一种重钢及其生产工艺的制作方法

本发明涉及一种钢材，更具体地说，它涉及一种重钢及其生产工艺。

背景技术：

碳素钢的一种。含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。

目前，公告号为CN103797146A的中国发明专利公开了一种冷加工用中碳钢板，所述中碳钢板以质量%计含有C：0.30~0.60%、Si：0.06~0.30%、Mn：0.3~2.0%、P：0.03%以下、S：0.0075%以下、Al：0.005~0.10%、N：0.001~0.01%、Cr：0.001~0.10%，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，碳化物的平均直径d为0.6μm以下，碳化物的球状化率p为70%以上且低于90%，上述碳化物的平均直径d与上述碳化物的球状化率p满足d≤0.04×p-2.6，其中d的单位为μm，p的单位为%。

但上述技术方案中，C含量位于0.30~0.60%，从而导致钢板的硬度不足，即使经过热处理后也不能达到产品对硬度的要求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种重钢，通过提高了钢中的C含量，从而达到了提高了钢的硬度的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种重钢，所述重钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.65～0.70%，Si为0.17～0.25%，Mn为0.70～0.75%，Cr≤0.25%，Mo为≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.025%，Ni≤0.20%，Cu≤0.15%，余量为Fe。

通过采用上述技术方案，提高了钢中的C含量，从而提高了钢的硬度，经过淬火和回火之后进一步增加了钢的硬度，从而使钢适用于对硬度要求更高的产品上。

本发明进一步设置为：所述重钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.67%，Si为0.20%，Mn为0.72%，Cr为0.25%，Mo为0.15%，Ni为0.20%，Cu为0.15%，余量为Fe。

通过采用上述技术方案，得到的重钢具有较高的抛光性能和加工性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种重钢的生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：步骤S1、上引锭杆：引锭杆依次穿过切割机、拉矫机、二冷段，所述引锭杆的上端伸入结晶器下水口中，所述引锭杆的下端被拉矫机夹紧定位；步骤S2、开浇：精炼处理后的钢水注入钢包中，利用回转台将盛有钢水的钢包移动至浇注工位上方，然后将钢水注入中间包中，中间包将钢水注入结晶器中，钢水在结晶器中冷却成钢坯并与引锭杆上端固定连接；步骤S3、启车拉矫：开浇后启动拉矫机，利用引锭杆拉动钢坯；步骤S4、脱引锭杆：当钢坯进入拉矫机后将引锭杆取下；步骤S5、切割：测速辊测量钢坯的长度，当钢坯长度符合要求时，利用切割枪与钢坯同步移动并开始切割，切割完毕后使切割机复位；步骤S6、钢包更换：根据回转台上的重力传感器检测钢包中钢水的质量，当钢包中钢水浇注完了后，转动回转台将空的钢包移离浇注工位，同时将装满钢水的另一个钢包移至浇注工位，然后继续向中间包中注入钢水；步骤S7、停车：在关闭中间包的下水口时向结晶器内加冷钢，并降低拉动钢坯的速度，并降低二冷段的冷却强度，当尾坯凝固后将其拉出。

通过采用上述技术方案，利用中间包接收来自钢包的钢水并向结晶器分流，起到了稳压分流除渣的作用，钢水进入结晶器中冷却使钢水凝固成长条形钢坯，然后利用二冷段水淋进行第二次冷却并将钢坯矫正，然后再利用切割机将钢坯切割成所需要的长度，简化了生产工序，提高了生产效率及金属收得率，节约能源消耗使生产成本大为降低，钢坯质量好。

本发明进一步设置为：于所述步骤6后将切割下的钢坯放置保温箱中。

当钢坯成型后外部温度较低，当内部温度仍然较高，当外壳冷却速度过快时可能会产生内应力从而导致钢坯开裂，通过采用上述技术方案，将钢坯放置保温箱中，利用钢坯自身所带的热量对保温箱内的空间进行加热，然后利用保温箱将温度保持，使钢坯在该温度下缓慢冷却从而释放内应力。

