一种非调质钢及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种非调质钢及其生产工艺，改变以往非调质钢生产中在精轧之前进行冷却的方式，至少在精轧步骤后设置冷却步骤，并且冷却方式一改现有技术中采用单一水冷或者空冷且强弱一致的冷却方式，将强冷和弱冷交替进行，强冷可以保证钢材表面温度迅速减低，弱冷可以使得钢材芯部的温度逐渐扩散到表面，随后再进行强冷，使得热量快速散出，根据实际需要，强冷和弱冷可以交替进行多次，强弱冷相结合的穿水冷却方式使得在较短的时间内钢材芯部的温度和表面的温度即趋于一致，从而确保了钢材力学性能的均匀性，且提高了生产效率，采用本方法生产的非调质钢，可以代替调质42CrMo钢进行直接切削加工。
【专利说明】一种非调质钢及其生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非调质钢及其生产工艺，属于钢铁冶金【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，国内机械加工行业切削用棒材多数使用45、40Cr及42CrMo等普通钢，这些棒材在作为机加工切削用原料时需进行调质热处理,调质成本高,而且由于调质过程会增加能耗并污染环境，同时还有一些废品损耗，不符合现今的节能环保要求。因此，不需要调质处理的可直接切削用非调质钢必将逐步替代普通钢，成为未来发展趋势。非调质钢是指不经过调质处理就可以达到性能要求的机械结构钢，采用此类钢制造零件，可省去调质热处理工序，具有节省能源、材料、工艺简单等优点，可以减少环境污染、避免氧化、脱碳、变形、开裂。
[0003]国内生产易切削非调质钢传统工艺为:电炉冶炼~精炼~模铸~控轧控冷。该种工艺在生产中的难点为:钢材性能的控制。现有国内外生产厂家大多通过改善非调质钢的化学成分来达到对钢材性能的控制，然而，研究证明，单纯通过成分设计很难使得非调质钢达到性能上的要求。
[0004]为此，首钢总公司提出了一种新的非调质钢的生产工艺，主要包括:转炉冶炼、挡渣出钢、钢包脱氧合金化、LF钢包精炼、喂S线、钢包底吹氩以实现全保护浇铸、铸坯控温、控冷以及轧制等步骤，其中，在轧制步骤中，加热温度1100~1180°C，开轧温度1020~1100 V，终轧温度850~920 V，相对变形量为15~35%，轧后冷却到600°C后缓慢冷却到室温。上述工艺生产的非调质钢，通过缓慢冷却方式在短时间内很难保证钢材芯部和表面的温度趋于一致，很容易导致钢材表面和芯部的强度、韧性波动很大，力学性能严重不均匀，采用上述工艺生产大尺寸非调质钢时(例如Φ70~Φ 145棒材)，棒材表面和棒材芯部力学性能不均匀的现象更加明显。
【发明内容】
[0005]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有非调质钢生产工艺生产出的钢材的表面力学性能和芯部力性能不均匀的缺陷，从而提供一种非调质钢及其生产工艺，确保成品的表面力学性能和芯部力学性能的均匀性。
[0006]为此，本发明提供一种非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分--碳0.35~0.47，硅 0.30 ~0.60，锰 1.20 ~1.60，铬 0.00 ~0.30，铝 0.010 ~0.030，镍 0.00 ~0.10，铜 0.00 ~0.20，磷 0.000 ~0.020，硫 0.020 ~0.020，钒 0.050 ~0.250，氮 0.012 ~0.020，余量为铁。
[0007]本发明提供一种非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳0.45~0.47，硅 0.30 ~0.50，锰 1.30 ~1.60，铬 0.00 ~0.20，铝 0.010 ~0.020，镍 0.00 ~0.08，铜 0.00 ~0.10，磷 0.0 00 ~0.010,硫 0.00 ~0.010,钒 0.050 ~0.250，氮 0.012 ~
0.020，余量为铁。
[0008]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，包括至少在精轧步骤后进行的冷却步骤，在所述冷却步骤中，采用强弱冷却交替的方式使所述钢材至少经过两段穿水冷却，以使得在特定时间内钢材的芯部温度与表面温度趋于一致。
[0009]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，使所述钢材经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。
[0010]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，通过控制穿水冷却装置的阀门开启程度控制冷却的强弱。
