专利名称：一种混凝土输送管用热轧带钢及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土输送管用热轧带钢及其制造方法，即是一种具有高耐磨性的混凝土输送管用热轧带钢及其制造方法。
背景技术：
输送已经遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速地发展着。当耐磨管道内输送磨削性大的物料时(如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿、水泥等)，都存在一个耐磨管道磨损快的问题。当耐磨管道内输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，存在耐磨管道被腐蚀而很快破坏的问题。当耐磨管道内输送具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格十分昂贵的问题。混凝土输送泵管道通称泵管，因混凝土简称砼，故常称作砼泵管。目前，广泛使用的混凝土输送泵管道强度低、耐磨性差、寿命短，寿命国内一般水平仅为10000-20000m3，国内先进水平为40000m3，世界先进水平为60000-70000 m3，而国内普遍选用成本低廉、寿命短的材质，这种短视行为，无疑造成了巨大浪费，也不利于技术进步，更谈不上低碳环保。
发明内容
本发明提供一种具有长寿命、高耐磨性、高强度、良好的焊接性能、
良好的抗腐蚀性能的混凝土输送管用热轧带钢，同时提供一种该热轧带钢的制造方
法。 为达到上述目的，本发明的技术方案是:以C、S1、Mn、Al为主要合金元素，以Cr、V为合金化元素。通过钢水精炼、连铸控制、板坯裂纹控制、加热方式、轧制方式、冷却方式、加热温度、粗轧温度、终轧温度、卷取温度及成卷后温降的控制，获得优良性能的热轧带钢，其组织为珠光体和铁素体。本发明提供一种混凝土输送管用热轧卷板，其化学成分的质量百分比为:
C:0.60 0.70 ；Si:0.12 0.37 ；Mn:0.90 1.20 ；A1:0.015-0.06 ；P ( 0.035 ；S:彡(λ 035; Cr:0.20 (λ 50 ;V:彡(λ 25 ;
余量为Fe及不可避免的杂质元素。其力学性能如下:
其抗拉强度Rm彡600Mpa，屈服强度为Rpa2彡350 Mpa，伸长率A %彡15，硬度HB(350，脱碳层厚度不大于带钢厚度的1.1%。满足任何尺寸规格的混凝土输送管对热轧带钢的性能需求。可生产的尺寸规格为:
卷板厚度2.0 25.4mm,宽1000 2130mm。在本发明的一种混凝土输送管用热轧卷板及其制造方法中，各成分确定的缘由如下:碳:是钢中最经济、最基本的强化元素，因此，本专利C含量控制在0.60-0.70%范围内。硅:适当的硅含量，对提高钢的成型性、焊接性、韧性和塑性有利，因此，本专利Si含量控制在0.12-0.37%范围内。锰:加入适量的Mn，(l)可提高钢的淬透性，产生固溶强化的作用；(2)对提高中碳珠光体钢的强度有显著的作用。(3)可提高钢的高温瞬时强度。但是锰钢的主要缺点是；φΜη含量超过一定量，则易产生偏析，形成带状组织含锰较高时，有较明显的回火脆性现象；③锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感，在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钒等来克服:④当锰的质量分数超过I %时，会使钢的焊接性能变坏；⑤锰会使钢的耐锈蚀性能降低。因此，本专利Mn含量控制在0.90-1.20%范围内。铝:铝是钢中的主要脱氧元素与固N元素，细化晶粒，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度；但是脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。且当含铝较高时.其高温强度和韧性较低。因此，本专利Al含量控制在0.015-0.06%。磷:是钢中不可避免的杂质元素，磷易产生偏析，越低越好。因此，本专利P含量控制在彡0.035%。