專利名稱：一種生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于合金工具鋼生產(chǎn)技術領域，特別適用于采用薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法。

背景技術：
8CrV2合金工具鋼具有高的硬度、韌性、耐磨性，而且淬透性好、不易脫碳、表面質量好等優(yōu)點，該合金工具鋼是鋸片、特種工具和彈簧不可缺少的產(chǎn)品。與硅錳系合金結構鋼相比，8CrV2由于Cr的加入，使得鋼的淬透性較好，同時加入V使晶粒細化，保證在高溫下仍具有較高的彈性極限和抗拉極限，并且具有不易脫碳、表面質量好和耐疲勞性能高等優(yōu)點。
8CrV2熱軋鋼板生產(chǎn)，存在以下主要問題由于8CrV2碳含量高、合金成分復雜，磷和硫容易造成鑄坯成分偏析和疏松，導致最終產(chǎn)品組織性能的不均勻；另外，8CrV2的液相線溫度低，導致鑄坯溫度低，如果二冷段的冷卻太快，鑄坯溫度進入低溫塑性區(qū)，在鑄坯的表面和邊部產(chǎn)生裂紋，直接影響產(chǎn)品質量。
薄板坯連鑄連軋是生產(chǎn)熱軋薄板的新工藝新技術，它將傳統(tǒng)的連鑄、加熱、熱連軋等獨立的工序有機地集成在一起，具有生產(chǎn)周期短、能耗低、投資省等優(yōu)點。近十幾年來，該技術在全球范圍特別是我國得到迅速的推廣應用，目前已有13條生產(chǎn)線投入使用，總的生產(chǎn)能力達到3500萬噸/年。薄板坯連鑄連軋已成為熱軋薄板的一種重要生產(chǎn)工藝流程，產(chǎn)品主要是基于低碳的各類鋼種，中高碳鋼，特別是合金鋼領域鮮有涉及。湖南華菱漣源鋼鐵有限公司基于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線開展了中高碳鋼的相關工作，提出了“一種基于薄板坯工藝的中高碳高強度鋼的生產(chǎn)方法”(申請?zhí)?00810048357.1)和“一種基于薄板坯工藝的含Nb中高碳高強度鋼及其制造方法”(申請?zhí)?00810048358.6)的兩個專利，但所述申請只是對基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)中高碳高強鋼的方法做了一個寬泛的概括，其所描述的參數(shù)范圍，是所有的薄板坯連鑄連軋流程的最基本的選擇的參數(shù)范圍，所有的鋼種都是根據(jù)這個最廣泛的范圍來制定具體的生產(chǎn)工藝，而針對不同的鋼種，每種具體的生產(chǎn)工藝都需要本領域的技術人員經(jīng)過大量的實驗和創(chuàng)造性的勞動才能得出。上述專利除了沒有提及合金工具鋼具體的技術和方法，同時也沒有提及合金工具鋼生產(chǎn)過程存在的關鍵技術問題的具體解決方法，特別是沒有提到8CrV2的制備技術和方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法。采用本發(fā)明所述方法所生產(chǎn)的8CrV2熱軋鋼板，具有組織性能均勻、耐疲勞性能高的特點，顯著改善了8CrV2熱軋鋼板的質量。
本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn) 一種生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，采用薄板坯連鑄連軋流程，主要包括電爐或轉爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、鑄坯均熱、熱連軋、層流冷卻、卷取步驟， 其中，精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分為C 0.75～0.85wt％，Si 0.20～0.40wt％，Mn 0.30～0.60wt％，P≤0.025wt％，S≤0.025wt％，Cr 0.40～0.70wt％，V 0.15～0.25wt％，其余為Fe和不可避免的雜質； 所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)為連鑄拉速S拉為3.5m/min≤S拉≤5.5m/min，鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃，終軋溫度T終為850℃≤T終≤950℃，卷取溫度T卷為550℃≤T卷≤650℃，鋼水過熱度T過為30℃＜T過≤45℃，二冷段弱冷； 采用保護渣澆注，所述保護渣的理化性能指標熔融點為997±20℃，堿度為0.92±0.1，粘度為1290±2℃，0.95±0.3泊，體積密度為0.60±0.1Kg/L。
