一种非调质钢的一火成材生产方法技术

一种非调质钢的一火成材生产方法，属于冶金技术领域，其包括电弧炉炼钢、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、轧制工序。LF精炼工序采用变流量吹氩工艺；连铸工序采用大断面立式连铸机实施凝固末端前沿动态轻压下技术，铸坯凝固过程中，在0.3≤中心凝固系数fs≤0.8的糊状区实施动态压下；取消精轧前加热炉二次加热轧材。本发明专利技术通过工艺优化，取消轧制阶段的再次加热，从而降低了能耗、制造成本，提高了生产效率，所得成品钢材内部质量和力学性能与二火成材相比无显著差异。材相比无显著差异。材相比无显著差异。

【技术实现步骤摘要】
一种非调质钢的一火成材生产方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种非调质钢的一火成材生产方法。

技术介绍

[0002]非调质钢因为其高温成形后不需要进行后续的热处理，简化工序、节省成本而受到广泛的关注，在诸多领域内逐渐得到应用。由于非调质钢纯净度高，残余元素低，性能稳定，主要用于汽车发动机、拖拉机的发动机、空压机的连杆，机床零件、轴类零件等。
[0003]非调质钢的生产过程，往往采用二火成材。二火成材的优点是压缩比大、两次加热有利于材料均匀性和致密性的保证，表面质量较好，晶粒更加均匀，拉伸性能略高；但缺点是轧材需再次通过加热炉进行二次加热，才能达到进入精轧机继续轧制的要求，这就需要耗费更多的燃料，增加了环境污染和能耗、成本，若温度与加热时间控制不当，还会出现钢材过烧的情况。因此非调质钢的一火成材工艺发展势在必行，但实际生产过程中，非调质钢的碳、锰含量较高，易产生偏析和疏松缺陷，因此其工艺过程普遍采用二火成材进行生产。
[0004]一火成材不需再次加热，轧材可直接通过粗轧与精轧工序加工成成品材料。因此一火成材流程短，有利于高效率生产，且轧制加热温度较低有利于脱碳控制，可显著降低企业能耗、金属料耗、产能成本，对各项技术经济指标均有显著提高。可见二火成材中存在的问题，可通过实施一火成材工艺得到解决和改善。但一火成材压缩比小，不利于组织均匀性和致密性控制，产品合格达标困难。
[0005]CN112342462 A一种大功率发动机曲轴用Nb
‑
Ti微合金化高强韧性贝氏体非调质钢及其制备方法，CN104264040 A一种非调质钢及其制造方法以及采用该非调质钢制造的曲轴，CN115354229 A一种曲轴用非调质钢及其加工工艺，以上专利技术均采用微合金碳氮化物进行组织调控，但非调质钢属中高碳锰钢，极易产生偏析导致大尺寸粒子的析出，不仅不会钉扎晶界，反而极易引发裂纹产生。CN104264040A公开了一种非调质钢及其制造方法以及采用该非调质钢制造的曲轴，制造方法中还包括模铸和热处理，生产成本很高且周期较长。