硫:是极有害的元素，本专利S含量控制< 0.035 %。铬:铬可提高钢的强度、硬度、高温机械性能和淬透性，使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性，同时具有阻止石墨化的作用。但是，铬显著提高钢的脆性转变温度，促进钢的回火脆性。因此，本专利Cr含量控制0 .20-0.50%。钒:是强碳化物形成元素，可得到脱氧去氢良好的致密钢，还可以细化晶粒，降低过热敏感性，提高钢的强韧性和疲劳性能。V的碳化物几乎是所有金属碳化物中最硬和最耐磨的，弥散分布的V4C3将提高钢的硬度和耐磨性。因此，本专利V含量控制< 0.25%。本发明提出一种混凝土输送管用热轧卷板的制造方法，其工艺环节是:铁水预处理一转炉冶炼一炉外精炼一板坯连铸一红送直装或板坯退火一板坯加热一高压水除鳞—粗轧机组轧制一闻压水除鳞一精轧机组轧制一卷取一质量和性能检验一包装标志一入库；其特征是在LF精炼中，将经转炉冶炼后的钢水脱硫至SS 0.004% ;在RH精炼中，真空脱气破真空后，对钢水进行Ca处理，对夹杂物变性；在板坯连铸中，连铸浇注温度:1485-1535°C;连铸拉速S 1.5m/min ;钢水过热度:15°C _50°C;铸坯轻压下:2_3.5mm ;电磁搅拌:频率2.5-2.7Hz ;专用保护渣:熔融点为1050±40°C，粘度为1300。。，0.5±0.05泊；在板坯红送直装中，板坯红送直装温度> 1500C ;在板坯加热中，板坯加热温度:1230°C 1280 0C ;在粗轧机组轧制中，粗轧机组终止温度:1030°C 1180°C，中间带坯厚度:25 60mm ;在精轧机组轧制中，精轧机组终止温度:820°C 930°C ;在卷取中，钢带卷取温度:650O 820O。所述板还退火温度:650_850°C。所述的铁水预处理是将铁水预处理时扒渣干净，铁水预处理后，将铁水中的S降低到 SS 0.005%。；
所述的转炉冶炼是将符合转炉冶炼的80 95%的预处理铁水、废钢([S] ( 0.03%)加入转炉中；转炉出钢时，每吨钢水加入碳粉5 8 Kg，每吨钢水加入铝铁5 7 Kg，加入高碳锰铁合金、硅锰合金和铬铁合金化，其中每吨钢水加高碳锰铁合金6 9.5Kg，每吨钢水加硅锰合金5 8Kg，每吨钢水加铬铁2 5 Kg。所述铝铁品位是Al:36-46% ;铬铁品位是Cr ^ 65% ;高碳锰铁品位是Mn ^ 80% ;硅锰合金品位是Si彡18%、Mn彡65% ；
所述的LF精炼时加入石灰，每吨钢水加石灰4 8Kg脱S，将S脱至不大于0.004%,之后，加入V铁、Cr铁微合金化，其中每吨钢水加钒铁0.2 5.9Kg、铬铁2 5Kg ;并以底吹氩流量20 200NL/ min弱搅时间不小于5分钟。所述S1-Ca线芯粉中Ca含量是25-35% ；钒铁品位是V彡65% ；铬铁品位是Cr 彡 65% ；
所述RH精炼中，在真空压强值不大于IOmbar状态下，循环时间不小于10分钟；破真空后,对钢水进行Ca处理，对夹杂物变性，底吹氩软搅拌时间不小于7分钟；
经化验分析，钢水的成分重量百分比为:
C:0.60 0.70 S1:0.12 0.37 Mn:0.90 1.20 Al:0.015-0.060 P 彡 0.035 ;S 0.035 Cr:0.20 0.50 V 0.25
板坯连铸中将钢包中的钢水加入到中间包中，通过结晶器，连铸成板坯，连铸坯拉速不高于1.5m/min，连铸浇注温度，1485-1535°C，铸坯轻压下:2.0mm，钢水过热度:15°C -50°C,电磁搅拌:频率2.5-2.7Hz，专用保护渣:熔融点为1050±40°C，粘度为1300。。，0.5 + 0.05泊。粗轧机组轧制中，将板坯在粗轧机组上经过5 7道次可逆轧制成中间带坯，终止温度，1030°C。本发明的混凝土输送管用热轧卷板，热轧态为珠光体+铁素体组织。淬火后HBW硬度波动小于1.5%，钢板表面脱碳层深度小于钢板厚度的1.1%。本发明制造的为一种高使用寿命的混凝土输送泵管，其使用寿命为混凝土输送量达到70000 m3以上。