[0011]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，所述钢材经过4-7秒穿水冷却后，钢材表面温度降低100°c~400°C，待钢材回温后再次降温50°C~100°C。
[0012]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，控制第一段阀门开度为30%~40%，第二段阀门开度为20%，第三段阀门开度为30%~40%，以确保在4~7秒使所述钢材表面温度降低100°C~400°C。
[0013]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，待钢材回温后采用喷雾冷却的方式对所述钢材进行降温冷却。
[0014]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述降温冷却后，将所述钢材分散放置到冷床上进行10~12分钟的空冷。
[0015]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述空冷后，将所述钢材叠放后进行罩冷。
[0016]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，还包括位于冷却步骤前的精轧步骤，在所述精轧步骤中，控制所述钢材进入精轧步骤时的温度≤ 850°C，在钢材温度处于850°C~900°C条件下进行低温轧制。
[0017]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，还包括位于精轧步骤之前的冶炼步骤，所述冶炼步骤包括依次进行的电炉冶炼步骤、钢包炉冶炼步骤以及精炼步骤。
[0018]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述电炉冶炼中采用全铁水冶炼，终点磷含量≤0.015%，终点碳含量0.03%~0.10%,终点温度1620。。~1700°C。
[0019]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述钢包炉冶炼步骤和/或所述精炼步骤中采用碳化硅、硅铁粉脱氧。
[0020]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在所述钢包炉冶炼步骤中，造白渣，并使得白渣保持时间不少于20分钟。
[0021]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，在精炼步骤中，确保精炼时间不少于45分钟，将含氢量控制在1.5ppm以下。
[0022]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，还包括位于所述精炼步骤之后的连铸步骤，在所述连铸步骤中，过热度控制在20~35°C，拉速控制在0.5m/min~0.6m/ min。
[0023]本发明提供一种非调质钢的生产工艺，还包括连铸步骤之后的加热步骤，在所述加热步骤中，将钢坯放入加热炉中进行加热，其中，预热段温度控制在850±30°C，加热段温度控制在1100±30°C，均热段温度控制在1130±30°C，均热段总时间不少于2小时。
[0024]本发明提供的非调质钢的生产工艺具有以下优点:
1.本发明提供的非调质钢的生产工艺，改变以往非调质钢生产中在精轧之前进行冷却的方式，至少在精轧步骤后设置冷却步骤，并且冷却方式一改现有技术中采用单一水冷或者空冷且强弱一致的冷却方式，将强冷和弱冷交替进行，强冷可以保证钢材表面温度迅速减低，弱冷可以使得钢材芯部的温度逐渐扩散到表面，随后再进行强冷，使得热量快速散出，根据实际需要，强冷和弱冷可以交替进行多次，强弱冷相结合的穿水冷却方式使得在较短的时间内钢材芯部的温度和表面的温度即趋于一致，从而确保了钢材力学性能的均匀性，且提高了生产效率。
[0025]2.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，使所述钢材经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。精轧之后的钢材温度较高，在第一段穿水冷却时采用强冷的方式，使得钢材的表面温度迅速降低，由于热量的传递作用，表面温度降低之后，芯部热量逐渐向表面传递，为了使得芯部热量尽可能多的传递到表面，在第二段穿水冷却中采用弱冷的方式，弱冷之后，热传递使得表面温度有所升高，再次通过强冷方式快速冷却表面，从而使得表面热量被迅速带走，此时，热传递使得表面温度和芯部温度趋于一致，从而确保了力学性能的均匀性。
[0026]3.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，通过控制穿水冷却装置的阀门开启程度控制冷却的强弱，具体地，控制第一段阀门开度为30%~40%，第二段阀门开度为20%，第三段阀门开度为30%~40%，以确保在4~7秒使所述钢材表面温度降低100°C~400°C，通过控制阀门开启程度可以控制水流量，进而控制穿水冷却的强弱程度，该种控制方式非常简便，在阀门开启一定长度后，将钢材穿入水中进行穿水处理，钢材在穿水过程中，其表面被全方位冷却，确保了表面冷却的均匀性。
