专利名称：一种热轧钢及其制造方法
技术领域：
本发明属于冶金领域，涉及一种用热轧钢及其制造方法。
背景技术：
三级锚链用热轧圆钢是造船工业常用的一种钢材，常采用大断面连铸坯以热轧方式轧制而成。目前所使用的三级锚链用热轧圆钢要求调质后的强韧性要达到以下要求， 如屈服强度(os)为410Mpa，抗拉强度(Ob)为690Mpa，伸长率(δ)为17%，断面收缩率 (Φ)40%，中心位置V型缺口平均冲击功在0°C时为60J，在-20°C时为35J。为了满足三级锚链用热轧圆钢的高强韧性要求，在制造过程中，连铸坯的压缩比最小应为7 1，如生产直径Φ150πιπι的圆钢时，要求连铸坯的断面尺寸至少在350X350mm以上。也就是说，现有技术生产三级锚链用热轧圆钢首先要获得较大断面的连铸坯，然而，连铸坯的断面尺寸由连铸机的设备条件决定，若连铸机仅能生产断面为260X 340mm的连铸坯，则将其轧制成直径Φ150πιπι的圆钢时，热轧材的压缩比仅为5 1，由此制造的三级锚链用热轧圆钢的强韧性无法达到设计要求的强韧性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种热轧钢及其制造方法，所述热轧钢具有高强韧性。本发明还提供一种热轧钢的制造方法，该方法可以获得高强韧性的热轧钢，而且， 热轧钢的生产可以部分弥补连铸机设备条件的限制。为此，本发明提供一种热轧钢，该热轧钢含有I. 70 1.85% (重量)的锰。优选地，所述热轧钢还含有(以重量百分比计)碳O. 29 O. 33，硅 O. 22 O. 28，铝 O. 020 O. 065，钛 O. 020 O. 030。优选地,所述热轧钢中还含有以下微量元素,所述微量元素包括重量占O. 00 O. 20%的铬，重量占O. 00 O. 02%的钥，重量占O. 00 O. 20% 的镍，重量占O. 00 O. 20%的铜，重量占O. 000 O. 025%的磷，重量占O. 000 O. 015% 的硫，重量占O. 00 O. 010 %的氮，重量占O. 00 O. 04 %的铌，重量占O. 000 O. 04 %的 凡。优选地，热轧钢在中心位置的V型缺口平均冲击功为0°C时，冲击功120 150J ;-20°C时，冲击功70 100J ;所述热轧钢经全直径调质热处理后的屈服强度495 535Mpa，和/或抗拉强度715 750Mpa，和/或伸长率20 25%，和/或断面收缩率62 72%。另外，本发明还提供一种热轧钢的制造方法，包括以下步骤将原料熔化成钢水，在出钢的过程中将所述钢水中锰的含量控制在I. 70
1.85% (重量)；对所述钢水进行钢包精炼；
对钢包精炼后的所述钢水进行真空精炼；将真空精炼后的所述钢水浇铸成铸坯；将所述铸坯轧制成热轧钢；热处理所述热轧钢。优选地，所述钢水还包括(以重量百分比计)
碳O. 29 O. 33，硅 O. 22 O. 28，铝 O. 020 O. 065，钛 O. 020 O. 030。优选地,所述钢水还包括微量元素,所述微量元素包括重量占O. 00 O. 20%的铬，重量占O. 00 O. 02%的钥，重量占O. 00 O. 20% 的镍，重量占O. 00 O. 20%的铜，重量占O. 000 O. 025%的磷，重量占O. 000 O. 015% 的硫，重量占O. 00 O. 010%的氮，重量占O. 00 O. 04%的铌，重量占O. 000 O. 04%的 凡。优选地，热处理所述热轧钢的步骤包括将所述热轧钢加热至920±40°C，并保温3 5小时；将保温3 5小时后的热轧钢放入水中进行水淬；将进行水淬后的热轧钢加热至610±40°C，并保温4 5小时；将保温4 5小时后的热轧钢放入水中进行水冷。优选地，在将所述铸坯轧制成热轧钢时的加热制度为预热段温度< 820°C ;加热段温度1140±30°C ;均热段温度1170±40°C。优选地，将所述铸坯轧制成热轧钢后，将其放置在空气中堆冷，以使所述热轧钢的内部偏析在I. O级以下，疏松在I. 5级以下。优选地，所述钢水浇铸成铸坯后，将所述铸坯放入缓冷坑进行缓冷。优选地，在出钢时，所述钢水中的铌、钒、钛的总重量不大于所述钢水总重量的 O. 12%。本发明具有以下有益效果本发明提供的热轧钢通过调整钢中锰的含量可以获得高的强韧性，将其应用于生产生活的结构件，可以提高结构件的可靠性以及使用寿命。另外，本发明提供的热轧钢的制造方法，通过控制热轧钢中锰的含量可以达到细化晶粒的目的，从而提高热轧钢的强韧性。而且，由该制造方法制造热轧钢时，即使轧制的压缩比小于7，同样可以获得高强韧性的热轧钢，而且强韧性优于目前采用大规格的连铸坯生产的热轧钢，换句话说，该制造方法生产高强韧性的热轧钢可以弥补连铸机设备条件的限制。作为本发明的一个优选实施例，通过控制轧制过程中的加热制度，可以改善连铸坯的内部组织，从而提高热轧钢的强韧性。作为本发明的另一优选实施例，通过适合的热轧钢的热处理制度，可以进一步提高热轧钢的强韧性。
