专利名称：一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法
一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方 法。
背景技术：
B元素在钢中通常起提高淬透性和抗疲劳性的作用，对提高耐热钢的蠕变强度也 有益处。此外，还可以起到提高强度，抑制铁素体形成，固氮等作用。
专利号为CN 200710113916. 8的中国专利提供了一种含硼钢和该钢种的制备方 法。该钢种成分要求为:C :0. 32% 0. 44%, Si :0. 15% 0. 37%, Mn :1. 10% 1. 40%, P ≥ 0. 030%,S 彡≥0. 030%,B :0. 0005% 0. 0035%,Al :0. 015% 0. 070%，余为 Fe 和微 量杂质。其制备方法包括电炉冶炼-炉外精炼-钢坯连铸-半连轧轧制，轧得规格Φ30 130mm的圆钢。该发明中添加B以保证钢的淬透性，从而使其可以用于制造重要机械零件。
专利号为CN200710023901. 2的中国专利公开了一种抗拉强度等力学性能指标得 到大大提高的低碳钢盘条，所述的低碳钢盘条中的碳元素、锰元素、铌元素、硼元素所占的 重量百分比为碳为0. 04 0. 10%，锰为0. 25 0. 60%，铌为0. 008 0. 017%，硼为20 40ppmo
目前，我国在含硼钢的研究方面做了许多工作，也研制出了多种含硼钢，但是用于 制丝的含硼高碳钢盘条尚未见诸报道。
普通高碳钢盘条在制丝过程由于间隙原子加工硬化的作用使其变形能力大幅下 降。为提高普通高碳钢盘条在制丝过程的变形能力，需要在减轻盘条在制丝过程的加工硬 化开展研究工作。本专利正是在这方面通过在钢中加入B，提高盘条的变形能力，进而降低 盘条加工成钢帘线过程的断丝率。发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种专用于制丝的断丝率低的 含硼高碳钢盘条及其生产方法。
本发明是这样实现的该高碳钢的成分(重量百分比)为C :0. 6% 0.9%、 Si :0. 1 % 1. 0 %、Mn :0· 3 % 1. 0 %、B :0. 001 % 0. 010 %、Al < 0. 002 % (最好 < 0. 0015% ),P+S < 0. 025%，其余为铁和不可避免的杂质，杂质< 0. 1%。
本发明钢种成分的范围设定理由如下。
C是有助于提高强度的元素，所以[C]要高于0.6%。但是，如果[C]过高，钢易脆 化，降低线材的拔丝性能，同时，在C含量超过0.9%时，B对钢基本不起作用。因此，[C]要 控制在0.9%以下。
Si是具有脱氧作用的元素，要想发挥它的作用，必须使其含量高于0.1%，最好高 于0.2%。但是如果[Si]过剩，就会生成大量的脱氧生成物SiO2，降低线材的拔丝性能，因 此[Si]要控制在1.0%以下。
Mn具有与Si相同的脱氧作用，同时还具有细化组织和控制夹杂物的作用。因此， 为了充分地发挥其作用，要将[Mn]控制在0.3%以上，最好高于0.4%。但如果[Mn]过剩， 会使钢材脆化，降低拔丝性能，因此[Mn]要控制在1.0%以下，最好低于0.9%。
B可以显著提高钢的淬透性，同时也可以提高盘条的变形性能，但是其含量不宜过 高，应该将盘条B含量控制在0. 001 % 0. 01 %范围内。
[Al]过多，夹杂物中的Al2O3含量就会过高，就会生成引起断线的粗大的Al2O315因 此，要尽量控制，要将[Al]控制在0. 002%以下，最好低于0. 0015%。
P是具有强烈偏析倾向的元素，通常还引起硫和锰的共同偏聚，对产品组织和性能 的均勻性有害，硫则容易在钢中与锰形成MnS夹杂，对产品的扭转性能有害，因此将P+S控 制在0. 025%以下，在不造成其它影响的情况下，越低越好。
本发明中的含硼高碳钢基本成分如上所述，其余部分为铁及不可避免的杂质，这 些杂质随着原料、材料和生产设备等混入，也是允许的，但是杂质含量不得高于0. 1%。
本发明制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法包括下列工序铁水脱硫预处理-转炉 冶炼-LF精炼-连铸-连轧-线材轧制。与成分相近的不含硼的普通高碳钢的生产工艺相 比，为了发挥B在钢中的有益作用，并防止B元素不均勻分布导致含B高碳钢加工性能的降 低，本发明在含硼高碳钢盘条的生产过程中主要采用了转炉炉后高碳出钢和低过热度连铸 的生产工艺。