[0027]4.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在所述冷却步骤中，待钢材回温后采用喷雾冷却的方式对所述钢材进行降温冷却。喷雾冷却的方式是对穿水冷却的有利补充，通过喷雾冷却可以使得芯部的热量进一步扩散到表面，更加确保了芯部与表面温度的一致性。
[0028]5.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在所述降温冷却后，将所述钢材分散放置到冷床上进行10~12分钟的空冷。在喷雾冷却后，将钢材分散放置到冷床上进行空冷，可以进一步补充喷雾冷却，使得表面热量进一步散失。
[0029]6.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在所述空冷后，将所述钢材叠放后进行罩冷。罩冷是缓慢冷却的一种方式，为了避免上述冷却过程过快而对钢材组织性能造成的不利影响，将所述钢材叠放后进行罩冷，在经过穿水冷却、喷雾冷却以及空冷等冷却方式后，钢材表面温度与芯部温度已经达到一致，此时，采用罩冷的方式，将冷却速度降下来，有利于改善钢材的组织性能。
[0030]7.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在所述钢包炉冶炼步骤中，造白渣，并使得白渣保持时间不少于20分钟，严格控制白渣保持时间，使得白渣的脱氧、脱硫以及去除夹杂物的作用更加明显，有利于提高钢的纯净度。
[0031]8.本发明提供的非调质钢的生产工艺，在精炼步骤中，确保精炼时间不少于45分钟，将含氢量控制在1.5ppm以下，该精炼工艺有效的控制了氢含量，可以更好的解决后续钢材氢致裂纹的风险；有更充分的时间使得成分更均匀；给予夹杂物更充分的上浮时间，有效的解决夹杂物控制的问题，使得成品更加纯净。
[0032]9.本发明提供的非调质钢的生产工艺，连铸步骤中，过热度严格控制在20~35°C,拉速控制在0.5m/min~0.6m/ min,连铸的低过热度、低拉速保证了铸还的质量。
[0033]10.本发明提供的生产工艺生产的非调质钢，放大500倍下的金相组织为铁素体和珠光体，实际晶粒度(100倍)，按GB/T6394评级为10~11级，晶粒细小，均匀，从心部到边缘级差不大于1.5级，钢材表面和芯部的力学性能均匀，由心部到边缘的强度、韧性波动很小，可以有效避免一般材料在表面加工量较大后，力学性能达不到使用要求的缺点，由心部到边缘硬度差小于30HB，可以有效的避免硬度变化大时对刀具、加工产生的不利影响，并且夹杂物含量低，纯净度较高。
[0034]本发明的核心在于通过控制轧制和控制轧制后的冷却步骤使得钢材表面和芯部的性能大体一致，从而提高了钢材的品质。具体的冷却控制包括:1)在精轧之后采用强弱冷却交替的方式使所述钢材至少经过两段穿水冷却，以使得在特定时间内钢材的芯部温度与表面温度趋于一致，具体地，在精轧之后使所述钢材经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷，在具体的穿水冷却中，通过控制穿水冷却装置的阀门开启程度控制冷却的强弱。
[0035]2)穿水冷却后，待钢材回温后采用喷雾冷却的方式对所述钢材进行降温冷却；
3)在所述降温冷却后，将所述钢材分散放置到冷床上进行10~12分钟的空冷；
4)在所述空冷后，将所述钢材叠放后进行罩冷。
[0036]在精轧之后通过上述方式(尤其是穿水冷却)进行冷却控制，改变以往非调质钢生产中在精轧之前进行冷却的方式，至少在精轧步骤后设置冷却步骤，并且冷却方式一改现有技术中采用单一水冷或者空冷且强弱一致的冷却方式，将强冷和弱冷交替进行，强冷可以保证钢材表面温度迅速减低，弱冷可以使得钢材芯部的温度逐渐扩散到表面，随后再进行强冷，使得热量快速散出，根据实际需要，强冷和弱冷可以交替进行多次，强弱冷相结合的穿水冷却方式使得在较短的时间内钢材芯部的温度和表面的温度即趋于一致，从而确保了钢材力学性能的均匀性，且提高了生产效率。在此基础之上，后续的喷雾冷却、空冷以及罩冷方式的联合控制，使得芯部温度不断的散向表面，而表面温度不断的被带走，并且，上述冷却方式的结合使得冷却速度比较适宜，在空冷之后采用罩冷，使得钢材表面温度与芯部温度一致的情况下，冷却速度不致于过快，提高了综合力学性能。
[0037]本发明中所述的强冷是指在3-5秒内即可使得钢材表面温度降低300-400度的冷却程度，弱冷是比强冷的冷却程度低一些的冷却。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是采用本发明的生产方法生产的非调质钢在放大500倍下的金相图片；