技术实现思路

[0006]为解决非调质钢生产中多火次成材生产的缺点，本专利技术提供一种非调质钢的一火成材生产方法，减少加热火次，降低生产企业能耗，提高非调质钢生产效率。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种非调质钢的一火成材生产方法，包括电弧炉炼钢、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、轧制工序；
[0009]LF精炼工序：采用变流量吹氩工艺，精炼前期化渣过程氩气流量为300～350NL/min，送电提温时氩气流量为240～260NL/min，成分调整时氩气流量为340～350NL/min，精炼后期氩气流量为140～155NL/min，终点软吹时氩气流量为55～65NL/min；
[0010]连铸工序：采用大断面立式连铸机实施凝固末端前沿动态轻压下技术，铸坯凝固
过程中，在0.3≤中心凝固系数fs≤0.8的糊状区实施动态压下；
[0011]轧制工序：取消精轧前加热炉二次加热轧材。
[0012]进一步的，所述电弧炉炼钢工序，出钢温度1580～1650℃，出钢过程加入精炼渣、白灰；采用铝块和铝线进行出钢脱氧。
[0013]进一步的，所述LF精炼工序，碳化硅的加入量2～5kg/t,白渣时间≥25min，精炼终点喂硫线。
[0014]进一步的，所述RH真空精炼工序，真空度≤133Pa，高真空时间10～20min；软吹时间15～30min。
[0015]进一步的，所述连铸工序，采用长水口密封垫+氩气密封，连浇包第一包过热度为30～55℃，其余包次过热度为10～35℃；液面波动按
±
5mm控制；拉速0.50～0.55m/min；连铸坯缓冷≥48h。
[0016]进一步的，所述加热工序，采用步进式连续加热炉加热，预热段温度450～800℃、加热一段温度800～1120℃、加热二段温度1080～1260℃、均热段温度1200℃，加热进出钢节奏≥150秒/步。
[0017]进一步的，所述轧制工序，粗轧开轧温度1050～1180℃，精轧终轧温度850～950℃。
[0018]进一步的，所述非调质钢为38MnS6，其化学成分及其质量百分含量为C：0.35～0.40％，Si：0.20～0.70％，Mn：1.30～1.50％，P≤0.03％，S：0.04％～0.07％，Ni≤0.15％，V≤0.01％，Cu≤0.25％，Mo≤0.05％，Ti≤0.08％，N：0.010～0.016％，其余为Fe和不可避免杂质。同时，磷、铅、锑、铋在技术条件允许情况下应尽可能降低其含量，以减少原奥氏体晶界处的偏聚，提高韧性。溶于奥氏体中的碳元素与各元素之间达到理想的最佳配比含量，从而使材料具有良好的塑性、韧性、耐腐蚀性等综合性能。
[0019]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术利用精炼阶段变流量吹氩技术去除大尺寸夹杂物，连铸阶段凝固末端压下技术改善铸坯内部质量，取消轧制阶段再次加热工序，减少了源耗和废气排放，降低了制造成本，提高了非调质钢的生产效率；所得成品钢材内部质量和力学性能良好，具体满足下表中的要求：
[0020]非金属夹杂物控制要求指标
[0021][0022]机械性能要求指标
[0023][0024]低倍检验缺陷控制要求
[0025][0026][0027]说明书附图
[0028]图1为实施例1所得非调质钢的低倍检测图；
[0029]图2为实施例1所得非调质钢的金相组织图；
[0030]图3为实施例1所得非调质钢的非金属夹杂物的检测图A；
[0031]图4为实施例1所得非调质钢的非金属夹杂物的检测图B；
[0032]图5为实施例1所得非调质钢的脱碳层深度检测图。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]本专利技术非调质钢的一火成材生产方法适用于非调质钢38MnS6，其化学成分及其质量百分含量为C：0.35～0.40％，Si：0.20～0.70％，Mn：1.30～1.50％，P≤0.03％，S：0.04％～0.07％，Ni≤0.15％，V≤0.01％，Cu≤0.25％，Mo≤0.05％，Ti≤0.08％，N：0.010～0.016％；其余为Fe和不可避免杂质。
[0035]非调质钢的一火成材生产方法包括电弧炉炼钢、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、轧制工序，各工序步骤如下所述：
[0036](1)电弧炉炼钢工序：采用双竖井直流电弧炉炼钢，终点C:0.04～0.15％、P≤0.010％；出钢温度1580～1650℃，出钢过程加入精炼渣4.60～4.63kg/t，白灰3.80～3.85kg/t；采用铝块和铝线进行出钢脱氧。
[0037](2)LF精炼工序：碳化硅的加入量2～5kg/t，白渣时间≥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非调质钢的一火成材生产方法，其特征在于，包括电弧炉炼钢、LF精炼、RH真空精炼、连铸、加热、轧制工序；LF精炼工序：采用变流量吹氩工艺，精炼前期化渣过程氩气流量为300～350NL/min，送电提温时氩气流量为240～260NL/min，成分调整时氩气流量为340～350NL/min，精炼后期氩气流量为140～155NL/min，终点软吹时氩气流量为55～65NL/min；连铸工序：采用大断面立式连铸机实施凝固末端前沿动态轻压下技术，铸坯凝固过程中，在0.3≤中心凝固系数fs≤0.8的糊状区实施动态压下；轧制工序：取消精轧前加热炉二次加热轧材。2.根据权利要求1所述的非调质钢的一火成材生产方法，其特征在于，所述电弧炉炼钢工序，出钢温度1580～1650℃，出钢过程加入精炼渣、白灰；采用铝块和铝线进行出钢脱氧。3.根据权利要求2所述的非调质钢的一火成材生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序，碳化硅的加入量2～5kg/t，白渣时间≥25min，精炼终点喂硫线。4.根据权利要求3所述的非调质钢的一火成材生产方法，其特征在于，所述RH真空精炼工序，真空度≤133Pa，高真空时间10～20min；软吹时间15～30min。5.根据权利要求4所述的非调质钢的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永建，孙晓明，朱苗勇，郝彦英，刘献达，王翠亮，常鹏飞，李荣祥，谢文发，曹玉鹏，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：