疲勞循環(huán)周次達到100萬次以上，單邊脫碳層深度是鋼板厚度的0.3～1.2％。
優(yōu)選地，所述鋼水的化學成分為C 0.75～0.85wt％，Si 0.20～0.35wt％，Mn 0.30～0.50wt％，P≤0.010wt％，S≤0.004wt％，Cr 0.40～0.60wt％，V 0.15～0.20wt％，其余為Fe和不可避免的雜質；疲勞循環(huán)周次達到150萬次以上。
優(yōu)選地，所述工藝參數(shù)還包括鑄坯液芯壓下L壓為2mm≤L壓≤20mm。
優(yōu)選地，所述鑄坯入爐溫度為T入為950℃≤T入≤1050℃，單邊脫碳層深度是鋼板厚度的0.3～0.9％；更優(yōu)選地，所述鑄坯入爐溫度T入為1000℃≤T入≤1050℃，單邊脫碳層深度是鋼板厚度的0.3～0.6％；所述卷取溫度T卷為580℃≤T卷≤620℃。
本發(fā)明通過優(yōu)化調整8CrV2熱軋鋼板生產(chǎn)的具體工藝參數(shù)，改善了8CrV2熱軋鋼板的質量，具體地，本發(fā)明的特點是 1.采用低磷和硫控制技術，確保產(chǎn)品的疲勞性能。合金工具鋼8CrV2主要應用于高端高等級合金工具制造，造成產(chǎn)品質量的重要原因是疲勞破壞，嚴重影響其使用性能和范圍。經(jīng)研究表明，產(chǎn)生疲勞的主要原因是鋼中硫化物夾雜和磷造成的偏析，所以鋼中磷和硫的控制是合金工具鋼8CrV2質量控制的關鍵。為了確保產(chǎn)品的疲勞性能，采用了低磷和硫控制技術。
2.突破傳統(tǒng)的技術極限，連鑄采用高的鋼水過熱度和二冷段弱冷工藝。為保證鑄坯質量，通常采用低過熱度澆注(過熱度為15～30℃)。但是由于8CrV2液相線溫度低(液相線溫度約為1461℃，比常用的低碳鋼的液相線溫度低約70℃)，如采用現(xiàn)有的低過熱度澆注技術和二冷段強冷制度，將導致鑄坯溫度低，在連鑄的彎曲段，鑄坯進入低溫塑性區(qū)，導致鑄坯表面和邊部裂紋，嚴重影響最終產(chǎn)品的質量。為此，突破傳統(tǒng)的技術極限，采用高的鋼水過熱度澆注，將過熱度從15～30℃提高到30～45℃，二冷段采取弱冷工藝，顯著改善了鑄坯質量； 3.采用液芯壓下技術，改善鑄坯組織的均勻性，從而提高最終產(chǎn)品的組織性能均勻性。在鑄坯凝固過程中，采用液芯壓下技術，顯著減少了偏析、疏松和內(nèi)部裂紋的缺陷，改善了鑄坯質量，為獲得高品質的最終熱軋鋼板奠定了基礎； 4.采用專用的保護渣。薄板坯連鑄拉速高、冷卻速度快，合金鋼碳含量高、合金成分復雜，為確保連鑄過程順利進行，同時確保鑄坯質量，開發(fā)了適用于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)合金鋼的專用的保護渣，突破了傳統(tǒng)流程連鑄保護渣的設計思路，具有了低熔融點、低堿度、適中粘度及低體積密度的優(yōu)點。采用普通保護渣澆注時的澆注曲線，連鑄過程結晶器寬面熱流逐步下降，窄面熱流上升，隨著連澆爐數(shù)的增加，發(fā)生粘結漏鋼的概率超過30％。運用本發(fā)明的連鑄保護渣，在鋼水溫度頻繁波動及不斷吸收夾雜物后，結晶器熱流始終穩(wěn)定，不會隨著多爐連澆的進行而出現(xiàn)寬邊熱流下降，窄邊熱流上升的現(xiàn)象，本發(fā)明的連鑄保護渣適用薄板坯連鑄的高拉速并能保持穩(wěn)定的高結晶器熱流密度。
5.設計特定的卷取溫度并嚴格控制。研究表明，8CrV2熱軋鋼板在卷取過程中釋放大量相變潛熱，如果卷取溫度控制不當將導致塌卷，鋼卷無法交貨，為此需將卷取溫度設定在特定的范圍并嚴格控制。
6.產(chǎn)品質量高。淬火后硬度差HRC和鋼板表面脫碳層厚度是衡量8CrV2熱軋鋼板質量的重要指標。采用本發(fā)明提出的方法，生產(chǎn)出高品質的8CrV2熱軋鋼板，具體體現(xiàn)在以下幾個方面(1)組織性能均勻，淬火處理后硬度差不大于2.5HRC；(2)鋼板單邊脫碳層深度小于厚度的1.2％。(3)產(chǎn)品卷形好，無塌卷現(xiàn)象。



圖1為實施例1生產(chǎn)的鋼板組織示意圖； 圖2為實施例2生產(chǎn)的鋼板組織示意圖； 圖3為實施例3生產(chǎn)的鋼板組織示意圖； 圖4為實施例4生產(chǎn)的鋼板組織示意圖； 圖5為實施例5生產(chǎn)的鋼板組織示意圖。

具體實施例方式 下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明 實施例1 本實施例所述基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、卷取。