图2是反映采用本发明的生产方法生产的非调质钢的晶粒度的图片；
图3是反映采用本发明的生产方法生产的非调质钢的夹杂物情况的图片。
【具体实施方式】
[0039]实施例1
本实施例提供一种非调质钢的生产方法，包括精轧步骤以及在精轧之后的冷却步骤，其中，在所述精轧步骤中，控制棒材进入精轧步骤时的温度< 850°C，在棒材温度处于850°C~900°C条件下进行低温轧制；轧制后通过专业可控的穿水冷却设备对钢材进行三段穿水冷却，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。
[0040]在此，需要说明的是，控制穿水冷却强弱的方式有很多，在本实施例中，通过控制穿水冷却装置的阀门开启程度来控制水流量，以此来控制冷却强弱的目的，具体地，第一段阀门开度为30%~40%，第二段阀门开度为20%，第三段阀门开度为30%~40%，可确保4_7s内降低棒材表面温度100°C~400°C，之后待棒材回温后采用喷雾冷却的方式将棒材降温500C~100 V，使其热量快速散出，然后将棒材分散开来放置到冷床上采用空冷方式冷却10-12分钟,最后下冷床将棒材叠加罩冷。
[0041]本实施例的非调质钢的生产方法，使所述棒材经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。精轧之后的棒材温度较高，在第一段穿水冷却时采用强冷的方式，使得棒材的表面温度迅速降低，由于热量的传递作用，表面温度降低之后，芯部热量逐渐向表面传递，为了使得芯部热量尽可能多的传递到表面，在第二段穿水冷却中采用弱冷方式，以使得冷却过程中预留较多的时间给芯部进行热传递，弱冷之后，热传递使得表面温度有所升高，再次通过强冷方式快速冷却表面，从而使得表面热量被迅速带走，此时，热传递使得表面温度和芯部温度趋于一致，从而确保了力学性能的均匀性。
[0042]实施例2
本实施例提供一种非调质钢的生产方法，其是在实施例1基础之上的进一步改进，相对于实施例1来说，还包括位于精轧步骤之前的冶炼步骤，所述冶炼步骤包括依次进行的电炉冶炼步骤、钢包炉冶炼步骤以及精炼步骤。
[0043]在电炉冶炼步骤中，采用全铁水冶炼，严格控制出钢前磷含量< 0.015%，终点碳含量0.03%~0.10%，终点温度1670°C~1700°C，电炉冶炼较传统的转炉冶炼可以更好的控制下渣操作。
[0044]在钢包炉(LF炉)冶炼步骤中，使用碳化硅、硅铁粉脱氧，加入石灰造白渣，白渣保持时间不少于20分钟，以使得白渣能够较为彻底的清除夹杂物。
[0045]在精炼炉(VD炉)冶炼步骤中，进行脱气处理，确保含氢量控制在1.5ppm以下，确保精炼时间不少于45分钟。
[0046]用LF炉+VD炉精炼的优点:相对于传统的仅用LF炉精炼来说，该精炼工艺有效的控制了氢含量，可以更好的解决后续棒材氢至裂纹的风险；有更充分的时间使得成分更均匀；给予夹杂物有更充分的上浮时间，有效的解决夹杂物控制的问题。
[0047]实施例3
本实施例提供一种非调质钢的生产方法，其是在实施例1或2基础上的进一步改进，在本实施例中，对连铸步骤以及加热步骤进行改进，连铸步骤和加热步骤均位于精炼步骤之后，而又位于轧制步骤和穿水冷却步骤之前。
[0048]连铸步骤中，通过侵入式水口将中间包中的铁水引入结晶器，避免了通过传统水口引入时易于引入空气的问题，另外，在浸入式水口与中间包的结合部位吹氩气，以避免空气进入中间包，过热度严格控制在23~35°C，拉速控制在0.5m/min~0.6m/ min，连铸的低过热度、低拉速保证了铸坯的质量。连铸后切割时据切处的温度控制在< 820°C，切割后，需人工检查铸坯表面，确保无明显缺陷，取铸坯低倍样，确保铸坯无裂纹，无缩孔，中心疏松不大于3级，该要求是为了保证后续轧制出的棒材表面与低倍的质量，铸坯检查合格后，送往加热炉进行加热，预热段850±30°C，加热段1100±30°C，均热段1130±30°C，确保均热段总时间不少于2小时。
[0049]采用本实施例提供的生产方法生产出的非调质钢的放大500倍下的金相组织为铁素体和珠光体(图1所示)，实际晶粒度(100倍)，按GB/T6394评级为10级左右(图2所示)，晶粒细小，均匀，从心部到边缘级差不大于1.5级，钢材表面和芯部的力学性能均匀，由心部到边缘的强度、韧性波动很小，可以有效避免一般材料在表面加工量较大后，力学性能达不到使用要求的缺点，由心部到边缘硬度差小于30HB，可以有效的避免硬度变化大时对刀具、加工产生的不利影响，并且夹杂物含量低，纯净度较高(图3所示)。
[0050]实施例4
本实施例提供一种采用实施例1所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳 0.35，硅 0.30,锰 1.60,铬 0.20，铝 0.02,镍 0.10,铜 0.20,磷 0.015，硫0.02,钒0.15，氮0.012，余量为铁。
