一种梳理用齿条钢盘条及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种梳理用新型齿条钢盘条及其生产方法，该齿条钢盘条的组分（wt%）包含：C0.72～0.76，Si0.15～0.25，Mn0.70～0.80，P≤0.018，S≤0.015，Cr0.20～0.40，V0.10～0.30，Nb0.02～0.08，余量为Fe和不可避免的杂质。该盘条制造方法包括依次进行的冶炼、炉外精炼、连铸、高线控制轧制、控制冷却工序。本发明盘条具有高索氏体化率、高塑性、拉拔性能好、淬透性好等优点，而且制备工艺简单，成本低廉。在应用其拉拔过程中，可省略拉拔中期的一道铅浴处理工序，从而达到节约能源、减少污染、提高成品率、降低使用成本的效果，完全满足齿条钢丝的生产和使用要求。
【专利说明】一种梳理用齿条钢盘条及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种梳理用齿条钢及其生产工艺，尤其涉及一种省略一道铅浴处理的齿条钢，抗拉强度在1250MPa以下，面缩率在35%以上，属于钢铁冶金和轧钢领域。
【背景技术】
[0002]齿条钢用于纺织梳理行业，普通的齿条钢制成成品回火后晶粒度粗大，硬度和耐磨性不足，使用寿命较低，急需开发新型的齿条钢。另外，齿条钢传统的工艺为:Φ5.5πιπι —粗拉一Φ3.2mm —明火炉正火处理(铅浴处理)一细拉一Φ2.2mm—明火炉正火处理(铅浴处理)—细拉一Φ 1.04mm或L 13mm —球化退火(无氧化罩式球化退火炉)—3~5机架连轧(异型扁件)一冲齿一火焰淬火处理一感应加热回火处理一成品。拉拔时往往要经过多道次铅浴处理，拉丝处理成本较高。因此，针对齿条钢行业应用现状，急需开发一种具有一定硬度、强度、耐磨性，同时具有减少铅浴处理道次的新钢种，每省略一次铅浴处理，吨钢降低成本1000元。为了满足日益增长的性能要求，生产的齿条钢除要保证最终具有较高的硬度、强度、耐磨性外，还要在拉拔前具有较高的塑性，这样才具有省略一次铅浴处理的效果。现有的齿条70钢往往要经两次正火处理，造成的较大的能源浪费，而且制成的齿条耐磨性和硬度不足，寿命较低，通过设计的Nb、V搭配的复合微合金化手段，能克服现有钢种硬度不足，耐磨性差、寿命低、成本高的特点，产品性能得到了较大的改善，并显著节约了生产成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一在于提供一种梳理用齿条钢盘条，该盘条具有高索氏体化率、高塑性、拉拔性能好、淬透性好等优点，其抗拉强度在1250MPa以下，面缩率在35%以上，完全满足齿条钢丝的生产和使用要求。
[0004]解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种梳理用齿条钢盘条，它由重量百分比计算的如下组分组成:C0.72~0.76%、Si0.15 ~0.25%,Mn0.70 ~0.80%,P^0.018%,S^0.015%,Cr0.20 ~0.40%, V0.10 ~
0.30%, Nb0.02~0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0006]本发明的另一目的是提供一种细晶粒度、高淬透性、高耐磨的齿条钢盘条的生产方法，该方法包括依次进行的电炉冶炼、炉外精炼、小方坯连铸、方坯修磨、高线控轧、斯太尔摩控冷工序，具体为:
[0007](I)电炉冶炼工序中，出钢温度1600~1620°C，出钢后依次加入硅钙-硅锰-硅铁-碳粉-铬铁-合成渣-石灰及萤石；
[0008](2)在精炼工序中，分批加入硅钙粉或电石进行扩散脱氧，微调钢水化学成分，精炼碱度控制在0.95~1.15，保持褐色渣25min以上，精炼后期加入铌铁和钒铁，控制弱吹氩18min以上；
[0009](3)连铸时，过热度控制在20~35°C，拉速控制在2.3~2.5m/min ；[0010](4)在高线轧制时，开轧温度为1050~1100°C，吐丝温度为860~880°C ；