精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分重量百分比配比(wt％)為C 0.75，Si 0.20，Mn 0.30，P 0.010，S 0.004，Cr 0.40，V 0.15，其余為Fe和不可避免的雜質。
薄板坯連鑄連軋工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為905℃，鋼水過熱度T過為32℃，終軋溫度T終為855℃，卷取溫度T卷為555℃，連鑄拉速S拉3.6m/min，連鑄液芯壓下2mm，鑄坯厚度68mm，二冷段采用弱冷。
保護渣的理化性能指標熔融點為1017℃，堿度為1.0，粘度為1292℃，1.20泊，體積密度為0.78Kg/L。
熱軋鋼帶的微觀組織見圖1，其性能見表1。
表1 實施例2 本實施例所述基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、卷取。
精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分重量百分比配比(wt％)為C 0.85，Si 0.40，Mn 0.60，P 0.023，S 0.024，Cr 0.70，V 0.25，其余為Fe和不可避免的雜質。
薄板坯連鑄連軋工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為980℃，鋼水過熱度T過為45℃，終軋溫度T終為945℃，卷取溫度T卷為645℃，連鑄拉速S拉為5.3m/min，連鑄液芯壓下18mm，鑄坯厚度52mm，二冷段采用弱冷。
保護渣的理化性能指標熔融點為978℃，堿度為0.90，粘度為1290℃，0.92泊，體積密度為0.59Kg/L。
熱軋鋼帶的微觀組織見圖2，性能見表2。
表2 實施例3 本實施例基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、卷取。
精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分重量百分比配比(wt％)為C 0.80，Si0.26，Mn 0.35，P 0.011，S 0.008，Cr 0.42，V 0.23，其余為Fe和不可避免的雜質。
薄板坯連鑄連軋工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為950℃，鋼水過熱度T過為39℃，終軋溫度T終為890℃，卷取溫度T卷為625℃，連鑄拉速S拉4.1m/min，連鑄液芯壓下10mm，鑄坯厚度60mm，二冷段采用弱冷。
保護渣的理化性能指標熔融點為1000℃，堿度為0.90，粘度為1288℃，0.96泊，體積密度為0.60Kg/L。
熱軋鋼帶的微觀組織見圖3，性能見表3。
表3 實施例4 本實施例基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、卷取。
精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分重量百分比配比(wt％)為C 0.78，Si 0.35，Mn 0.50，P 0.010，S 0.003，Cr 0.60，V 0.25，其余為Fe和不可避免的雜質。
工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為970℃，鋼水過熱度T過為42℃，終軋溫度T終為900℃，卷取溫度T卷為615℃，連鑄拉速S拉4.8m/min，連鑄液芯壓下8mm，鑄坯厚度62mm，二冷段采用弱冷。
保護渣的理化性能指標熔融點為998℃，堿度為0.91，粘度為1290℃，0.96泊，體積密度為0.60Kg/L。
熱軋鋼帶的微觀組織見圖4，能見表4。
表4 實施例5 本實施例基于薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，工藝流程150t超高功率電爐冶煉、150t鋼包爐精煉、薄板坯連鑄、均熱、高壓水除鱗、熱連軋、層流冷卻、卷取。
精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分重量百分比配比(wt％)為C 0.78，Si0.30，Mn 0.42，P 0.009，S 0.001，Cr 0.62，V 0.18，其余為Fe和不可避免的雜質。
工藝參數(shù)鑄坯入爐溫度T入為1000℃，鋼水過熱度T過為43℃，終軋溫度T終為900℃，卷取溫度T卷為600℃，連鑄拉速S拉5.2m/min，連鑄液芯壓下16mm，鑄坯厚度54mm，二冷段采用弱冷。
