一种易拉拔合金弹簧钢60Si2Mn盘条生产工艺

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别是一种易拉拔合金弹簧钢60Si

背景技术

在铸坯中心部位，往往形成元素富集的偏析带，这就是铸坯常见的一种宏观缺陷-中心偏析。铸坯的中心偏析一旦形成，无法在后续工序（如轧制、热处理等）中完全消除。合金弹簧钢60Si

本发明为解决上述问题而研制开发一种易拉拔合金弹簧钢60Si2Mn盘条生产工艺，在生产过程中可以通过中心偏析控制、开坯高温扩散、加热炉制度、风冷工艺控制和对钢坯进行防脱碳涂料涂覆等以实现合金弹簧钢盘条拉拔性能控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种易拉拔合金弹簧钢60Si

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种易拉拔合金弹簧钢60Si

S1：前期准备，对合金弹簧钢60Si

S2：CCM连铸，使用CCM连铸机配合外置式结晶器将精炼后的钢水浇铸出铸坯，具体步骤如下：

将CCM连铸机的出钢水口与外置式结晶器入口对接，钢水进入外置式结晶器内，利用电磁搅拌器对钢水均质处理；

将均质后且快要成型的铸坯通过连续辊压设备，在静态轻压下进行连续辊压，测量辊压下量，并在辊压作业中控制辊压下量，其中：

连续辊压设备的第5辊至第11辊对铸坯的辊压下量分别为0.5mm、1mm、3mm、4mm、3.5mm、2mm和2mm；

铸坯从连续辊压设备出来后成型为浇铸铸坯；

S3：开坯，将成型的浇铸铸坯投入开坯加热炉进行加热并轧制，并在开坯过程中实时监测轧制金属的温度，其中，开坯加热炉内环境设置如下：

预热段温度980℃-1030℃；

加热段温度1130℃-1170℃；

均热段温度1190℃-1230℃；

空燃比0.50-0.70；

铸坯出加热炉表面开轧温度在1040℃-1070℃范围内时，铸坯在开坯加热炉内的在炉时间控制在240min-300min；

在240min-300min内开坯锻造完成，随后取出锻造件并静置冷却；

S4：钢坯修磨，对静置冷却的钢坯进行表面修磨，修磨深度1.5mm-2.0mm，随后利用磁粉探伤设备和超声波探伤仪对修磨后的钢坯进行无损探伤，观测钢坯内部是否存在裂纹、夹杂、折叠或气孔，检测情况和应对措施如下：