本发明进一步设置为：所述二冷段上设有回收蒸汽的回收罩，所述回收罩上连接有热交换管，所述热交换管通过保温箱中。

通过采用上述技术方案，水淋至高温的钢坯上，从而产生了大量的蒸汽，蒸汽通过热交换管进入保温箱中并对保温箱加热，使节省了用电，并使保温箱中的温度更加恒定。

本发明进一步设置为：所述步骤S开浇后中间包中的钢水液面至中间包高度的/时加入中包覆盖剂，当所述中间包中的钢水满后加入碳化稻壳。

通过采用上述技术方案，利用覆盖剂延长钢水液面的结壳时间，使钢水液面长时间处在大气压力作用之下，大大提高了液面的补缩效率，有利于铸件中的气体和夹杂物上浮，达到了净化钢水的目的，而获得健全的钢件，降低了废品率，利用碳化稻壳具有还原性，在温度下发生氧化还原反应并释放热量进一步减缓了钢水液面的结壳的时间。

本发明进一步设置为：所述切割机上设有驱动其滑动的伺服电机，所述伺服电机电连接有控制器，所述测速辊与控制器电连接，当所述测速辊测得钢坯的长度符合要求时，启动伺服电机使切割机与钢坯同步移动，移动的同时利用切割机将钢坯切断。

通过采用上述技术方案，当测速辊测量钢坯的长度符合要求时，启动伺服电机，启动伺服电机使切割机与钢坯同步移动，在同步移动的同时，启动切割机将钢坯切断，不需要使钢坯停下便完成了切割，并且不需要夹紧钢坯，避免了钢坯在外力作用下变形。

本发明进一步设置为：所述切割机通过移动车滑动，所述移动小车上转动连接有转动轴，所述伺服电机驱动转动轴转动，所述转动轴两端固定连接有连接齿轮，所述移动车通过支撑架支撑，所述支撑架上设有与连接齿轮啮合的齿条。

通过采用上述技术方案，利用连接齿轮和齿条啮合，使转动轴的转速与移动车的行程比例成一个定值，防止转动轴与支撑架滑动导致切割机与钢坯移动速度不相同而导致切割面不平整。

本发明进一步设置为：所述移动车上设有检测转动轴转速的转速传感器，所述转速传感器与控制器电连接，所述切割机与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，利用转速传感器检测转动轴的转速进而检测移动车的移动速度，通过转速传感器检测的移动车的移动速度与测速辊检测的钢坯的移动速度相同，从而进一步可以使切割机与钢坯同步移动，进而使钢坯的切割面更加平整。

综上所述，本发明具有以下有益效果：钢坯的硬度更高，较高的抛光性能和加工性能，金相结构更加均匀，切割面平整，切割长度更加一致，节省能耗。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例用于展示切割装置的结构示意图；

图3为本实施例用于展示保温箱的剖面图。

附图标记：1、钢包；11、回转台；2、中间包；3、结晶器；31、冷凝管；4、二冷段；41、水管；42、喷嘴；43、回收罩；5、拉矫机；6、钢坯；7、引锭杆；8、切割装置；81、支撑架；811、齿条；82、移动车；821、转动轴；822、连接齿轮；83、伺服电机；831、电机齿轮；84、切割机；85、控制器；86、测速辊；9、保温箱；91、热交换管；92、抽风机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1、一种重钢的加工工艺，该工艺包括如下步骤：

步骤S1、上引锭杆7：引锭杆7依次穿过切割机84、拉矫机5、二冷段4，将引锭杆7的上端伸入结晶器3的下水口中，引锭杆7的上端距离结晶器3的底面的距离为100mm，利用拉矫机5将引锭杆7下端夹紧定位；

