本发明属于耐磨钢板制造技术领域。尤其涉及一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法。
背景技术：
耐磨钢是抵抗磨料磨损的钢，被广泛应用于冶金、矿山、建材及军事等各个工农业生产中需要防磨损的地方。其中耐磨钢板的应用最广泛，使用行业为工程机械制造业，最终用途为冶金、煤炭、水泥、电力、玻璃、矿山、建材、陶瓷、砖瓦、农林等行业。
耐磨钢板的传统生产工艺流程为：电炉（转炉）冶炼→精炼→连铸→加热→粗轧→中间坯→精轧→热处理→检验入库，目前国内主要生产厂家有舞钢、武钢、宝钢、南钢，采用中厚板轧机或热连轧机进行生产较厚规格产品，薄规格生产困难，生产成本高，板形难以保证，生产周期长，交货期难以保证，由于国内薄规格耐磨钢板的产量很少，难以满足国内市场的需要，加上国外产品在质量上的优势，以及部分外资工程机械制造单位对耐磨钢材质的明确要求，导致国外耐磨钢板在国内市场较多的占有量和较高的市场价格。目前国内市场薄规格的耐磨钢板主要为瑞典hardax、日本jfe、德国xar和芬兰罗奇钢厂的产品，国内开发出质量优良的薄规格耐磨板对提高企业效益及调整国内钢铁产业结构有明显促进作用。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法，采用传统热连轧生产线结合超快冷工艺得到更优良更细密的微观组织，并具有高的耐磨性能、焊接性能和抗腐蚀性能，并能批量生产板形良好的薄规格耐磨钢，降低了生产成本，缩短了交货周期。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法，包括步骤：
（1）将温度>1250℃、[s]≤0.020%的铁水进行kr脱s，然后进行稠渣和充分扒渣处理,铁水扒渣至铁水光亮面积≥90%，减少转炉内回s，铁水终点[s]≤0.0020%；
（2）进行转炉冶炼，用球团矿作冷却剂，球团矿和氧化铁皮必须按要求加入；萤石应根据炉内渣情况分批少量加入，每吨钢加入量≤4kg，双渣时每吨钢≤5.5kg，吹炼终点前2min严禁加入萤石，采用挡渣锥、挡渣塞进行双挡渣出钢，渣厚≤45mm，转炉出钢用硅铁或者硅锰合金进行脱氧和合金化，且不得采用含al材料进行脱氧与合金化；
（3）rh炉精炼，到rh后，用快速定氧探头测定和记录钢中的[o]含量，钢包净空控制在400～600mm，钢水顶渣厚度应小于100mm，钢水温度为1595℃-1630℃，先进行rh轻处理：真空度≤500pa，处理时间15-20分钟，依次加入相应的合金进行合金化，开启五级真空泵，进行真空循环处理；
（4）处理完再进入lf炉精炼，lf精炼出站前依次喂铝线和钛线或者ti合金，调整als和ti的成分，最后进行b的微合金化；
（5）进行常规板坯连铸，连铸采用长水口保护浇铸且ar封，中包覆盖无碳碱性中包渣，采用专用中碳耐磨钢结晶器保护渣，过热度控制在15~30℃，连铸过程投入结晶器电磁搅拌，在扇形段采用动态连铸轻压下工艺，连铸拉速控制在1.0~1.2m/min，连铸坯厚度220mm；
（6）将板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，扒去连铸坯表面一层表皮；
（7）送入炉加热，在加热炉内加热时间≥240min，加热温度1200~1280℃，板坯出加热炉温度≥1150℃，采用两阶段控制轧制，对于再结晶区轧制，在设备允许条件下减少轧制道次，提高轧制道次压下率，并适当延长扎后停留时间，以增加变形奥氏体的再结晶数量，使组织均匀化；
（8）出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力≥12mpa；
（9）除磷后进行5~9道次粗轧；