[0051]实施例5 本实施例提供一种采用实施例1所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳0.47，硅0.40,锰1.40,铬0.10，铝0.03,铜0.10,磷0.02,硫0.02,钒0.05，氮0.02，余量为铁。
[0052]实施例6
本实施例提供一种采用实施例1所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳0.40,硅0.50,锰1.50,铬0.30，铝0.01，镍0.08,铜0.08,磷0.01,硫0.025，钒0.15，氮0.018，余量为铁。
[0053]实施例7
本实施例提供一种采用实施例2所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳 0.46，硅 0.60，锰 1.20，铝 0.025，镍 0.10，铜 0.20，磷 0.008，硫 0.023，钒0.080，氮0.020，余量为铁。
[0054]实施例8
本实施例提供一种采用实施例2所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分 M 0.46，硅 0.55，锰 1.30，铬 0.10，铝 0.025，镍 0.05，铜 0.15，磷 0.010，硫0.023，钒0.080，氮0.012，余量为铁。
[0055]实施例9
本实施例提供一种采用实施例2所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分 M 0.38，硅 0.40，锰 1.28，铬 0.08，铝 0.015，镍 0.06，铜 0.15，磷 0.025，硫0.040，钒0.050，氮0.019，余量为铁。
[0056]实施例10
实施例提供一种采用实施例3所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳 0.45，硅 0.58，锰 1.50，铬 0.15，铝 0.025，镍 0.09，铜 0.16，磷 0.030，硫
0.050,钒 0.080，氮 0.019，余量为铁。
[0057]实施例11实施例提供一种采用实施例3所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳 0.47，硅 0.58，锰 1.48，铬 0.25，铝 0.025，镍 0.09，铜 0.15，硫 0.020，钒0.250，氮0.020，余量为铁。
[0058]实施例12
实施例提供一种采用实施例3所述的方法生产的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳 0.38，硅 0.58，锰 1.28，铬 0.25，铝 0.025，镍 0.08，磷 0.020，硫 0.020，钒0.250，氮0.015，余量为铁。
[0059]上述实施例4-12的非调质钢，芯部放大500倍下的金相组织为都为铁素体和珠光体(如图1所示)，实际晶粒度(100倍)，按GB/T6394评级为10~11级(如图2所示)，晶粒细小，均匀，从心部到边缘级差都不大于1.5级，钢材表面和芯部的力学性能均匀，由心部到边缘的强度、韧性波动很小，可以有效避免一般材料在表面加工量较大后，力学性能达不到使用要求的缺点，由心部到边缘硬度差小于30HB，可以有效的避免硬度变化大时对刀具、加工产生的不利影响，并且夹杂物含量低，纯净度较高(如图3所示)。
[0060]上述实施例4-12的力学性能数据见下表1，从表1中可以看出，采用本发明提供的生产方法生产的非调质钢，在屈服强度、抗拉强度、延伸率、面缩率、冲击吸收功等综合力学性能优良，并且，从表1中的性能数据可以看出，采用本发明的实施例3提供的生产方法，且钢的化学成分为碳0.47，硅0.58，锰1.48，铬0.25，铝0.025，镍0.09，铜0.15，硫
0.020，钒0.250，氮0.020，余量为铁，这一实施例的综合力学性能最好，即实施例11的综合力学性能最好。
[0061]从下表性能数据可以看出，本发明提供的采用上述方法生产的非调质钢，完全可以替代调质42CrMo钢直接进行切削加工，并且，在综合力学性能上更加优良。
[0062]表1实施例4-12的力学性能数据
【权利要求】
1.一种非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分:碳0.35~0.47，硅0.30~0.60，锰 1.20 ~1.60，铬 0.00 ~0.30，铝 0.010 ~0.030，镍 0.00 ~0.10，铜 0.00 ~0.20，磷 0.000 ~0.030，硫 0.020 ~0.050，钒 0.050 ~0.250，氮 0.012 ~0.020，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的非调质钢，其包括重量百分比如下的化学成分--碳0.45~0.47，硅 0.30 ~0.50，锰 1.30 ~1.60，铬 0.00 ~0.20，铝 0.010 ~0.020，镍 0.00 ~0.08，铜 0.00 ~0.10，磷 0.000 ~0.010，硫 0.02 ~0.025，钒 0.050 ~0.250，氮 0.012 ~0.020，余量为铁。