本发明制丝用含硼高碳钢盘条的具体生产工艺如下要求铁水脱硫预处理后铁水 中的硫含量不超过0. 002%。转炉冶炼前期造高碱度氧化性渣，顶渣碱度在1. 5 4. 0之 间，FeO含量为8% 20%，转炉冶炼后钢中的磷不超过0.015%。含硼高碳钢转炉出钢过程 要求高碳出钢，碳含量控制在距目标成分0. 05% 0.2%范围内，并采用白灰盖罐，白灰中 CaO含量要求>95%，用量为2 3kg/t。LF精炼时间为15 40分钟。LF精炼后钢中氮含 量不大于40X10_6、氧活度不大于20X10_6。经过精炼后的钢液通过大方坯连铸铸成断面尺 寸为^0mmX380mm的钢坯。在连铸过程使用低过热度连铸的工艺制度，中间包钢水过热度 为12 25°C。在连轧工序，大方坯总加热时间为3 5小时，高温均热段均热温度为1000 1300°C，均热时间为30 65分钟；将大方坯轧制成断面尺寸为120mmX 120mm的连轧坯。 在线材工序，连轧坯总加热时间为3 4. 5小时，高温均热段均热温度1000 1300°C，均热 时间为30 45分钟；线材终轧温度为950 1050°C，吐丝温度为850 930°C，轧后盘条 冷却速度15 25°C /s，轧得规格Φ 5. 5mm的盘条。
采用本发明成分和工艺生产的含硼高碳钢盘条性能好，与采用普通工艺生产的不 含硼的高碳钢盘条相比，用直径5. 5mm的盘条生产2+2*0. 35mm规格钢帘线时，制丝合股过 程的断丝率由5 7次/吨降低到1 3次/吨。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
表1为本发明实施例制丝用含硼高碳钢盘条的成分(重量百分比)。
表2为本发明实施例制丝用含硼高碳钢盘条的生产工艺。为比较本发明的效果在 表中还给出了对比例。
表1本发明实施例含硼高碳钢盘条的成分(wt% )
权利要求
1.一种制丝用含硼高碳钢盘条，其特征在于该钢种的成分重量百分比为C:0.6% 0. 9%, Si 0. 1. 0%, Mn :0. 3% 1. 0%、B :0. 001% 0. 010%, Al < 0. 002%, P+S < 0. 025%，其余为铁和不可避免的杂质，杂质< 0. 1%。
2.根据权利要求1所述的制丝用含硼高碳钢盘条，其特征在于所述的Al< 0. 0015%。
3.—种权利要求1或2所述制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法，包括下列工序铁水 脱硫预处理-转炉冶炼-LF精炼-连铸-连轧-线材轧制，其特征在于转炉出钢过程采用 高碳出钢，碳含量控制在距目标成分0. 05 % 0. 2 %，用白灰盖罐，白灰中CaO含量> 95 %， 用量为2 3kg/t ；连铸过程使用低过热度连铸工艺制度，中间包钢水过热度为12 25°C; 以上百分比均为重量百分比。
4.根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法，其特征在于所述铁水脱 硫预处理后铁水中的硫含量不超过0. 002%。
5.根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法，其特征在于转炉冶炼前 期造高碱度氧化性渣，顶渣碱度为1. 5 4. 0，FeO含量为8% 20%，转炉冶炼后钢中的磷 不超过0. 015%。
6.根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法，其特征在于所述LF精炼 时间为15 40分钟，精炼后钢中氮含量不大于40X 10_6、氧活度不大于20X 10_6。
7.根据权利要求3所述的制丝用含硼高碳钢盘条的生产方法，其特征在于在连轧工 序，对^OmmX 380mm连铸大方坯加热3 5小时，高温均热段均热温度1000 1300°C，均热 时间30 65分钟，然后轧制成120mmX 120mm的连轧坯；在线材轧制工序，连轧坯加热3 4. 5小时，高温均热段均热温度1000 1300°C，均热时间30 45分钟，终轧温度950 1050°C，吐丝温度850 930°C，轧后盘条冷却速度15 25°C /s，盘条规格Φ 5. 5mm。
全文摘要
本发明提供一种制丝用含硼高碳钢盘条及其生产方法，其成分C0.6％～0.9％、Si0.1％～1.0％、Mn0.3％～1.0％、B0.001％～0.010％、Al＜0.002％、P+S＜0.025％，其余为铁和不可避免的杂质。其生产方法铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-连铸-连轧-线材轧制，特点是转炉出钢过程采用高碳出钢，碳含量控制在距目标成分0.05％～0.2％；用白灰盖罐，用量为2～3kg/t；连铸过程使用低过热度连铸工艺制度，中间包钢水过热度为12～25℃。采用本发明技术生产的盘条与普通工艺相比，在生产钢帘线时制丝合股过程的断丝率由5～7次/吨降低到1～3次/吨。
文档编号C21D8/06GK102031447SQ20091018778
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者任玉辉, 常桂华, 曹亚丹, 李德刚, 王秉喜, 耿继双, 薛军, 郭大勇, 高航 申请人:鞍钢股份有限公司