专利名称：一种安全鞋防砸钢包头专用钢及其冶炼方法
技术领域：
本发明涉及一种安全鞋防砸钢包头专用钢及其冶炼方法。
背景技术：
由于近年来人们的安全意识的不断提高，劳保安全鞋的需求量也节节攀升，同时对其安全性能的要求也越来越高。全球防砸安全鞋的需求量达到了 9千万双，特别是出口到欧盟的产品也越来越多，在大量出口为安全鞋行业带来巨大利润的同时，也给该行业带来了巨大的挑战。因为目前国内还没有一家钢铁行业专门生产适合制作钢包头的钢材，所以一直以来都是用普通钢板替代，这样的结果就是大量的产品不合格，为了解决产品质量问题一些钢包头生产厂家就开始尝试用一些低合金钢代替，由于这些低合金钢不是专业为该行业设计的于是就出现了产品质量的不稳定。常用的低合金钢有U20202 (对比钢种中的7)，u20252 (对比钢种中的8)，30Mn (对比钢种中的9)，35Mn(对比钢种中的10)等。u20202强度和硬度一般，塑性好、韧性好，但用这种材料必须增加厚度，否则产品很难达标，这样就会增加材料的成本和劳保鞋的重量。 U20252具有一定的强度、硬度，塑性和韧性好，焊接性、冷塑性加工性较高，但是淬透性、淬硬性较差。30Mn具有较高的强度和淬透性，冷变形时塑性好，但热处理时有回火脆性和过热敏感性。35Mn强度、淬透性比30Mn好，但是冷变形较差，冲压卷边时易出现裂纹。以上材料都存在一些问题，导致产品质量不稳定。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种有较高强度和淬透性，冷变形时塑性好，有好的冷加工性能、深冲性能和淬透性能的安全鞋防砸钢包头专用钢及其冶炼方法。本发明目的的实现方式为，一种安全鞋防砸钢包头专用钢，其含量％为CO. 25 0. 35%, Cr 0. 005 0. 02%, Mn 0. 2 1. 0%,Si 0. 01 0. 32%, Ni 0. 005 0. 03%, Al 0. 001 0. 03%, Zr 0. 005 0. 01%，P 彡 0. 045，S 彡 0. 045，其余为 Fe。一种安全鞋防砸钢包头专用钢的冶炼方法，采用符合GB717-82炼铁生铁规定二级标准的铁水，铁水温度高于1200°C，渣料90kg/吨钢，将终点C含量控制在0. 2%，出钢温度控制在1700°C，在出钢1/5 4/5之间加入熔融的合金，合金加入量为SiZr30 1 3kg/ 吨钢，FeMn75# 4 8kg/ 吨钢，FeCr67C600 1 3kg/ 吨钢，Ni 0. 6 2kg/ 吨钢，Al 2 6kg/吨钢，而后用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力0. 2Mpa,连铸浇注钢坯，中包温度在1500°C以上，板坯150 1050mm，拉速lm/min，弱冷冷却，于900 1350°C轧制成1. 2mm厚的板材，经850 1100°C淬火-油淬、空淬、水淬， 然后经200 850°C回火处理，得安全鞋防砸钢包头专用钢，铁水渣料为石灰和萤石。本发明的专用钢中添加了 Ta:和Al，其抗拉强度为60 69Kg/mm2，与现在所有的一些钢种相比其有较高的强度和淬透性，冷变形时塑性好，有更加优越的冷加工性能，其优良的深冲性能和淬透性能使生产一次性成品率高，节约了大量的人力和物力，冶炼成本低。
具体实施例方式本发明专用钢的含量％为C 0. 25 0. ；35%，Cr 0. 005 0. 02 %，Mn 0. 2 1. 0%, Si 0. 01 0. 32%，Ni 0. 005 0. 03%，Al 0. 001 0. 03%，Zr 0.005 0.01%， P 彡 0. 045，S 彡 0. 045，其余为 Fe。专用钢最佳含量％为C 0. 0.31%，Cr 0. 01 0. 02%、Mn 0. ；35 0. 6%、 Si 0. 01 0. 03%、Ni 0. 01 0. 03%、Al 0. 01 0. 03%、Zr 0. 005%, P 0. 02 0. 03、 S 0. 02 0. 03，其余为 Fe。专用钢中含碳，碳是稳定奥氏体相的元素，淬火、回火后可以得到所需的强度，其含量需控制在0. 25 0. 35%之间，过高会降低钢的韧性。含Cr，可提高淬火性和回火阻抗性，提高强度和浸碳性，并且形成微细碳化物，抑制晶粒生长，提高韧性。含Mn，可以提高钢的强度和淬透性。Si含量控制在0. 01 0. 03%之间，当Si超出0. 03%时可使回火马氏体脆性低谷向高温方向偏移，从而影响冷冲压性能。含Ni，可细化晶粒，在提高钢的韧性的同时也提高钢的强度，提高钢的低温强度和热处理性能。