本发明的混凝土输送管用热轧卷板，其屈服强度为> 350 Mpa，抗拉强度Rm彡600Mpa，伸长率A %彡15，硬度HBW ( 350，脱碳层厚度不大于带钢厚度的1.1%。满足任何尺寸规格的混凝土输送管对热轧带钢的性能需求。下面对本发明的一种混凝土输送管用热轧卷板的制造方法机理进行说明。本发明中为保证混凝土输送管用热轧卷板制管后具有良好的抗腐蚀性能，对S含量的控制有严格要求，需选用优质废钢，铁水预处理时扒尽渣，铁水预处理至S ( 0.005%,进入转炉冶炼，后采用LF深脱硫，脱至S ( 0.004%。为保证钢质纯净度，需进行RH真空脱气处理，破真空后，还对钢水进行Ca处理，对夹杂物变性。本发明中为保证钢质纯净度，连铸坯拉速不高于1.5m/min。板坯加热温度控制在12300C -1280°C;轧制工艺为粗轧终止温度1030-1180°C，中间带坯厚度:25-60mm ；精轧终止温度820-930°C;钢带卷取温度650-820°C。本方法生产的混凝土输送管用热轧卷板获得的组织为珠光体和铁素体。综上所述，本发明具有以下特点:
1、本发明通过采用炉外精炼:LF深脱硫+RH真空脱气、Ca处理球化夹杂物技术获得纯净钢质；控制冶炼各节点温度、采用轻压下和电磁搅拌技术、控制氮含量、优化二次冷却水模型，有效防止角裂的发生；开发了 专用保护渣，避免了由于浇注温度低、浇注速度低而造成的保护渣不均匀熔化，从而使板坯表面出现夹渣和气孔的问题。开发了热送热装或退火工艺，有效控制了在从炼钢工序到热轧工序过程中，可能导致板坯裂纹的问题。获得了具有钢质纯净、组织均匀、脱碳层极低、表面质量优良的混凝土输送管用热轧卷板。2、本发明的混凝土输送管用热轧卷板具有优良的综合性能，高强度、
高耐磨性、高韧性、长寿命、脱碳层厚度薄、而且具有良好的焊接性能、良好的抗腐蚀性能的特点，其热轧态的屈服强度为彡350 Mpa，抗拉强度Rm彡600Mpa，伸长率A %彡15，硬度HBW ( 310，脱碳层厚度不大于带钢厚度的1.1%。3、本发明的混凝土输送管用热轧带钢采用高温加热+控轧工艺生产，获得的热轧态组织为珠光体和铁素体组织。
4、本发明的混凝土输送管用热轧带钢，淬火处理后具有优良的硬度均匀性，使用寿命长，适合混凝土输送管的使用。5、本发明的热轧卷板满足高强度混凝土输送管用钢的使用要求，使用寿命混凝土输送量达到70000 m3以上。因此，本发明通过化学成分、炉外精炼、轻压下和电磁搅拌技术、专用保护渣、连铸控制技术、板坯热送热装或退火工艺的裂纹控制技术、加热温度、粗轧终轧温度、粗轧出口中间带坯厚度、精轧终轧温度、卷取温度，获得了一种混凝土输送管用热轧卷板的理想组织和性能。
具体实施例方式下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式
，但本发明的具体实施方式
不局限于下述的实施例
实施例一
下面以本实施例详细说明本发明的卷板的技术特征。本实施例的混凝土输送管用热轧卷板的化学成分的质量百分比为:
C:0.60 Si:0.25 Mn:1.05 P:0.0il S:0.002 Al:0.022Cr:0.35 V:0.20 N:0.003余量为Fe及不可避免的杂质元素。本实施例的卷板厚3.2mm,宽1700mm，长708.8 m。其热轧态的屈服强度为680 Mpa，抗拉强度为lOOOMpa，伸长率为20%，硬度HBW300，脱碳层厚度0.01 mm。满足混凝土输送管对热轧带钢的性能需求。本实施例是在180吨顶底复吹转炉和2250mm热连轧机组上进行的，它包括下述依次步骤:
I铁水预处理
铁水预处理时扒渣干净，铁水预处理后，将铁水中的S脱到0.005% ；
II转炉冶炼
将符合转炉冶炼的预处理铁水170吨、废钢([S] ( 0.03%)30吨、加入转炉中。转炉出钢时，转炉出钢时，每吨钢水加入碳粉6 Kg，每吨钢水加入铝铁5Kg，加入高碳锰铁、硅锰合金、Cr铁合金化，每吨钢水加高碳锰铁7.9Kg和硅锰合金6.2Kg、Cr铁2.5 Kgo经铁水预处理、转炉冶炼后，钢水成分达到下述成分质量百分比，即可出钢。
C:0.55 Si:0.18 Mn:1.01 P:0.012 S:0.008 Cr:0.15 Al:0.051
