本发明涉及冶金,尤其涉及一种用于液压支架热轧圆钢的生产工艺。
背景技术:
1、应用于矿井液压支架常见钢种为27simn,传统的制造工艺对圆钢进行整体调质处理,使其具备较高的强韧匹配。传统的调质工艺不但成本较高,生产效率较低,还对环境带来巨大污染。目前非调质钢替代是机械行业发展的方向,然而一般非调质钢往往采用析出强化相实现钢材的高强韧性,大量微合金元素的应用是不可避免的,成本减低有限;申请号为cn202010795993.1的中国专利提出了一种细晶粒高碳钢及其轧制生产方法,该专利提出了通过控制加热温度、变形程度和冷切速度结合的方式,即通过控轧控冷达到细化晶粒的效果,然而该专利中终轧的温度在800℃以上,行业内对于终轧温度也都控制在800℃以上,对于大规格的圆钢芯部的改善效果有限。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提出一种用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,以解决现有的非调质钢需要用到大量微合金元素,成本减低有限,以及现有的控轧控冷的方式对圆钢芯部的改善效果有限的问题。
2、基于上述目的,本发明提出了一种用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,热轧圆钢的成分及质量百分含量为:c:0.28~0.30%、si:1.27~1.35%、mn:1.25~1.36%、p ≤0.015%、s:0~0.005%、cr:0.15~0.2%、h:≤1.5ppm、o:≤40ppm、n:≤100ppm,余量为fe及不可避免的杂质;
3、生产工艺包括轧制步骤和冷却步骤,所述轧制步骤中圆钢至少经过6道交互设置的轧机轧制,所述冷却步骤至少包括圆钢在最后一道轧制前的一道穿水冷却,圆钢在经过所述穿水冷却后表面温度骤降,使得圆钢在进入最后一道轧制前的表面温度为600-700℃,圆钢在经过最后一道轧制时实现内部部分区域在两相区轧制,使圆钢心部充分变形,还包括轧制后的至少三段穿水冷却。
4、可选的,所述冷却步骤中,圆钢在末道轧制前的一道穿水冷却采用强冷,轧制后的圆钢经过四段强弱交替的穿水冷却。
5、可选的,所述轧制步骤中,控制钢材进入轧制步骤时的温度在810-850℃,控制轧制速度≤0.5m/s。
6、可选的,还包括所述轧制步骤前的加热步骤,所述加热步骤中,预热段温度<900℃,目标860℃,时间>1.0h;加热i段温度900-1100℃,目标温度1000℃,时间≥1.0h;加热ii段温度1180-1260℃,目标温度1230℃,时间≥2h;均热段温度1200-1260℃,目标温度1240℃,时间≥3h,总加热时间≥6.0h。
7、可选的,还包括加热步骤前的冶炼步骤,所述冶炼步骤包括以此进行的电炉冶炼、lf精炼、vd真空处理,冶炼步骤后还包括连铸步骤。
8、可选的,所述lf精炼步骤中,造白渣时间≥20min,冶炼时间≥35min;辅料使用100-140kg碳化硅。
9、可选的,所述vd真空处理步骤中,vd高真空度≤67pa,高真空保持时间≥10min,软吹时间≥15min;真空结束后进行喂线,喂线顺序:铝线-硅钙线;其中硅钙线的长度为55-90m。
10、可选的,所述连铸步骤中,采用电磁搅拌,电磁搅拌的位置及参数为:结晶器电磁搅拌:260a/2hz,铸流电磁搅拌:150a/8hz,末端电磁搅拌:1200a/8hz,连铸拉速为0.39m/min。
11、本发明的有益效果:本发明提供的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,通过在末轧前使圆钢经过一道穿水冷却,使圆钢表面温度骤降,使得圆钢在经过末道轧制时实现内部部分区域在两相区轧制,圆钢的表面温度降低,在进行末道轧制时可使圆钢心部充分变形,储存较高形变能,在后续穿水过程中,创造高过冷度、高形变能条件促进形核,进一步细化圆钢内部组织,使圆钢内部具有较好强韧性配比;
12、本发明提供的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,通过控轧控冷工艺,在不添加微合金析出强化元素的情况下实现大规格圆钢内外部力学性能的均匀分布,降低了热轧圆钢的生产成本。
1.一种用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,所述热轧圆钢的成分及质量百分含量为:c:0.28~0.30%、si:1.27~1.35%、mn:1.25~1.36%、p ≤0.015%、s:0~0.005%、cr:0.15~0.2%、h:≤1.5ppm、o:≤40ppm、n:≤100ppm,余量为fe及不可避免的杂质;
2.根据权利要求1所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,所述冷却步骤中,圆钢在最后一道轧制前的一道穿水冷却采用强冷,轧制后的圆钢经过四段强弱交替的穿水冷却。
3.根据权利要求1所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,所述轧制步骤中,控制钢材进入轧制步骤时的温度在810-850℃,控制轧制速度≤0.5m/s。
4.根据权利要求1所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,还包括所述轧制步骤前的加热步骤,所述加热步骤中,预热段温度<900℃,目标860℃,时间>1.0h;加热i段温度900-1100℃,目标温度1000℃,时间≥1.0h;加热ii段温度1180-1260℃,目标温度1230℃,时间≥2h;均热段温度1200-1260℃,目标温度1240℃,时间≥3h,总加热时间≥6.0h。
5.根据权利要求4所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,还包括加热步骤前的冶炼步骤,所述冶炼步骤包括以此进行的电炉冶炼、lf精炼、vd真空处理,冶炼步骤后还包括连铸步骤。
6.根据权利要求5所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,所述lf精炼步骤中,造白渣时间≥20min,冶炼时间≥35min;辅料使用100-140kg碳化硅。
7.根据权利要求5所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,所述vd真空处理步骤中,vd高真空度≤67pa,高真空保持时间≥10min,软吹时间≥15min;真空结束后进行喂线,喂线顺序:铝线-硅钙线;其中硅钙线的长度为55-90m。
8.根据权利要求5所述的用于液压支架热轧圆钢的生产工艺,其特征在于,所述连铸步骤中,结晶与凝固阶段时,采用电磁搅拌,电磁搅拌的位置及参数为:结晶器电磁搅拌:260a/2hz,铸流电磁搅拌:150a/8hz,末端电磁搅拌:1200a/8hz,连铸拉速为0.39m/min。