含Al，Al作为脱氧剂同时还能够细化晶粒。含Zr，Zr细化钢的奥氏体晶粒，提高钢的低温韧性。冶炼方法是采用GB717-82炼铁生铁规定二级标准的铁水，终点C含量在0. 2 %，在 1700°C出钢1/5 4/5之间加入熔融的SiZr30、FeMn75#、FeCr67C600、Ni和Al，吹氩气，连铸浇注钢坯，弱冷冷却，轧制板材，经油淬、空淬、水淬，然后经回火处理，得安全鞋防砸钢包头专用钢。下面举出本发明具体实施例例1、符合GB717-82炼铁生铁规定二级标准的铁水，铁水温度1200°C，渣料90kg/ 吨钢，将终点C含量控制在0. 25%，出钢温度控制在1700°C，在出钢1/5 4/5之间加入用中频感应炉熔化的合金，SiZr30 lkg/吨钢；FeMn75#5kg/吨钢；!^0670600 Ikg/吨钢；Ni 0. 6kg/吨钢；Al 6kg/吨钢。用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力0. 2Mpa。连铸浇注钢坯，中包温度控制在1500°C以上，板坯120父120_，拉速2.5111/1^11，弱冷冷却。900 1350°C轧制成1. 2mm板材，经850 1100°C淬火(油淬、空淬、水淬)然后经600°C回火处理，得安全鞋防砸钢包头专用钢。专用钢的含量％为C 0. 26%,Cr 0.01%, Mn 0. 35%, Si 0. 01%, Ni 0. 01%, Al 0. 03%, Zr 0. 005%, P 0. 03，S 0.03，其余 Fe 和不可避免的杂质。例2、同例1，不同的是，将终点C含量控制在0^6%，合金加入量为SiZr30 2kg/ 吨钢；FeMn75# 6kg/吨钢；FeCr67C600 lkg/吨钢；Ni 0. 6kg/吨钢；Al 6kg/吨钢。用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力0. 2Mpa。连铸浇注钢坯，中包温度控制在1500°C以上，方坯120\120讓，拉速2.5111/1^11弱冷冷却。得安全鞋防砸钢包头专用钢，专用钢的含量％为C 0. 27%, Cr 0. 02%,Mn 0.4%, Si 0. 02%, Ni 0. 01%, Al 0. 03%, Zr 0. 01%, P 0.03，S 0. 02，其余!^e 和不可避免的杂质。例3、同例1，不同的是，将终点C含量控制在0.27%在出钢1/5 4/5之间加入熔融的合金，合金加入量为:SiZr30 3kg/吨钢；FeMn75# 6. ^g/吨钢；FeCr67C600 1. 5kg/ 吨钢；Ni 0. 7kg/吨钢；Al 5. 5kg/吨钢，用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力 0.2Mpa。连铸浇注钢坯，中包温度控制在1500°C以上，方坯120\120讓，拉速2.5111/1^11弱冷冷却。得安全鞋防砸钢包头专用钢，专用钢的含量％为〔0. 28%,Cr 0.01%,Mn 0. 45%, Si 0. 03%, Ni 0. 02%, Al 0. 025%, Zr 0. 015%, P0. 02, S 0. 03，其余!^e 和不可避免的杂质。例4、将终点C含量控制在0.在出钢1/5 4/5之间加入熔融的合金，合金加入量为:SiZr30 4kg/ 吨钢；FeMn75# 7kg/ 吨钢；FeCr67C600 1. 5kg/ 吨钢；Ni 0. 7kg/ 吨钢；Al 5kg/吨钢，用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力0. 2Mpa。连铸浇注钢坯，中包温度控制在1500°C以上，方坯120父120111111，拉速2.5111/1^11弱冷冷却。得安全鞋防砸钢包头专用钢，专用钢的含量％为C 0. 29%, Cr 0. 02%,Mn 0.5%, Si 0. 04%, Ni 0. 02%, Al 0. 02%, Zr 0. 02%, P 0.02，S 0. 02，其余!^e 和不可避免的杂质。例5、同例1，不同的是，将终点C含量控制在0. %在出钢1/5 4/5之间加入熔融的合金，合金加入量为:SiZr30 5kg/吨钢；FeMn75# 7. ^g/吨钢；FeCr67C600 1. 5kg/ 吨钢；Ni 0. 8kg/吨钢；Al 4. 5kg/吨钢，用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力 0.2Mpa。