钢坯内部存在裂纹、夹杂、折叠或气孔，将存在问题的钢坯回炉，重新投入S1进行熔炼；

钢坯内部不存在裂纹、夹杂、折叠或气孔，则进入下一步，判断钢坯是否异常；

S5：异常钢坯判断，异常钢坯的判断方法如下：

钢液中包过热度大于30℃判定为异常钢坯；

连续辊压下，测量得出的压下量不足判定为异常钢坯；

异常钢坯的判定情况和应对措施如下：

当钢坯被判定为异常钢坯时，在其外侧喷涂防脱碳涂料，轧制盘条前进加热炉冶炼，该情况下加热炉内环境设置如下：

预热段温度900℃-960℃；

加热段1000℃-1060℃；

均热段1090℃-1150℃；

空燃比0.55-0.65；

在异常钢坯表面温度升至1000℃-1040℃范围内时，准备对金属轧制盘条，将异常钢坯在加热炉内的留存时间控制在80min-100min；

当钢坯未被判定为异常钢坯时，表示为正常钢坯，直接将其送入加热炉冶炼，做轧制盘条前准备，该情况下加热炉内环境设置如下：

预热段温度870℃-930℃；

加热段950℃-1010℃；

均热段1030℃-1080℃；

空燃比0.4-0.6；

开轧温度930℃-970℃正常钢坯在加热炉内的在炉时间控制在80min-100min；

S6：轧制盘条，异常钢坯或正常钢坯表面温度升至对应的温度，红钢进精轧机表面温度为900℃-930℃，吐丝温度保持在870℃-900℃；

S7：盘条冷却，采用斯太尔摩风冷线工艺对盘条进行冷却；

S8：取样检测，抽样对盘条的拉拔态金相结构进行观测，观测金相组织珠光体内是否存在垂直于拉拔方向的位错线，根据观测结果和分析结论对制备工艺及时作出调整。

优选地，S2中电磁搅拌器对浇铸钢水的电流设置为800A以及工作频率设置为2.5Hz，且CCM连铸机钢水出口排出浇铸钢水的拉速为0.70±0.02m/min，浇铸钢坯成型后的尺寸为300mm×390mm×5600mm。开坯后钢坯尺寸为140mm×140mm×1580mm。

优选地，S3中钢坯轧制时，钢液连铸中包过热度安全阈值设置为≤30℃，即超出钢水液相线温度30℃以内。

优选地，S5中在异常钢坯外侧喷涂防脱碳涂料时，使用自动喷涂设备对异常钢坯表面进行全方位喷涂，且喷涂压力设置为0.15MPa，在异常钢坯表面的涂料喷涂厚度设置为0.3mm-0.5mm。

优选地，所述防脱碳涂料的成分包括SiO

优选地，S7中盘条冷却前的进罩温度保持在680℃-700℃，并对斯太尔摩风冷线上各阶段的冷却速度进行控制，斯太尔摩风冷线控冷工艺分为三个阶段，第一阶段控制前3台风机风量以满足各种规格下第3台风机处搭接点温度在670-690℃范围内，前两台风机冷却速度控制在6-13℃/s以内；第二阶段控制第4台至第6台风机风量使盘条温度回升10-20℃，进保温罩温度搭接点温度在690-710℃；第三阶段控制保温罩内风机风量使冷却速度控制在3℃/s以内，同时盘条出罩温度保持在600℃-630℃，进集卷筒温度在550-600℃。

本发明具有如下有益效果：

通过在合金弹簧钢60Si

附图说明

图1为实施例1给出的合金弹簧钢60Si

图2为实施例1给出的本发明工艺下合金弹簧钢60Si

图3为实施例2给出的本发明工艺下合金弹簧钢60Si

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

一种易拉拔合金弹簧钢60Si

S1：前期准备，对合金弹簧钢60Si

S2：CCM连铸，使用CCM连铸机配合外置式结晶器将精炼后的钢水浇铸出铸坯，具体步骤如下：

将CCM连铸机的出钢水口与外置式结晶器入口对接，钢水从CCM连铸机钢水出口排出的拉速为0.70±0.02m/min，进入外置式结晶器内，利用电磁搅拌器对钢水均质处理，具体的，电磁搅拌器的工作电流为800A，电磁搅拌器对浇铸钢水的电流设置为800A以及工作频率设置为2.5Hz；

将均质后且快要成型的铸坯通过连续辊压设备，在静态轻压下进行连续辊压，测量辊压下量，并在辊压作业中控制辊压下量，其中：

连续辊压设备的第5辊至第11辊对铸坯的辊压下量分别为0.5mm、1mm、3mm、4mm、3.5mm、2mm和2mm；

铸坯从连续辊压设备出来后成型为浇铸铸坯，该浇铸铸坯的尺寸为300mm×390mm×5600mm；

在前期准备和CCM连铸工序中，对钢水进行均质处理，并最终实现中心偏析控制，降低形成元素富集的偏析带可能性，从而提高轧材的力学性能；

S3：开坯，将成型的浇铸铸坯投入开坯加热炉进行加热并轧制，并在开坯过程中采用非接触式测温仪对轧制金属的温度进行监测，实时监测轧制金属的温度，其中，开坯加热炉内环境设置如下：