[0011](5)冷却工序采用斯太尔摩线控冷工艺，吐丝后风冷，开启前两台风机，其余风机关闭，第一台风机风量为100%，第二台风机风量为50%，冷速为16~19K/S，冷却到650~680°C后，连续关闭10个保温盖，进行缓冷，冷却速度为0.9~2.5K/s，冷却到580~620°C时，打开保温罩，进行空冷。
[0012]以下对本发明的技术内容作详细说明:
[0013]Cr能提高盘条的耐磨性、强度、硬度、淬透性，但过多的Cr也会促进马氏体的形成；V、Nb为强碳化物形成元素，能在钢中形成细小的C、N化物，提高耐磨性，而且在奥氏体温度区间具有较大的固溶度，能形成细化的晶粒度。经过长期的研究和实践，采用C0.72~
0.76%,Si0.15 ~0.25%,Mn0.70 ~0.80%、P ≤ 0.018%,s≤0.015%,Cr0.20 ~0.40%、V0.10~0.30%,Nb0.02~0.08%研制而成的钢种，既能保持较低的成本，又能达到抗拉强度<1250MPa，面缩率>35%以上。为了制备上述盘条，选用优质废钢料和高炉铁水进行冶炼，冶炼时加入Cr、V、Nb等元素，为了保证V、Nb的C、N化物充分溶解，起到细化晶粒的效果，开轧温度控制在1050~1100°C左右，吐丝温度控制在860~880°C，同时，根据Gleeble模拟结果，2.5K/s以下的冷却速度下该钢种盘条才能形成理想的组织，因此，工艺的设计难度较大。所以采用先快冷，后缓冷，再空冷的三段式冷却方法。
[0014]与现有的技术相比，本发明的有益效果在于:采用140mm2小方坯生产的新型齿条钢盘条，在含多种淬透性较强的合金的情况下，通过设计的轧制工艺，比起普通钢种，面缩率增加，达到了 35%以上，塑性得到了提高，达到了省略一次铅浴处理的目的，显著降低了用户生产成本，同时添加的合金元素，增加了产品的耐磨性，提高了齿条的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例1盘条金相组织图片；
[0016]图2为本发明实施例2盘条金相组织图片。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明做进一步描述，但实施例不应理解为对本发明的限制。
[0018]实施例1
[0019]齿条钢所含组分及重量百分比为:C:0.73%, Si:0.20%,Mn:0.66%，P:0.008%,S:0.0018%,Cr:0.30%,V:0.12%,Nb:0.07%，其余为铁和不可避免的杂质元素。盘条直径为5.5mm，其生产过程为:电炉冶炼一炉外精炼一连铸140mm2方坯一高线控轧一斯太尔摩控冷，冶炼采用优质废钢和铁水为原料进行电炉冶炼，出钢温度1620°C,出钢后依次加入娃钙-硅锰-硅铁-碳粉-铬铁-合成渣-石灰及萤石。精炼温度在1500~1560°C，分批加入硅钙粉或电石进行扩散脱氧，精炼碱度控制在0.95~1.15，炉渣保持褐色26min，精炼后期加入铌铁和钒铁，精炼时间35分钟，采用0.1MPa的氩气流量，软搅拌时间20分钟；精炼出钢温度1540°C。连铸浇注温度1495°C，过热度30°C，拉速控制在2.3~2.5m/min。结晶器搅拌电流400A，频率为3.3Hz，末端搅拌电流为500A，频率为12Hz。开轧温度为1090°C，吐丝温度为 860°C;斯太尔摩各段辊速为 0.990m/s、l.080m/s、l.143m/s、l.183m/s、l.183m/s、1.065m/s、1.065m/s、0.905m/s、0.77m/s、0.70m/s。吐丝后冷却速度开前两台，风机风量分别为100%，50%，冷速达到16°C /S，后面进入缓冷段，盖十个保温罩，进保温罩温度670°C，然后以2°C /s的冷速缓冷，出保温罩温度为620°C，后面采用空冷。所得盘条直径为5.5mm,且原盘条的抗拉强度为平均为1172.5MPa，断面收缩率平均51%。扫描电镜检验金相组织主要为细片状珠光体，即89%的索氏体。心部没有马氏体，各项检验满足要求。