图I为本发明提供的热轧钢的生产工艺流程图。
具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的热轧钢及其制造方法进行详细描述。本发明提供的热轧钢的化学组成及含量(重量百分比)为碳O. 29 O. 33，硅 O. 22 O. 28，锰 I. 70 I. 85，铬 O. 00 O. 20，钥 O. 00 O. 02，铝 O. 020 O. 065，镍 O. 00 O. 20，铜 O. 00 O. 20，磷 O. 000 O. 025，硫 O. 000 O. 015，氮 O. 00 O. 010，银 O. 00 O. 04，钒 O. 000 O. 04，钛 O. 020 O. 030，余量为铁。这种热轧钢通过控制钢中锰的含量可以获得高强韧性，具体为在中心位置的V 型缺口平均冲击功为0°C时，冲击功120 150J ;-20°C时，冲击功70 100J ;屈服强度 os495 535Mpa，和/或抗拉强度ob 715 750Mpa，和/或伸长率δ彡20 25%，和/ 或断面收缩率Φ62 72%。将本发明提供的热轧钢应用于生产生活的结构件，可以提高结构件的可靠性以及使用寿命。本实施例开发了一种新的热轧钢的制造方法，用于制造高强韧性的三级锚链用热轧圆钢，即使热轧材的压缩比仅为5 1，也可以获得高强韧性的热轧圆钢，这种方法可以弥补连铸机设备条件限制的热轧钢的生产方法。
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本发明提供的制造热轧钢的工艺路线包括以下步骤FAF(电炉炼钢)一LF精炼 (钢包精炼)一VD精炼(真空精炼)一连铸一切割一冷却(缓冷)一检验一判定一加热一轧制一切割一堆冷一热处理一超声+磁粉探伤一(精整)一判定一包装一称重一入库。下面对上述步骤中主要步骤进行说明。图I为本发明提供的热轧钢的工艺流程图。请参阅图1，本发明热轧钢的制造方法包括以下步骤步骤Si，将原料熔化成钢水并出钢。原料包括主料和辅料，其中，主料包括生铁和废钢，当然，生铁也可以用铁水代替， 或者将生铁和铁水同时加入。生铁和铁水应符合GB/T717-1998的有关要求，废钢应符合 GB/T4223-2004《废钢铁》有关要求。辅料包括铁合金及其它辅料材料，其中，辅料材料应符合文件编号SG. J. 002-04《合金、辅助材料等技术标准》的要求。本实施例以100吨吨位的电炉为例，将主料加入电炉中，其中，加入的生铁不少于 50吨。废钢选用重废和剪切料，而且，废钢中不得有大型铸铁及结构件，并控制废钢中残余元素的含量，如Sn、Sb、B、As百分含量均小于O. 02 (重量)％，废钢中残余元素的含量符合 DNV船级社(挪威船级社)规范。启动电炉使主料熔化成钢水，并造好泡沫渣，加强冶炼过程的脱磷，使磷含量降低至O. 009 (重量)％以下。在熔化主料的同时烘烤钢包，并检查确认钢包的透气砖的透气是否良好，待钢包红包时出钢。钢包应采用渣线良好的钢包。当电炉内的钢水温度达到1680°C以上时出钢，出钢量不大于105吨，而且终点碳含量不小于O. 06 (重量)％。为防止出钢时出钢口卷渣，出钢口寿命在中前期，而且不得出钢下渣。在出钢过程中加入辅料，辅料包括合金和渣料，其中，合金包括硅锰合金、锰铁、增碳剂以及铝块，渣料包括石灰和预熔渣。出钢时加入600kg石灰、500kg预熔渣及适量合金。为节约铝块的用量，降低冶炼成本，辅料的加入顺序为硅锰合金、锰铁、增碳剂、石灰、预熔渣、铝块，从而使出钢后的钢水的化学成分及含量(重量百分比)控制在表I的范围内，其中，钢水中的铌、 钒、钛的总重量应小于或等于(即不大于)所述钢水总重量的O. 12%。另外，合金和渣料是在500°C的温度下烘烤之后使用。通过控制热轧钢的化学成分及含量可以达到细化晶粒的目的，从而提高热轧钢的强韧性。在步骤s 10中，除出钢时钢水的化学成分及含量与 现有技术不同外，其它冶炼工艺均与现有技术相同。 步骤s20，对钢水进行LF精炼。