（10）粗轧完待钢温降到900～950°c左右，进行奥氏体非再结晶区轧制，保证非再结晶区的总压下率大于45%，按轧制能力适当加大道次压下量，特别是精轧前3道次压下率尽可能大一些，为随后的奥氏体向铁素体相变形核创造有利条件，增加形核部位，以达到细化铁素体晶粒的目的，终轧温度尽可能控制在接近ar3相变温度，最后道次压下率≤12%，以保证厚度精确及板形良好；
（11）轧件出轧机后采用超快冷装置淬火，冷却速率为30~80℃/s，淬火终止温度为300~400℃；
（12）卷取机卷取，送保温坑保温6~10小时；
（13）在平整机组进行开平，精整，检验。
进一步地，步骤（5）中进行常规板坯连铸后得到的铸坯的化学成分及其含量为：铸坯的化学成分及其含量为：c为0.16～0.25wt%，si为0.2～0.4wt%，mn为1.5～2.0wt%，cu为0.2～0.40wt%，mo为0.25～0.40wt%，cr为0.30～0.50wt%，nb为0.03～0.06wt%，ti为0.01～0.03wt%，b为0.0006～0.0015wt%，p<0.015wt％，s<0.010wt％，其余为fe及杂质。
进一步地，步骤（2）中，转炉新开炉前8炉及大补后前3炉不得冶炼相同钢种。
进一步地，步骤（10）中，轧机出口厚度6~12mm，精轧出口温度860～920℃。
本发明将铁水和废钢经转炉炼钢和rh+lf炉精炼后进行连铸，热轧，在线淬火，保温坑保温。具体包括：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→rh炉精炼→lf炉精炼→常规板坯连铸→冷却到室温→板坯检查→铸坯表面扒皮→加热炉→高压水除磷→粗轧→高压水除磷→精轧→超快速冷却淬火→卷取→保温坑保温→开平→精整→检验。
本发明通过合理的合金化设计，选用微量的cu、mo、cr、nb、ti、b合金进行微合金化，通过控制轧制后超快速冷却淬火控制微观组织，充分发挥合金的性能强化作用，减少合金的加入量及贵重合金的使用量，并简化了传统的耐磨钢热轧后进行离线淬火+回火工艺，采用此方法与传统工艺相比较，降低了能耗，缩短了工艺流程，减少了合金加入量，提高了钢的强韧配比，节约社会资源，降低生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对本发明保护范围的限制。
实施例1
一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法，包括步骤：
(1)将温度为1255℃、[s]为0.019%(铁水中s的质量百分比)合格铁水先进行kr脱s，脱s结束后进行扒渣处理，铁水光亮面积为95%，铁水终点[s]为0.0010%(铁水中s的质量百分比),全程采用吹氩工艺，终渣碱度3.5；
(2)进行转炉冶炼，加入球团矿和氧化铁皮作冷却剂；萤石分批加入每吨钢加入量3.1kg，吹炼终点前2min严禁加入萤石，采用挡渣锥、挡渣塞进行双挡渣出钢，渣厚为44mm，转炉出钢用硅铁进行脱氧和合金化；
(3)rh炉精炼，到rh后，用快速定氧探头测定和记录钢中的[o](钢中o的质量百分比)含量，钢包净空410mm，钢水顶渣厚度95mm，钢水温度：1598℃，先进行rh轻处理：真空度498pa，处理时间15分钟，依次加入不同的合金进行合金化，如硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铌铁、钛铁及金属铜板等，开启五级真空泵，进行真空循环处理；
(4)处理完再进入lf炉精炼，lf精炼出站前依次喂铝线和钛线或者ti合金，调整als和ti的成分，最后进行b的微合金化；
(5)进行常规板坯连铸，连铸采用长水口保护浇铸且ar封，中包覆盖无碳碱性中包渣，采用专用中碳耐磨钢结晶器保护渣，过热度控制在16℃，连铸过程投入结晶器电磁搅拌，在扇形段采用动态连铸轻压下工艺，连铸拉速控制在1.0m/min，连铸坯厚度220mm；
(6)板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，扒去连铸坯表面一层表皮；