[0020]实施例2
[0021]齿条钢所含组分及重量百分比为:C:0.73%, Si:0.23%,Mn:0.73%，P:0.013%,S:0.008%, Cr:0.29%, V:0.15%, Nb:0.02%，其余为铁和不可避免的杂质元素。盘条直径为5.5mm，其生产过程为:电炉冶炼一炉外精炼一连铸140mm2方坯一高线控轧一斯太尔摩控冷，冶炼采用优质废钢和铁水为原料进行电炉冶炼，出钢温度1610°C,出钢后依次加入娃钙-硅锰-硅铁-碳粉-铬铁-合成渣-石灰及萤石。在精炼工序中，分批加入硅钙粉或电石进行扩散脱氧，微调钢水化学成分，精炼温度在1500~1560°C，精炼碱度控制在0.95~
1.15，保持褐色渣28min，精炼后期加入铌铁和钒铁，精炼时间37分钟，采用0.1MPa的氩气流量，软搅拌时间20分钟；精炼出钢温度1540°C。连铸浇注温度1495°C，过热度30°C，拉速控制在2.3~2.5m/min。结晶器搅拌电流400A，频率为3.3Hz，末端搅拌电流为500A，频率为12Hz。开轧温度为1100°C，吐丝温度为870°C ;斯太尔摩各段辊速为0.990m/s、l.080m/s、1.143m/s、1.183m/s、1.183m/s、1.065m/s、1.065m/s、0.905m/s、0.77m/s、0.70m/s。吐丝后冷却速度开前两台，风机风量分别为100%，50%，冷速达到16°C /S，后面进入缓冷段，盖十个保温罩，进入温度650°C，然后以2V /s的冷速缓冷，出保温罩为610°C，后面采用空冷。所得盘条直径为5.5mm， 抗拉强度为平均为1190.8MPa，断面收缩率为平均50%。扫描电镜检验金相组织主要为细片状珠光体，即为87%的索氏体。心部没有马氏体，各项检验满足要求。
【权利要求】
1.一种梳理用齿条钢盘条，其特征在于，它由重量百分比计算的如下组分组成:C0.72 ~0.76%,Si0.15 ~0.25%,Mn0.70 ~0.80%,P^0.018%,S^0.015%,Cr0.20 ~0.40%, V0.10~0.30%, Nb0.02~0.08%，余量为铁和不可避免的杂质。
2.一种梳理用齿条钢盘条的生产方法，其特征在于，所述盘条的生产方法包括依次进行的电炉冶炼、炉外精炼、小方坯连铸、方坯修磨、高线控轧、斯太尔摩线控冷工序。
3.根据权利要求2所述的齿条钢盘条的生产方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)电炉冶炼工序中，出钢温度1600~1620°C，出钢后依次加入硅钙-硅锰-硅铁-碳粉-铬铁-合成渣-石灰及萤石； (2)在精炼工序中，分批加入硅钙粉或电石进行扩散脱氧，微调钢水化学成分，精炼碱度控制在0.95~1.15，保持褐色渣25min以上，精炼后期加入铌铁和钒铁，控制弱吹氩18min以上； (3)连铸时，过热度控制在20~35°C，拉速控制在2.3~2.5m/min ； (4)在高线轧制时，开轧温度为1050~1100°C，吐丝温度为860~880°C； (5)冷却工序采用斯太尔摩线控冷工艺，入辊道速度0.8~1.0m/s，吐丝后风冷，开启前2台风机，第一台风机风量为100%，第二台风机风量为50%，实现快速冷却，其余风机关闭；快速冷却段风冷冷速为16~19K/s，冷却到650~680°C，然后连续关闭10个保温罩，进行缓冷，冷却速度为0.9~2.5K/s，冷`却到580~620°C时，打开保温罩，进行空冷。
【文档编号】C21D8/06GK103614637SQ201310582207
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】廖舒纶, 麻晗, 沈奎 申请人:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司