3.—种生产权利要求1或2所述的非调质钢的生产工艺，包括至少在精轧步骤后进行的冷却步骤，其特征在于:在所述冷却步骤中，采用强弱冷却交替的方式使所述钢材至少经过两段穿水冷却，以使得在特定时间内钢材的芯部温度与表面温度趋于一致。
4.根据权利要求3所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述冷却步骤中，使所述钢材经过三段穿水冷却，其中，第一段穿水冷却采用强冷，第二段穿水冷却采用弱冷，第三段穿水冷却采用强冷。
5.根据权利要求3或4所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述冷却步骤中，通过控制穿水冷却装置的阀门开启程度控制冷却的强弱。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述冷却步骤中，所述钢材经过4-7秒穿水冷却后，钢材表面温度降低100°C~400°C，待钢材回温后再次降温50°C~100°C。
7.根据权利要求5或6所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述冷却步骤中，控制第一段阀门开度为30%~40%，第二段阀门开度为20%，第三段阀门开度为30%~40%，以确保在4~7秒使所述钢材表面温度降低100°C~400°C。
8.根据权利要求6或7所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述冷却步骤中，待钢材回温后采用喷雾冷却的方式对所述钢材进行降温冷却。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述降温冷却后，将所述钢材分散放置到冷床上进行10~12分钟的空冷。
10.根据权利要求9所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述空冷后，将所述钢材叠放后进行罩冷。
11.根据权利要求3~12中任一项所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:还包括位于冷却步骤前的精轧步骤，在所述精轧步骤中，控制所述钢材进入精轧步骤时的温度≤850°C，在钢材温度处于850°C~900°C条件下进行低温轧制。
12.根据权利要求3~11中任一项所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:还包括位于精轧步骤之前的冶炼步骤，所述冶炼步骤包括依次进行的电炉冶炼步骤、钢包炉冶炼步骤以及精炼步骤。
13.根据权利要求12所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述电炉冶炼中采用全铁水冶炼，终点磷含量≤0.015%，终点碳含量0.03%~0.10%,终点温度1620°C~1700。C。
14.根据权利要求12或13所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述钢包炉冶炼步骤和/或所述精炼步骤中采用碳化硅、硅铁粉脱氧。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在所述钢包炉冶炼步骤中，造白渣，并使得白渣保持时间不少于20分钟。
16.根据权利要求12~15中任一项所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:在精炼步骤中，确保精炼时间不少于45分钟，将含氢量控制在1.5ppm以下。
17.根据权利要求16所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:还包括位于所述精炼步骤之后的连铸步骤，在所述连铸步骤中，过热度控制在20~35°C，拉速控制在0.5m/min ~0.6m/ min。
18.根据权利要求17所述的非调质钢的生产工艺，其特征在于:还包括连铸步骤之后的加热步骤，在所述加热步骤中，将钢坯放入加热炉中进行加热，其中，预热段温度控制在850±30°C，加热段温度控制在1100±30°C，均热段温度控制在1130±30°C，均热段总时间不少于2小 时。
【文档编号】C22C38/46GK104046914SQ201310443927
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】刘栋林, 周旭, 徐益峰, 周志伟, 俞杰 申请人:北大方正集团有限公司, 苏州苏信特钢有限公司, 江苏苏钢集团有限公司