预热段温度980℃-1030℃；

加热段温度1130℃-1170℃；

均热段温度1190℃-1230℃；

空燃比0.50-0.70；

铸坯出加热炉表面开轧温度在1040℃-1070℃范围内时，铸坯在开坯加热炉内的在炉时间控制在240min-300min；

开坯后钢坯尺寸为140mm×140mm×1580mm；

在开坯过程中利用高温扩散效应使金属中的元素均匀分布，缓解高碳含量的中心偏析；

S4：钢坯修磨，对静置冷却的钢坯进行表面修磨，修磨深度1.5mm-2.0mm，随后利用磁粉探伤设备和超声波探伤仪对修磨后的钢坯进行无损探伤，观测钢坯内部是否存在裂纹、夹杂、折叠或气孔，检测情况和应对措施如下：

钢坯内部存在裂纹、夹杂、折叠或气孔，将存在问题的钢坯回炉，重新投入S1进行熔炼；

钢坯内部不存在裂纹、夹杂、折叠或气孔，则进入下一步，判断钢坯是否异常；

S5：异常钢坯判断，异常钢坯的判断方法如下：

钢坯轧制时，钢液连铸中包过热度安全阈值设置为≤30℃，即超出钢水液相线温度30℃以内，钢液中包过热度大于30℃判定为异常钢坯；

连续辊压下，测量得出的压下量不足判定为异常钢坯；

异常钢坯的判定情况和应对措施如下：

当钢坯被判定为异常钢坯时，在其外侧喷涂防脱碳涂料，具体喷涂工艺如下：

使用自动喷涂设备对异常钢坯表面进行全方位喷涂，且喷涂压力设置为0.15MPa，在异常钢坯表面的涂料喷涂厚度设置为0.3mm-0.5mm，以克服涂料的翘皮缺陷；

且上述防脱碳涂料的成分包括SiO

轧制盘条前进加热炉冶炼，该情况下加热炉内环境设置如下：

预热段温度900℃-960℃；

加热段1000℃-1060℃；

均热段1090℃-1150℃；

空燃比0.55-0.65；

在异常钢坯开轧温度1000℃-1040℃范围内，异常钢坯在加热炉内的留存时间控制在80min-100min；

当钢坯未被判定为异常钢坯时，表示为正常钢坯，直接将其送入加热炉冶炼，做轧制盘条前准备，该情况下加热炉内环境设置如下：

预热段温度870℃-930℃；

加热段950℃-1010℃；

均热段1030℃-1080℃；

空燃比0.4-0.6；

开轧温度930℃-970℃范围内，将正常钢坯在加热炉内的留存时间控制在80min-100min；

针对钢坯的情况，给出两种加热炉内环境进行加热，该加热炉制度能够提高合金弹簧钢60Si

S6：轧制盘条，异常钢坯或正常钢坯进精轧机轧制盘条，此时钢坯的表面温度为900℃-930℃，且吐丝温度保持在870℃-900℃；

S7：盘条冷却，采用斯太尔摩风冷线工艺对盘条进行冷却，通过控制风速降低盘条冷却速率，从而提升铁素体形成比例；

具体的，盘条冷却前的进罩温度保持在680℃-700℃，并对斯太尔摩风冷线上各阶段的冷却速度进行控制，斯太尔摩风冷线控冷工艺分为三个阶段，第一阶段控制前3台风机风量以满足各种规格下第3台风机处搭接点温度在670-690℃范围内，前两台风机冷却速度控制在6-13℃/s以内；第二阶段控制第4台至第6台风机风量使盘条温度回升10-20℃，进保温罩温度搭接点温度在690-710℃；第三阶段控制保温罩内风机风量使冷却速度控制在3℃/s以内，同时盘条出罩温度保持在600℃-630℃，进集卷筒温度在550-600℃。

S8：取样检测，抽样对盘条的拉拔态金相结构进行观测，观测金相组织珠光体内是否存在垂直于拉拔方向的位错线，根据观测结果和分析结论对制备工艺及时作出调整。

实施例

轧钢厂生产φ10mm规格的合金弹簧钢60Si

表1φ10mm合金弹簧钢60Si

φ10合金弹簧钢60Si

对上述工艺生产的φ10mm60Si

实施例

轧钢厂生产φ10mm规格的合金弹簧钢60Si

表2φ10mm合金弹簧钢60Si

对上述工艺生产的φ10mm60Si

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。