步骤S2、开浇：将精炼处理后的钢水注入钢包1中，利用回转台11将盛有钢水的钢包1移动至浇注工位上方，然后打开钢包1的下水口将钢水注入中间包2中；当中间包2中的钢水液面至中间包2高度的2/3时加入覆盖剂，当中间包2中的钢水满后加入碳化稻壳，打开中间包2的下水口，将中间包2将钢水注入结晶器3中，钢水在结晶器3中冷却成钢坯6并与引锭杆7上端固定连接；在二冷段4上设有回收蒸汽的回收罩43，回收罩43连接有热交换管91，将热交换管91通过保温箱中，水淋至高温的钢坯6上，从而产生了大量的蒸汽，蒸汽通过热交换管91进入保温箱9中并对保温箱9加热，使节省了用电，并使保温箱9中的温度更加恒定。

步骤S3、启车拉矫：开浇后启动拉矫机5，利用引锭杆7缓慢拉动钢坯6；

步骤S4、脱引锭杆7：当钢坯6进入拉矫机5后将引锭杆7取下；

步骤S5、切割：测速辊86测量钢坯6的长度，当钢坯6长度符合要求时，利用切割装置8对钢坯6进行切割，切割装置8包括支撑架81、移动车82、切割机84和驱动切割机84移动的伺服电机83，其中切割机84固定连接于移动车82上，移动车82滑动连接于支撑架81上，移动车82上转动连接有两个转动轴821，转动轴821的两端均同轴固定连接有连接齿轮822，支撑架81上固定连接与连接齿轮822啮合的齿条811，伺服电机83固定连接于移动车82上，伺服电机83的主轴上同轴固定连接有电机齿轮831，电机齿轮831与其中一个连接齿轮822啮合，伺服电机83电连接有控制器85，控制器85与测速辊86电连接，当测速辊86钢坯6的长度符合要求时，启动伺服电机83使切割机84与钢坯6同步移动；移动车82上固定连接有检测转动轴821转速的转速传感器，转速传感器与控制器85电连接，切割机84与控制器85电连接，当转速传感器计算移动车82移动速度与测速辊86计算钢坯6移动速度相同时启动切割机84，将钢坯6切断，当切割完成后使移动车82复位；

步骤S6、钢包1更换：根据回转台11上的重力传感器检测钢包1中钢水的质量，当钢包1中钢水浇注完了后，转动回转台11将空的钢包1移离浇注工位，同时将装满钢水的另一个钢包1移至浇注工位，然后继续向中间包2中注入钢水，从而实现了多炉连浇；将切割下的钢坯6放置保温箱9中，利用钢坯6自身所带的热量对保温箱9内的空间进行加热，然后利用保温箱9将温度保持，使钢坯6在该温度下缓慢冷却从而释放内应力。

步骤S7、停车：在关闭中间包2的下水口时向结晶器3内加冷钢，并降低拉动钢坯6的速度，并降低二冷段4的冷却强度，当尾坯凝固后将其拉出。

实施例1中采用的所述重钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：C为0.67%，Si为0.20%，Mn为0.72%，Cr为0.25%，Mo为0.15%，P为0.025%，S为0.025%，Ni为0.20%，Cu为0.15%，余量为Fe。

实施例2-3、采用实施例6的加工工艺，但是重钢的化学成分中各主要合金元素的质量百分比为：实施例2，C为0.65%，Si为0.17%，Mn为0.70%，Cr为0.20%，Mo为0.12%，P为0.023%，S为0.020%，Ni为0.18%，Cu为0.14%，余量为Fe。实施例9、C为0.70%，Si为0.25%，Mn为0.75%，Cr≤0.25%，Mo为≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.025%，Ni≤0.20%，Cu≤0.15%，余量为Fe。

对比例：C为0.60%、Si为0.30%、Mn为2.0%、P：0.02%、S：0.0072%、Al：0.10%、N： 0.01%、Cr： 0.10%。

本发明重钢经过上述冶炼及热加工和热处理后，最终成品规格为（长*宽*厚）2000mm*1200mm*400mm模块，取样进行性能测试，测试下述性能：

采用洛氏硬度法测定实施例1~3的洛氏硬度值，并洛氏硬度值记入并进行对比，其中实施例1的洛氏硬度均值为30，实施例2的洛氏硬度均值为28，实施例3的洛氏硬度均值为27，对比例的洛氏硬度均值为25。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。