余量为Fe及不可避免的杂质元素。转炉终点温度:1650°C。出钢后送吹氩站进行吹氩处理，吹氩气流量220NL/min，进行搅拌处理。出吹氩站成分:
C:0.57 Si:0.20 Mn:1.03 P:0.013 S:0.010 Cr:0.15 Al:0.051余量为Fe及不可避免的杂质元素。出吹氣!站温度:1573 C。
IIILF精炼
将经铁水预处理、转炉 冶炼、吹氩处理后，进入LF炉工序:
LF加入定量脱硫剂石灰石920Kg，将S脱至0.0013%,脱硫结束后，每吨钢水加V铁
4.8Kg、Cr铁2.2Kg微合金化，微调成分。并以底吹氩流量80NL/ min弱搅时间10分钟。钢水成分的质量百分比达下述值即可:
C:0.60 Si:0.26 Mn:1.05 P:0.0il S: 0.008 Al:0.018Cr:0.35 V:0.22 N:0.007余量为Fe及不可避免的杂质元素。出站温度1600O。IV RH 精炼
在真空压强值6mbar状态下，循环30分钟。破真空后，喂入380mCa_Si线,之后弱搅拌10分钟，氩气流量100NL/min，对钢水进行Ca处理，进行夹杂物变性处理。钢水成分的重量百分比为:
C:0.60 Si:0.25 Mn:1.05 P:0.0il S:0.002 Al:0.022Cr:0.35 V:0.20 N:0.003余量为Fe及不可避免的杂质元素。V 板坯连铸
将钢包中的钢水加入到中间包中，通过结晶器，连铸成板坯，连铸坯拉速1.4m/min，连铸浇注温度1525°C，铸坯轻压下'2.0mm,电磁搅拌:频率2.5Hz，专用保护渣:熔融点为IOlO0C，粘度为 1300°C，0.45 泊。板还规格:厚度200mm,宽度1730mm,长度11065mm ；
板坯数量:6块；
VI板坯红送直装或板坯退火 板坯红送直装:板坯红送直装温度160°C。板还退火温度:650°C。VD板坯加热
将板坯在步进式加热炉中加热，加热时间为150min，加热温度1230°C。VDI粗轧高压水除鳞
将加热的板坯通过粗轧高压水除鳞去除钢坯表面生成的氧化铁皮。IX粗轧机组轧制
将板坯在四辊可逆式粗轧机组往复轧制7道次，轧制成厚度40mm，宽度1715mm，长度55808mm的中间带坯，粗轧终轧温度:1080°C。X精轧高压水除鳞
精轧前，通过精轧高压水除鳞箱除去中间带坯表面的二次氧化铁皮。XI精轧机组轧制
将板坯在7机架精轧机组制成厚度3.2mm，宽度1700mm，长度709m 的钢带，精轧机组终轧温度:840°C。ΧΠ 卷取
用3助卷辊全液压移动式卷取机，在680°C温度下卷成钢卷。经质量和性能检验，本实施例的检验结果如下:
其可达力学性能如下:
其热轧态的屈服强度为680 Mpa,抗拉强度为lOOOMpa，伸长率为20%，硬度HBW 300，脱碳层厚度0.01 mm。
出厂前要贴包装标志并入库。热轧卷板制造方法其它实施例
热轧卷板其它实施例的成分见表2
表2热轧卷板其它实施例的成分
权利要求
1.一种混凝土输送管用热轧卷板，其特征是它的化学成分的质量百分比为:C:0.60 0.70 ；Si:0.12 0.37 ；Mn:0.90 1.20 ；A1:0.015-0.06 ；P ( 0.035 ；S:^ 0.035 ； Cr:0.20 0.50 ;V:≤0.25 ;余量为Fe及不可避免的杂质元素；它具有以下的力学性能:抗拉强度Rm≥600Mpa，屈服强度为Rpa2≥350 Mpa，伸长率A %≥15，硬度HB < 350，脱碳层厚度不大于带钢厚度的1.1%。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土输送管用热轧卷板，其特征是它的制造工艺环节是:铁水预处理一转炉冶炼一炉外精炼一板坯连铸一红送直装或板坯退火一板坯加热一高压水除鳞一粗轧机组轧制一高压水除鳞一精轧机组轧制一卷取一质量和性能检验一包装标志一入库；其特征是在LF精炼中，将经转炉冶炼后的钢水脱硫至SS 0.004% ;在RH精炼中，真空脱气破真空后，对钢水进行Ca处理，对夹杂物变性；在板坯连铸中，连铸浇注温度:1485-1535°C ;连铸拉速S 1.5m/min ;钢水过热度:15°C -50°C ;铸坯轻压下:2_3.5mm ； 电磁搅拌:频率2.5-2.7Hz ;专用保护渣:熔融点为1050±40°C，粘度为1300°C，0.5±0.05泊；在板坯红送直装中，板坯红送直装温度> 1500C ;在板坯加热中，板坯加热温度:1230°C 1280°C ;在粗轧机组轧制中，粗轧机组终止温度:1030°C 1180°C，中间带坯厚度:25 60mm ;在精轧机组轧制中，精轧机组终止温度:820°C 930°C;在卷取中，钢带卷取温度:650°C 820°C。