保護渣的理化性能指標熔融點為997℃，堿度為0.91，粘度為1290℃，0.94泊，體積密度為0.60Kg/L。
熱軋鋼帶的微觀組織見圖5，能見表5。
表5 該實施例生產(chǎn)的8CrV2熱軋鋼板各項性能指標，較其他實施例更好。
以上是針對本發(fā)明的可行實施例的具體說明，但該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含于本發(fā)明的專利范圍中。
權利要求
1.一種生產(chǎn)8CrV2熱軋鋼板的方法，其特征是，采用薄板坯連鑄連軋流程，主要包括電爐或轉爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、鑄坯均熱、熱連軋、層流冷卻、卷取步驟，
其中，精煉過程進行合金化處理后的鋼水的化學成分為C 0.75～0.85wt％，Si 0.20～0.40wt％，Mn 0.30～0.60wt％，P≤0.025wt％，S≤0.025wt％，Cr 0.40～0.70wt％，V 0.15～0.25wt％，其余為Fe和不可避免的雜質；
所述薄板坯連鑄連軋流程的工藝參數(shù)為連鑄拉速S拉為3.5m/min≤S拉≤5.5m/min，鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃，終軋溫度T終為850℃≤T終≤950℃，卷取溫度T卷為550℃≤T卷≤650℃，二冷段采用弱冷，鋼水過熱度T過為30℃＜T過≤45℃；
采用保護渣澆注，所述保護渣的理化性能為熔融點為997±20℃，堿度為0.92±0.1，粘度為1290±2℃，0.95±0.3泊，體積密度為0.60±0.1Kg/L。
2.根據(jù)權利要求1所述的8CrV2熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述鋼水的化學成分為C 0.75～0.85wt％，Si 0.20～0.35wt％，Mn 0.30～0.50wt％，P≤0.010wt％，S≤0.004wt％，Cr 0.40～0.60wt％，V 0.15～0.20wt％，其余為Fe和不可避免的雜質；疲勞循環(huán)周次達到150萬次以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的8CrV2熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述工藝參數(shù)還包括鑄坯液芯壓下L壓為2mm≤L壓≤20mm。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的8CrV2熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述鑄坯入爐溫度為T入為950℃≤T入≤1050℃。
5.根據(jù)權利要求4所述的8CrV2熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述鑄坯入爐溫度T入為1000℃≤T入≤1050℃。
6.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的8CrV2熱軋鋼板的生產(chǎn)方法，其特征是，所述卷取溫度T卷為580℃≤T卷≤620℃。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于薄板坯連鑄連軋流程制備高品質8CrV2熱軋鋼板的方法，該方法采用的工藝流程主要包括冶煉、精煉、薄板坯連鑄、均熱、熱連軋、冷卻、卷取。鋼水過熱度T過為30℃＜T過≤45℃，鑄坯入爐溫度T入為900℃≤T入≤1050℃，終軋溫度T終為850℃≤T終≤950℃，卷取溫度T卷為550℃≤T卷≤630℃，連鑄拉速S拉為3.5m/min≤S拉≤5.5m/min；采用保護渣澆注；鋼水的化學成分為C 0.70～0.80，Si 0.20～0.45，Mn 0.60～0.90，P≤0.025，S≤0.025，Cr 0.30～0.60，V 0.02～0.08。采用本發(fā)明所述方法所制備的8CrV2熱軋鋼板，減少了鑄坯偏析、疏松和裂紋，具有組織性能均勻、耐疲勞性能高的特點。
文檔編號B21B1/46GK101792883SQ20101001958
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權日2010年1月21日
發(fā)明者毛新平, 陳景滸, 李軻新 申請人:廣州珠江鋼鐵有限責任公司