#风机全部关闭；冷却三段中，控制该段辊道底部的9～10#风 3 机的开度为30％，11～13#风机全部关闭，9～13#风机的风量均为20万m。 [0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： [0029] (1)所述盘螺的化学成分设计中，基于各化学元素自身对钢材性能的影响，综合考虑不同合金元素之间的相互影响，采用V、Cr、Cu、Ti成分体系，并对各化学元素的种类、含量以及强度指数SI、碳当量Ceq进行了限定；并且，鉴于盘螺在制备过程中的轧制变形量大，V通过形变诱导机制，在轧制析出时，TiN的析出温度高，首先析出，之后在奥氏体和铁素体内部析出具有更低析出温度、尺寸更大的V(C,N)粒子，其以TiN为形核点，将TiN包裹在内，使析出相的分布更加弥散，单位体积内具有更多的析出相，因而具有显著的细晶和析出强化效果，此外，盘螺制备过程中不同的轧制工艺的影响，由于盘螺的轧制变形量大，形变诱导析出能力强，因此可以控制V少量添加即可；从而对各化学元素的种类、含量以及强度指数SI、碳当量Ceq进行了限定，既能保证盘螺具有足够的强度，降低了盘螺的焊接难度，避免焊接接头萌生微裂纹，使其具有优异的焊接性能，还减少了Cu对钢材带来的伤害，兼顾了塑性和生产成本。 [0030] (2)本发明一实施方式所提供的制备方法，基于盘螺化学成分设计方案，通过炼钢阶段、小方坯连铸工序、加热工序、高线轧制工序以及冷却工序中的具体设置，使得精炼工序具有高收得率和快生产节奏，通过对加热过程的温度和时间进行控制，保证了合金元素的有效固溶，为盘螺具有优异的强度和塑性奠定基础；通过四阶段轧制，对小方坯进行大变形量轧制，使得TiN先析出，之后在奥氏体和铁素体内部析出尺寸更大的V(C,N)粒子，其以TiN为形核点，将TiN包裹在内，使析出相的分布更加弥散，从而可以在降低V含量的情况下提高盘螺的强度；通过三段式冷却控制，对盘螺的相变过程和组织结构进行了调控，使得最终所得的盘螺的组织为铁素体+贝氏体+珠光体，其中铁素体的比例为22～30％，珠光体的比例小于1％，铁素体的尺寸为5.0～5.7μm。 [0031] (3)本发明的盘螺的屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥930MPa，断后伸长率A≥14％，最大力总伸长率Agt≥8％，强屈比Rm/Rel≥1.22，也即所得盘螺的屈服强度达到了 750MPa级。 具体实施方式[0032] 下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。 [0033] 本发明一实施方式提供了一种750MPa级盘螺，其化学成分以质量百分比计包括：C 0.15～0.23％、Si 0.35～0.55％、Mn 1.00～1.20％、V 0.04～0.10％、Cr0.25～0.35％、Cu 0.15～0.25％、Ti 0.02～0.05％、P≤0.025％、S≤0.030％、N0.015～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，强度指数SI为0.55～0.8％，碳当量Ceq≤0.5，SI＝V+0.8Cr+1.5Ti+ 0.5Cu+10N， [0034] Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。 [0035] 以下对化学成分中各元素及含量的作用进行展开描述。 [0036] C是钢材中最基本的强化元素，其通过固溶及粒子析出而提升基体强度；但C含量过高会恶化钢的塑性，同时影响焊接，综合考虑性能要求，本发明中C含量限定为0.15～0.23％。 [0037] Si在钢中起固溶强化效果，增加弹性极限和屈服极限，提高钢的强度，但其含量过高会降低钢的塑性，本发明中Si含量限定为0.35～0.55％。 [0038] Mn也是一种有效的固溶强化元素，能够增强钢的淬透性，降低钢的脆性，显著提升强度，但过量的Mn会增加碳当量而直接影响焊接性能，本发明中Mn含量限定为1.00～1.20％。 [0039] V为微合金化元素之一，其通过形变诱导机制在奥氏体和铁素体内部析出V(C,N)粒子，具有显著的细晶和析出强化作用，本发明中V含量限定为0.04～0.10％。 [0040] Cr可增强淬透性，推迟珠光体转变，降低贝氏体转变温度进而促进贝氏体转变，淬透性的大小影响最终形成贝氏体的种类和比例，若淬透性不足，则会导致贝氏体比例过低而钢材强度不足；而淬透性过大会导致贝氏体从粒状转变为大尺寸针状，影响塑性，本发明中Cr含量限定为0.25％～0.35％。 [0041] Cu通过在钢中固溶，可以扩大稳定奥氏体相区，提高淬透性，降低韧脆转变温度，与Cr结合添加可以充分迟滞相变，促进贝氏体的形成，而过量添加Cu容易偏析而影响塑性，本发明中Cu含量限定为0.15～0.25％。 [0042] Ti与适量N结合可以析出细小弥散的TiN，细化晶粒从而获得较好的强度和韧性，但过量添加容易产生大尺寸夹杂，本发明中Ti含量限定为0.02～0.05％。 [0043] P、S为不可避免的杂质元素，P会在晶界偏聚，降低晶界强度，恶化韧性；S会与锰形成长条状MnS夹杂而影响盘螺的塑韧性，本发明中限定P≤0.025％，S≤0.030％。 [0044] N：适量的N可以有效发挥V及Ti的析出细晶强化效果，提升强度，但过量的N会产生大尺寸脆性夹杂并恶化塑韧性，本发明中N含量限定为0.015～0.025％。 [0045] 强度指数SI＝V+0.8Cr+1.5Ti+0.5Cu+10N，综合考虑各合金元素对钢材强度的提升差异性、对塑性的影响、以及生产成本，本发明中将强度指数SI限定为0.55～0.8％，既能保证盘螺具有足够的强度，还兼顾了塑性和生产成本。 [0046] 碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，若碳当量Ceq过高，则钢材的焊接难度大，焊接接头容易萌生微裂纹，而且较低的碳当量Ceq可以减少Cu对钢材带来的伤害，本发明中将碳当量限定为Ceq≤0.50，不仅降低了盘螺的焊接难度，避免焊接接头萌生微裂纹，而且减少了Cu对钢材带来的伤害。 [0047] 综上所述，本实施方式的所述盘螺的化学成分设计中，基于各化学元素自身对钢材性能的影响，综合考虑不同合金元素之间的相互影响，采用V、Cr、Cu、Ti成分体系，并对各化学元素的种类、含量以及强度指数SI、碳当量Ceq进行了限定；并且，鉴于盘螺在制备过程中的轧制变形量大，V通过形变诱导机制，在轧制析出时，TiN的析出温度高，首先析出，之后在奥氏体和铁素体内部析出具有更低析出温度、尺寸更大的V(C,N)粒子，其以TiN为形核点，将TiN包裹在内，使析出相的分布更加弥散，单位体积内具有更多的析出相，因而具有显著的细晶和析出强化效果，此外，盘螺制备过程中不同的轧制工艺的影响，由于盘螺的轧制变形量大，形变诱导析出能力强，因此可以控制V少量添加即可；从而对各化学元素的种类、含量以及强度指数SI、碳当量Ceq进行了限定，既能保证盘螺具有足够的强度，降低了盘螺的焊接难度，避免焊接接头萌生微裂纹，使其具有优异的焊接性能，还减少了Cu对钢材带来的伤害，兼顾了塑性和生产成本。 [0048] 在上述化学成分设计方案的基础上，可以制得盘螺的组织为铁素体+贝氏体+珠光体，其中铁素体的比例为22～30％，珠光体的比例小于1％，铁素体的尺寸为5.0～5.7μm。 [0049] 所述盘螺的屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥930MPa，断后伸长率A≥14％，最大力总伸长率Agt≥8％，强屈比Rm/Rel≥1.22，也即所得盘螺的屈服强度达到了750MPa级。 [0050] 本发明一实施方式还提供了一种750MPa级盘螺的制备方法。 [0051] 所述制备方法通过依序进行的电炉冶炼工序、LF炉精炼工序、小方坯连铸工序、加热工序、高线轧制工序、冷却工序，来制备得到所述盘螺。下面分别对各个工序进行详细介绍。 [0052] (1)电炉冶炼工序 [0053] 将废钢和脱硫铁水依次加入电炉，废钢占比≥85％，之后通电冶炼，控制电炉冶炼终点的钢水中C≤0.10％，P≤0.015％，出钢温度为1585～1615℃，出钢过程钢包全程底吹氩气，钢包底吹氩气流量为180～220L/min；出钢1/4后依次加入氮化硅铁、硅锰、锰铁、高碳铬铁、铜块及石灰进行脱氧合金化。 [0054] 优选地，所述脱硫铁水通过高炉铁水在KR脱硫装置脱硫所得。 [0055] (2)LF炉精炼工序 [0056] 电炉冶炼工序所出的钢水通过钢包运至LF炉之后，通电加热，并按照每吨钢水添加4.5～5.5kg的碱性造渣剂，之后软搅拌，软搅拌时间为10～15min，软搅拌期间吹氩流量为250～320L/min；之后按照每吨钢水添加0.55～0.75kg的V‑Ti合金块进行化学成分调整，期间吹氩流量为120～200L/min，出钢温度为1560～1585℃。以上是基于化学成分设计方案而制定的具有高收得率和快生产节奏的精炼工艺。 [0057] 一种优选的实施方式中，所述造渣剂的组分以质量百分比计包括：CaO50～55％、CaF 30～35％、MgO 10～15％，其余为Fe2O3。该碱性造渣剂的成分设计与化学成分设计方案相匹配，不仅造渣速度快，而且效果好。 [0058] 一种优选的实施方式中，所述合金块的成分以质量百分比计包括：V 65～70％、Ti 15～20％、N 10～15％，其余为Fe，从而可以提高V、Ti、N在钢水中的收得率，而且钢水中的合金成分控制更加精确。 [0059] 再者，所述电炉冶炼工序和所述LF炉精炼工序可以合称之为炼钢阶段，在该炼钢阶段中，最终冶炼所得钢水的化学成分以质量百分比计包括：C0.15～0.23％、Si 0.35～0.55％、Mn 1.00～1.20％、V 0.04～0.10％、Cr 0.25～0.35％、Cu 0.15～0.25％、Ti 0.02～0.05％、P≤0.025％、S≤0.030％、N 0.015～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质；其中，强度指数SI为0.55～0.8％，碳当量Ceq≤0.5，SI＝V+0.8Cr+1.5Ti+0.5Cu+10N，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。 [0060] 而可以理解的，在按照上述化学成分方案进行钢水成分控制的情况下，后续所得小方坯、以及后续所得盘螺这些不同形态钢材的化学成分均与所述炼钢阶段最终冶炼所得钢水(即LF炉精炼工序的出钢)的化学成分基本一致，后文不再一一赘述。 [0061] (3)小方坯连铸工序 [0062] 将LF炉精炼工序所出钢水送至连铸机制备尺寸为150×150mm的小方坯。 [0063] 在一种优选的实施方式中，控制中间包温度为1510～1550℃，连铸过程采用大包长水口及氩封、碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇铸，连铸拉速为2.8～3.5m/min。 [0064] (4)加热工序 [0065] 对小方坯进行三段式加热，预热段温度为700℃，加热段温度≥900℃，均热段温度为1080～1130℃，加热总时间为60～80min，均热段时间≥40min，以保证合金元素的固溶效果，均热段的空燃比为0.9～1.0，以减少氧化烧损。 [0066] 如此，均热段时间设置为至少40min，可以保证Cr、Cu、V、Ti等合金元素完全固溶，减少Cu在晶界的偏聚，降低轧制过程中的热脆开裂风险，从而为后续得到强度和塑性优异的盘螺奠定基础。 [0067] 优选地，在小方坯加热前先进行表面检查，将表面具有明显凹坑、裂纹的小方坯去掉，以免影响最终制备的盘螺的表面质量；之后将表面质量良好的小方坯送入步进梁式加热炉中，采用焦炉煤气进行三段式加热。 [0068] (5)高线轧制工序 [0069] 采用连续高线轧机将加热后的小方坯依次经过粗轧、中轧、预精轧和精轧轧制成直径为6～10mm的盘螺，开轧温度为930～1010℃，精轧入口温度为900～980℃，精轧出口温度为860～900℃，吐丝温度为800～860℃。 [0070] 在一种优选的实施方式中，连续高线轧机包括26台轧机，其包括1～6#粗轧机、7～12#中轧机、13～18#预精轧机和19～26#精轧机。通过足够数量的轧机进行四阶段轧制，可以合理分配轧制每个道次的变形量，从而防止Cu带来的热脆风险。 [0071] (6)冷却工序 [0072] 对盘螺进行三段式冷却；冷却一段采用风冷+气雾冷却，1～4#保温罩开启，辊道速度为1.2～1.5m/s，冷却速度≥25℃/s，冷却一段终点的盘螺温度为520～550℃；冷却二段采用空冷，5～10#保温罩关闭，辊道速度为0.85～1.15m/s，冷却二段终点的盘螺温度≤500℃；冷却三段采用风冷，11～14#保温罩开启，辊道速度为1.3～1.6m/s；冷却三段结束后集卷，集卷温度≤350℃。 [0073] 通过在冷却一段采用风冷与气雾冷却相结合的方式，结合高辊速，对盘螺进行快速冷却，使其冷却速度≥25℃/s，从而可使盘螺快速穿过珠光体相变区，降低盘螺组织中的珠光体比例，而且高辊速有利于减少盘螺堆叠，提高盘螺的同圈冷却均匀性，减少最终所得盘螺成品的强度波动和塑性波动；而冷区二段采用低辊速并关闭保温罩进行空冷，该阶段盘螺堆叠地较高，盘螺芯部的热量逐渐传导至表面，使盘螺整体温度缓慢下降，以获得足够的贝氏体相变时间，同时基于本发明中Cr+Cu的贝氏体形成元素及其含量设计，使贝氏体相变起始温度大幅降低，将冷却二段终点的盘螺温度控制为≤500℃，可使残余奥氏体充分相变为贝氏体，保证组织中贝氏体比例，从而确保盘螺的强度；冷却三段通过高辊速+弱风冷的方式，使相变完成后的盘螺在短时间内冷却至集卷打包温度，可以提升生产节奏和生产效率。 [0074] 在一可选实施方式中，在斯太尔摩冷却线上对盘螺进行三段式冷却。 [0075] 优选地，冷却一段中，控制该段辊道底部的1～3#风机的开度为100％，1‑3#风机的3 风量均为30万m ，并控制该段辊道侧部的1～8#气雾喷嘴的气雾流量为5～8L/min；冷却二段中，控制该段辊道的4～8#风机全部关闭；冷却三段中，控制该段辊道底部的9～10#风机 3 的开度为30％，11～13#风机全部关闭，9～13#风机的风量均为20万m。 [0076] 通过对斯太尔摩冷却线上对应各冷却分段的风机风量、风机开度、气雾流量、保温罩开闭情况、辊速等各项参数的分段综合调控，可以实现对盘螺相变过程和组织调控。 [0077] 以上，一实施方式所提供的制备方法，基于盘螺化学成分设计方案，通过炼钢阶段、小方坯连铸工序、加热工序、高线轧制工序以及冷却工序中的具体设置，使得精炼工序具有高收得率和快生产节奏，通过对加热过程的温度和时间进行控制，保证了合金元素的有效固溶，为盘螺具有优异的强度和塑性奠定基础；通过四阶段轧制，对小方坯进行大变形量轧制，使得TiN先析出，之后在奥氏体和铁素体内部析出尺寸更大的V(C,N)粒子，其以TiN为形核点，将TiN包裹在内，使析出相的分布更加弥散，从而可以在降低V含量的情况下提高盘螺的强度；通过三段式冷却控制，对盘螺的相变过程和组织结构进行了调控，使得最终所得的盘螺的组织为铁素体+贝氏体+珠光体，其中铁素体的比例为22～30％，珠光体的比例小于1％，铁素体的尺寸为5.0～5.7μm。 [0078] 进一步地，对所得盘螺的力学性能进行测试，其屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥930MPa，断后伸长率A≥14％，最大力总伸长率Agt≥8％，强屈比Rm/Rel≥1.22，也即所得盘螺的屈服强度达到了750MPa级。 [0079] 以上，对本发明的实施方式进行了介绍，下面提供7个具体实施例，以便于更直观地展示本发明的有益效果。 [0080] 实施例1至7分别提供了一种盘螺及其制备方法，实施例1至7的盘螺的化学成分以质量百分比计如表1，除表1所示元素之外，余量为铁和杂质。 [0081] 表1 [0082] [0083] [0084] 这7个实施例的制备过程如下： [0085] (1)电炉冶炼工序 [0086] 将高炉铁水在KR脱硫装置进行脱硫，得到脱硫铁水，再将废钢和脱硫铁水依次加入电炉，废钢占比≥85％，之后通电冶炼，控制电炉冶炼终点的钢水中C≤0.10％，P≤0.015％，出钢温度为1585～1615℃，出钢过程钢包全程底吹氩气，钢包底吹氩气流量为180～220L/min；出钢1/4后依次加入氮化硅铁、硅锰、锰铁、高碳铬铁、铜块及石灰进行脱氧合金化。 [0087] (2)LF炉精炼工序 [0088] 电炉冶炼工序所出的钢水通过钢包运至LF炉之后，通电加热，并按照每吨钢水添加4.5～5.5kg的碱性造渣剂，之后软搅拌，软搅拌时间为10～15min，软搅拌期间吹氩流量为250～320L/min；之后按照每吨钢水添加0.55～0.75kg的V‑Ti合金块进行化学成分调整，期间吹氩流量为120～200L/min，出钢温度为1560～1585℃。以上是基于化学成分设计方案而制定的具有高收得率和快生产节奏的精炼工艺。 [0089] 其中，所用造渣剂的组分以质量百分比计包括：CaO 50～55％、CaF 30～35％、MgO 10～15％，其余为Fe2O3；所用合金块的成分以质量百分比计包括：V 65～70％、Ti 15～ 20％、N 10～15％，其余为Fe。 [0090] LF炉精炼工序所出钢水的化学成分亦如表1所示。 [0091] (3)小方坯连铸工序 [0092] 将LF炉精炼工序所出钢水送至连铸机制备尺寸为150×150mm的小方坯，其中，控制中间包温度为1510～1550℃，连铸过程采用大包长水口及氩封、碱性中间包覆盖剂、浸入式水口进行全保护浇铸，连铸拉速为2.8～3.5m/min。 [0093] (4)加热工序 [0094] 将经过表面检查的小方坯送入步进梁式加热炉中，采用焦炉煤气进行三段式加热。其中，预热段温度为700℃，加热段温度≥900℃，均热段温度、均热段时间、加热总时间、均热段的空燃比参表2所示。 [0095] (5)高线轧制工序 [0096] 采用连续高线轧机将加热后的小方坯依次经过粗轧、中轧、预精轧和精轧轧制成盘螺，开轧温度、精轧入口温度、精轧出口温度和吐丝温度参表2所示。其中，连续高线轧机包括26台轧机，其包括1～6#粗轧机、7～12#中轧机、13～18#预精轧机和19～26#精轧机。 [0097] 表2 [0098] [0099] (6)冷却工序 [0100] 在斯太尔摩冷却线上对盘螺进行三段式冷却。 [0101] 冷却一段中，采用风冷+气雾冷却，1～4#保温罩开启，控制该段辊道底部的1～3#3 风机的开度为100％，1‑3#风机的风量均为30万m ，冷却一段的辊道速度、侧部的1～8#气雾喷嘴的气雾流量、冷却速度、盘螺于冷却一段终点的温度如表3所示。 [0102] 冷却二段中，采用空冷，5～10#保温罩关闭，控制该段辊道的4～8#风机全部关闭，冷却二段的辊道速度、盘螺于冷却二段终点的温度如表3所示。 [0103] 冷却三段中，采用风冷，11～14#保温罩开启，控制该段辊道底部的9～10#风机的3 开度为30％，11～13#风机全部关闭，9～13#风机的风量均为20万m ，冷却三段结束后集卷，得到盘螺，冷却三段的辊道速度、集卷温度如表3所示。 [0104] 表3 [0105] [0106] [0107] 对实施例1～7所得盘螺成品，盘螺的直径参表4，按照相同的测试方法进行取样并进行金相组织检测和力学性能检测，检测结果如下： [0108] (1)组织方面，采用金相显微镜对盘螺进行观察，发现实施例1～7的盘螺的组织均为铁素体+贝氏体+珠光体，其中铁素体的比例、珠光体的比例、铁素体的尺寸如表4所示。 [0109] (2)力学性能方面，参照GB/T 228.1‑2021标准对上述实施例的盘螺的机械性能进行测试。具体如下： [0110] 采用拉伸试验机对盘螺的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后伸长率A、最大力总伸长率Agt、强屈比Rm/Rel进行测试，测试结果如表4所示。 [0111] 表4 [0112] [0113] 由表4可知，实施例1～7所得盘螺的组织均为铁素体+贝氏体+珠光体，其中铁素体的比例为22～30％，珠光体的比例小于1％，铁素体的尺寸为5.0～5.7μm；盘螺的屈服强度Rel≥750MPa，抗拉强度Rm≥930MPa，断后伸长率A≥14％，最大力总伸长率Agt≥8％，强屈比Rm/Rel≥1.22，也即所得盘螺的屈服强度达到了750MPa级。 [0114] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 [0115] 上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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