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土输送管用热轧卷板，其特征是所述板坯退火温度:650-850°Co
4.根据权利要求2所述的混凝土输送管用热轧卷板，其特征是所述的铁水预处理是将铁水预处理时扒渣干净，铁水预处理后，将铁水中的S降低到SS 0.005%。
5.根据权利要求2所述的混凝土输送管用热轧卷板，其特征是所述的转炉冶炼是将符合转炉冶炼的80 95%的预处理铁水、废钢([S] ( 0.03%)加入转炉中；转炉出钢时，每吨钢水加入碳粉5 8 Kg,每吨钢水加入铝铁5 7 Kg,加入高碳锰铁合金、硅锰合金和铬铁合金化，其中每吨钢水加高碳锰铁合金6 9.5Kg，每吨钢水加硅锰合金5 8Kg，每吨钢水加铬铁2 5 Kgo
6.根据权利要求2所述的混凝土输送管用热轧卷板，其特征是所述的LF精炼时加入石灰，每吨钢水加石灰4 8Kg脱S，将S脱至不大于0.004%,之后，加入V铁、Cr铁微合金化，其中每吨钢水加V铁0.2 5.9Kg、Cr铁2 5Kg ;并以底吹氩流量20 200NL/ min弱搅时间不小于5分钟。
7.根据权利要求2所述的混凝土输送管用热轧卷板，其特征是所述RH精炼中，在真空压强值不大于IOmbar状态下，循环时间不小于10分钟；破真空后，对钢水进行Ca处理，对夹杂物变性，底吹氩软搅拌时间不小于7分钟； 经化验分析，钢水的成分重量百分比为:C:0.60 0.70 S1:0.12 0.37 Mn:0.90 1.20 Al:0.015-0.060 P 彡 0.035 ;S 0.035 Cr:0.20 0.50 V 0.25 其余为平衡元素Fe以及不可避免的杂质元素。
8.根据权利要求2所述的混凝土输送管用热轧卷板，其特征是板坯连铸中将钢包中的钢水加入到中间包中，通过结晶器，连铸成板坯，连铸坯拉速不高于1.5m/min，连铸浇注温度，1485-1535°C，铸坯轻压下:2.0mm，钢水过热度:15°C _50°C，电磁搅拌:频率2.5-2.7Hz，专用保护渣:熔融点为1050±40°C，粘度为1300°C,0.5 + 0.05泊。
9.根据权利要求2所述的混凝土输送管用热轧卷板，其特征是粗轧机组轧制中，将板坯在粗轧机组上经过 5 7道次可逆轧制成中间带坯，终止温度，10300C。
全文摘要
一种混凝土输送管用热轧卷板及其制造方法，其成分质量百分比(%)为C0.60～0.70；Si0.12～0.37；Mn0.90～1.20；Al0.015-0.06；P≤0.035；S≤0.035；Cr0.20～0.50；V≤0.25，余量为Fe及不可避免的杂质元素。其工艺包括铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→板坯连铸→红送直装→板坯加热→高压水除鳞→粗轧机组轧制→高压水除鳞→精轧机组轧制→卷取→质量和性能检验→包装标志→入库的方式生产。方法二、铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→板坯连铸→板坯退火→板坯加热→高压水除鳞→粗轧机组轧制。本发明的使用寿命混凝土输送量为70000m3以上。
文档编号C22C33/04GK103173682SQ20131011261
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者胡松涛, 王育田, 薛文广, 张春亮, 廉晓洁, 边育秀, 牛爱兵, 张维利, 侯安全, 焦向斌 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司