(7)送入炉加热，在加热炉内加热时间300min，加热温度1210℃，板坯出加热炉温度1190℃，采用两阶段控制轧制，对于再结晶区轧制，在设备允许条件下减少轧制道次，提高轧制道次压下率，并适当延长扎后停留时间，以增加变形奥氏体的再结晶数量，使组织均匀化；
(8)出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力14mpa；
(9)除磷后进行5道次粗轧；
(10)粗轧完待钢温降到900°c左右，再次除磷后进行精轧，精轧前3道次压下率分别为42.1%，32.5%，31.2%，最后1道次压下率为7.2%，轧机出口厚度为12mm。精轧出口温度870℃；
(11)轧件出轧机后采用超快冷装置淬火，冷却速率为30℃/s，淬火终止温度为310℃；
(12)卷取机卷取，送保温坑保温10小时；
(13)在平整机组进行开平，精整，检验。
本实施例中，步骤（5）中进行常规板坯连铸后得到的铸坯的化学成分及其含量是：c为0.16wt%，si为0.25wt%，mn为1.95wt%，cu为0.25wt%，mo为0.35wt%，cr为0.32wt%，nb为0.031wt%，ti为0.011wt%，b为0.0007wt%，p为0.010wt％，s为0.002wt％，其余为fe及不可避免的杂质。经检验，本所示所得产品的屈服强度为1110mpa，抗拉强度1295mpa，a50延伸率13.5%，表面布氏硬度411hbw，-20℃条件下，夏比v形冲击功分别为74j、65j、68j，其性能满足nm400国家标准gb/t24186-2009技术条件。
实施例2
一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法，包括步骤：
(1)将温度1255℃、[s]为0.012%(铁水中s的质量百分比)合格铁水先进行kr脱s，脱s结束后进行扒渣处理，铁水光亮面积为94%，铁水终点[s]为0.0010%(铁水中s的质量百分比)，采用全程吹氩工艺，终渣碱度3.0；
(2)加入球团矿和氧化铁皮作冷却剂，萤石分批加入每吨钢加入量3.0kg，吹炼终点前2min严禁加入萤石，采用挡渣锥、挡渣塞进行双挡渣出钢，渣厚为40mm，转炉出钢用硅铁进行脱氧和合金化；
(3)rh炉精炼，到rh后，用快速定氧探头测定和记录钢中的[o](钢中o的质量百分比)含量，钢包净空490mm，钢水顶渣厚度85mm，钢水温度：1610℃，先进行rh轻处理：真空度495pa，处理时间20分钟，依次加入不同的合金进行合金化，如硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铌铁、钛铁及金属铜板等，开启五级真空泵，进行真空循环处理；
(4)处理完再进入lf炉精炼，lf精炼出站前依次喂铝线和钛线或者ti合金，调整als和ti的成分，最后进行b的微合金化；
(5)进行常规板坯连铸，连铸采用长水口保护浇铸且ar封，中包覆盖无碳碱性中包渣，采用专用中碳耐磨钢结晶器保护渣，过热度控制在28℃，连铸过程投入结晶器电磁搅拌，在扇形段采用动态连铸轻压下工艺，连铸拉速控制在1.2m/min，连铸坯厚度220mm；
(6)将板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，扒去连铸坯表面一层表皮；
(7)送入炉加热，在加热炉内加热时间280min，加热温度1270℃，板坯出加热炉温度1250℃，采用两阶段控制轧制，对于再结晶区轧制，在设备允许条件下减少轧制道次，提高轧制道次压下率，并适当延长扎后停留时间，以增加变形奥氏体的再结晶数量，使组织均匀化；
(8)出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力14mpa；
(9)除磷后进行7道次粗轧；