权利要求
1.一种热轧钢，其特征在于，该热轧钢含有重量占I. 70 I. 85%的锰。
2.根据权利要求I所述的热轧钢，其特征在于，所述热轧钢还含有 重量占0. 29 0. 33%的碳，重量占0. 22 0. 28%的硅，重量占0. 020 0. 065%的铝重量占0. 020 0. 030%的钛。
3.根据权利要求2所述的热轧钢，其特征在于，所述热轧钢中还含有以下微量元素，所述微量元素包括 重量占0. 00 0. 20 %的铬，重量占0. 00 0. 02 %的钥，重量占0. 00 0. 20 %的镍，重量占0. 00 0. 20%的铜，重量占0. 000 0. 025%的磷，重量占0. 000 0. 015%的硫，重量占0. 00 0. 010%的氮，重量占0. 00 0. 04%的铌，重量占0. 000 0. 04%的钒。
4.根据权利要求I所述的热轧钢，其特征在于，热轧钢在中心位置的V型缺口平均冲击功为0°C时，冲击功120 150J ;-20°C时，冲击功70 100J ;所述热轧钢的经全直径调质热处理后屈服强度495 535Mpa，和/或抗拉强度715 750Mpa，和/或伸长率20 .25%，和/或断面收缩率62 72%。
5.一种热轧钢的制造方法，其特征在于，包括以下步骤 将原料熔化成钢水，在出钢的过程中将所述钢水中含有重量控制在I. 70 I. 85%的锰； 对所述钢水进行钢包精炼； 对钢包精炼后的所述钢水进行真空精炼； 将真空精炼后的所述钢水浇铸成铸坯； 将所述铸坯轧制成热轧钢； 热处理所述热轧钢。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述钢水还包括 重量占0. 29 0. 33%的碳，重量占0. 22 0. 28%的硅，重量占0. 020 0. 065%的铝，重量占0. 020 0. 030%的钛。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述钢水还包括微量元素，所述微量元素包括 重量占0. 00 0. 20 %的铬，重量占0. 00 0. 02 %的钥，重量占0. 00 0. 20 %的镍，重量占0. 00 0. 20%的铜，重量占0. 000 0. 025%的磷，重量占0. 000 0. 015%的硫，重量占0. 00 0. 010%的氮，重量占0. 00 0. 04%的铌，重量占0. 000 0. 04%的钒。
8.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，热处理所述热轧钢的步骤包括 将所述热轧钢加热至920±40°C，并保温3 5小时； 将保温3 5小时后的热轧钢放入水中进行水淬； 将进行水淬后的热轧钢加热至610±40°C，并保温4 5小时； 将保温4 5小时后的热轧钢放入水中进行水冷。
9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在将所述铸坯轧制成热轧钢时的加热制度为预热段温度≤8200C ;加热段温度1140±30°C ;均热段温度1170±40°C。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，将所述铸坯轧制成热轧钢后，将其放置在空气中堆冷，以使所述热轧钢的内部偏析在I. 0级以下，疏松在I. 5级以下。
11.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述钢水浇铸成铸坯后，将所述铸坯放入缓冷坑进行缓冷。
12.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在出钢时，所述钢水中的铌、钒、钛的总重量不大于所述钢水总重量的0. 12%。
全文摘要
本发明提供一种热轧钢及其制造方法，该热轧钢中含有1.70～1.85％(重量)的锰，因此该热轧钢具有高强韧性，可以作为锚链用钢。该热轧钢的制造方法可以通过小规格的连铸坯获得与大规格的连铸坯强韧性相同甚至更优的热轧钢。
文档编号C22C38/58GK102703809SQ20111007507
公开日2012年10月3日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者徐益峰, 石新华 申请人:北大方正集团有限公司, 江苏苏钢集团有限公司, 苏州苏信特钢有限公司