连铸浇注钢坯，中包温度控制在1500°C以上，方坯120父120111111，拉速2.5111/1^11弱冷冷却。得安全鞋防砸钢包头专用钢，专用钢的含量％为C 0. 30%,Cr 0. 02%,Mn 0. 55%, Si 0. 05%, Ni 0. 03%, Al 0. 015%, Zr 0. 025%, P0. 03, S 0. 03，其余!^e 和不可避免的杂质。例6、、将终点C含量控制在0.在出钢1/5 4/5之间加入熔融的合金，合金加入量为:SiZr30 6kg/吨钢；FeMn75# 8kg/吨钢；FeCr67C600 1.5kg/吨钢；Ni 0. 8kg/吨钢；Al 4kg/吨钢，用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力0. 2Mpa。连铸浇注钢坯，中包温度控制在1500°C以上，方坯120\120讓，拉速2.5111/1^11弱冷冷却。得安全鞋防砸钢包头专用钢，专用钢的含量％为C 0.31%,Cr 0. 02%,Mn 0.6%, Si 0. 06%, Ni 0. 03%, Al 0. 01%, Zr 0. 03%, P 0.03，S 0. 02，其余!^e 和不可避免的杂质。900 1350°C轧制成1. 2mm板材，经850 1100°C淬火(油淬、空淬、水淬)然后经600°C回火处理，本申请人作了用本发明生产的例1-例6与现有钢种含量％的对比试验，试验结果见表1。表 权利要求
1.一种安全鞋防砸钢包头专用钢，其特征在于其含量％为C 0.25 0.35%，Cr 0. 005 0. 02%，Mn 0.2 1.0%，Si 0. 01 0. 32%，Ni 0. 005 0. 03%，A10. 001 0. 03%, Zr 0. 005 0. 01%，P 彡 0. 045，S 彡 0. 045，其余为 Fe。
2.一种安全鞋防砸钢包头专用钢，其特征在于含量％为C 0.沈 0. 31%，Cr 0. 01 0. 02%, Mn 0. 35 0. 6%、Si 0. 01 0. 03%, Ni 0. 01 0. 03%, A10. 01 0. 03%, Zr 0. 005%,P 0.02 0.03、S 0. 02 0. 03，其余为 Fe。
3.冶炼一种权利要求1和2所述的安全鞋防砸钢包头专用钢的方法，其特征在于采用符合GB717-82炼铁生铁规定二级标准的铁水，铁水温度高于1200°C，渣料90kg/吨钢，将终点C含量控制在0. 2 %，出钢温度控制在1700°C，在出钢1/5 4/5之间加入熔融的合金， 合金加入量为SiZr30 1 3kg/吨钢，FeMn75# 4 8kg/吨钢，FeCr67C600 1 3kg/吨钢，Ni 0. 6 2kg/吨钢，Al 2 6kg/吨钢，而后用钢包车送到小平台吹氩气5分钟，吹氩气压力0. 2Mpa,连铸浇注钢坯，中包温度在1500°C以上，板坯150 1050mm，拉速lm/min，弱冷冷却，于900 1350°C轧制成1.2mm厚的板材，经850 1100°C淬火-油淬、空淬、水淬，然后经200 850°C回火处理，得安全鞋防砸钢包头专用钢，铁水渣料为石灰和萤石。
全文摘要
本发明涉及一种安全鞋防砸钢包头专用钢及其冶炼方法。专用钢含量％为C 0.25～0.35％，Cr 0.005～0.02％，Mn 0.2～1.0％，Si 0.01～0.32％，Ni0.005～0.03％，Al 0.001～0.03％，Zr 0.005～0.01％，P≤0.045，S≤0.045，其余为Fe。冶炼方法是采用GB717-82炼铁生铁规定二级标准的铁水，终点C含量在0.2％，在1700℃出钢1/5～4/5之间加入熔融的SiZr30、FeMn75#、FeCr67C600、Ni和Al，吹氩气，连铸浇注钢坯，弱冷冷却，轧制板材，经油淬、空淬、水淬，然后经回火处理，得产品。本发明的专用钢中添加了Zr和Al，其抗拉强度为60～69Kg/mm2，与现在所有的一些钢种相比其有较高的强度和淬透性，冷变形时塑性好，有更加优越的冷加工性能，其优良的深冲性能和淬透性能使生产一次性成品率高，节约了大量的人力和物力，冶炼成本低。
文档编号C22C38/50GK102268610SQ201010191888
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者刘宇, 刘绪衡, 叶燚玺, 李庆, 李贞茂, 马德忠, 马红春, 高圣 申请人:荆州市美江劳保用品有限公司