(10)粗轧完待钢温降到950°c左右，再次除磷后进行精轧，精轧前3道次压下率分别为39.1%，34.5%，30.2%，最后1道次压下率为6.8%，轧机出口厚度为10mm。精轧出口温度900℃；
(11)轧件出轧机后采用超快冷装置淬火，冷却速率为45℃/s，淬火终止温度为350℃；
(12)卷取机卷取，送保温坑保温8小时；
(13)在平整机组进行开平，精整，检验。
本实施例中，步骤（5）中进行常规板坯连铸后得到的铸坯的化学成分及其含量是：c为0.24wt%，si为0.25wt%，mn为1.55wt%，cu为0.20wt%，mo为0.30wt%，cr为0.48wt%，nb为0.035wt%，ti为0.018wt%，b为0.0009wt%，p为0.010wt％，s为0.002wt％，其余为fe及不可避免的杂质。
经过检验，本实施例的产品的屈服强度为1120mpa，抗拉强度1305mpa，a50延伸率12.5%，表面布氏硬度401hbw，-20℃条件下，夏比v形冲击功分别为71j、62j、65j，其性能满足nm400国家标准gb/t24186-2009技术条件。
实施例3
一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法，包括步骤：
(1)将温度为1295℃、[s]为0.017%(铁水中s的质量百分比)铁水先进行kr脱s，脱s结束后进行扒渣处理，铁水光亮面积为95%，铁水终点[s]为0.0010%(铁水中s的质量百分比)，采用全程吹氩工艺，终渣碱度4.0；
(2)加入球团矿和氧化铁皮作冷却剂；萤石分批加入每吨钢加入量4.0kg，吹炼终点前2min严禁加入萤石，采用挡渣锥、挡渣塞进行双挡渣出钢，渣厚为35mm，转炉出钢用硅铁进行脱氧和合金化；
(3)rh炉精炼，到rh后，用快速定氧探头测定和记录钢中的[o](钢中o的质量百分比)含量，钢包净空580mm，钢水顶渣厚度75mm，钢水温度：1625℃，先进行rh轻处理：真空度495pa，处理时间20分钟，依次加入不同的合金进行合金化，如硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铌铁、钛铁及金属铜板等，开启五级真空泵，进行真空循环处理；
(4)处理完再进入lf炉精炼，lf精炼出站前依次喂铝线和钛线或者ti合金，调整als和ti的成分，最后进行b的微合金化；
(5)进行常规板坯连铸，连铸采用长水口保护浇铸且ar封，中包覆盖无碳碱性中包渣，采用专用中碳耐磨钢结晶器保护渣，过热度控制在20℃，连铸过程投入结晶器电磁搅拌，在扇形段采用动态连铸轻压下工艺，连铸拉速控制在1.1m/min，连铸坯厚度220mm；
(6)将板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，扒去连铸坯表面一层表皮；
(7)送入炉加热，在加热炉内加热时间280min，加热温度1250℃，板坯出加热炉温度1220℃，采用两阶段控制轧制，对于再结晶区轧制，在设备允许条件下减少轧制道次，提高轧制道次压下率，并适当延长扎后停留时间，以增加变形奥氏体的再结晶数量，使组织均匀化；
(8)出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力14mpa；
(9)除磷后进行9道次粗轧；
(10)粗轧完待钢温降到920°c左右，再次除磷后进行精轧，精轧前3道次压下率分别为31.1%，28.5%，27.2%，最后1道次压下率为5.8%，轧机出口厚度为6mm，精轧出口温度920℃；
(11)轧件出轧机后采用超快冷装置淬火，冷却速率为75℃/s，淬火终止温度为400℃；
(12)卷取机卷取，送保温坑保温6小时；
(13)在平整机组进行开平，精整，检验。
本实施例中，步骤（5）中进行常规板坯连铸后得到的铸坯的化学成分及其含量是：铸坯的化学成分及其含量是：c为0.20wt%，si为0.38wt%，mn为1.70wt%，cu为0.38wt%，mo为0.38wt%，cr为0.40wt%，nb为0.055wt%，ti为0.028wt%，b为0.0012wt%，p为0.010wt％，s为0.001wt％，其余为fe及不可避免的杂质。
经过检验，本实施例的产品屈服强度为1140mpa，抗拉强度1325mpa，a50延伸率11.5%，表面布氏硬度422hbw，-20℃条件下，夏比v形冲击功分别为68j、73j、65j，其性能满足nm400国家标准gb/t24186-2009技术条件。
实施例4
一种超快冷在线淬火生产薄规格耐磨钢nm400的方法，包括步骤：
(1)将温度为1295℃，[s]为0.017%(铁水中s的质量百分比)铁水先进行kr脱s，脱s结束后进行扒渣处理，铁水光亮面积为95%，铁水终点[s]为0.0010%(铁水中s的质量百分比)，采用全程吹氩工艺，终渣碱度4.0；
(2)加入球团矿和氧化铁皮作冷却剂；萤石分批加入每吨钢加入量4.0kg，采用挡渣锥、挡渣塞进行双挡渣出钢，渣厚为35mm，转炉出钢用硅铁进行脱氧和合金化
(3)rh炉精炼，到rh后，用快速定氧探头测定和记录钢中的[o](钢中o的质量百分比)含量，钢包净空580mm，钢水顶渣厚度75mm，钢水温度：1625℃，先进行rh轻处理：真空度495pa，处理时间20分钟，依次加入不同的合金进行合金化，如硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铌铁、钛铁及金属铜板等，开启五级真空泵，进行真空循环处理；
(4)处理完再进入lf炉精炼，lf精炼出站前依次喂铝线和钛线或者ti合金，调整als和ti的成分，最后进行b的微合金化；
(5)进行常规板坯连铸，连铸采用长水口保护浇铸且ar封，中包覆盖无碳碱性中包渣，采用专用中碳耐磨钢结晶器保护渣，过热度控制在20℃，连铸过程投入结晶器电磁搅拌，在扇形段采用动态连铸轻压下工艺，连铸拉速控制在1.1m/min，连铸坯厚度220mm；
(6)将板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，扒去连铸坯表面一层表皮；
(7)送入炉加热，在加热炉内加热时间320min，加热温度1250℃，板坯出加热炉温度1220℃，采用两阶段控制轧制，对于再结晶区轧制，在设备允许条件下减少轧制道次，提高轧制道次压下率，并适当延长扎后停留时间，以增加变形奥氏体的再结晶数量，使组织均匀化；
(8)出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力18mpa；
(9)除磷后进行7道次粗轧；
(10)粗轧完待钢温降到930°c左右，再次除磷后进行精轧，精轧前3道次压下率分别为38.1%，35.5%，27.2%，最后1道次压下率为7.8%，轧机出口厚度为8mm。精轧出口温度910℃；
(11)轧件出轧机后采用超快冷装置淬火，冷却速率为55℃/s，淬火终止温度为350℃；
(12)卷取机卷取，送保温坑保温8小时；
(13)在平整机组进行开平，精整，检验。
本实施例中，步骤（5）中进行常规板坯连铸后得到的铸坯的化学成分及其含量是：铸坯的化学成分及其含量是：c为0.20wt%，si为0.38wt%，mn为1.70wt%，cu为0.38wt%，mo为0.38wt%，cr为0.40wt%，nb为0.055wt%，ti为0.028wt%，b为0.0012wt%，p为0.010wt％，s为0.001wt％，其余为fe及不可避免的杂质。
经检测，本实施例的产品的其屈服强度为1175mpa，抗拉强度1305mpa，a50延伸率10.5%，表面布氏硬度402hbw，-20℃条件下，夏比v形冲击功分别为58j、63j、55j，其性能满足nm400国家标准gb/t24186-2009技术条件。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。