[發明專利]一種含Cu低合金鋼生產方法

有效

• 申請號: 201010235930.7
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN101956138A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 劉錕;郭佳;王魁周;吳耐;張鵬程;于浩淼
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司;河北省首鋼遷安鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C38/38;C21D9/70;C21D11/00
• 代理公司: 首鋼總公司專利中心 11117
• 代理人: 張鏑

技術領域

本發明涉及一種含Cu低合金鋼生產方法，屬于軋鋼技術領域。

背景技術

向含Cu低合金鋼中加入Ni元素，將Ni/Cu比控制在1/2～2/3范圍，形成穩定的高熔點Cu-Ni合金相是抑制含Cu鋼表面銅脆缺陷的主要技術措施，但加Ni導致合金成本顯著增加。因此，有效實現不加Ni的含Cu低合金高表面質量鋼材的穩定生產，對降低含Cu鋼材生產成本具有重要意義。

含Cu鋼材在加熱和高溫變形過程中，Cu在鐵皮和鋼基體界面富集主要發生在1080℃以下，而富銅相向奧氏體晶界滲透并導致鋼材表面出現沿晶開裂主要發生在1080℃以上。為提高不加Ni的含Cu鋼的表面質量，國內外采取的主要技術措施是：在1080℃以上加熱時采用弱還原性氣氛，增加開軋前的除鱗道次，并減少粗軋道次變形量和增加應變速率。該技術措施以減輕或抑制已有富銅相的危害為重點，而未控制1080℃以下富銅相的產生過程。采用該技術生產的不加Ni的Cu含量高于0.50％的鋼時，需要特殊的加熱設備或復雜的除鱗工藝，其操作性和實用性受到較大限制。因此，需要開發出一種高表面質量的不加Ni的含Cu鋼制造方法。

中國專利申請號03825411.5公開了“表面性狀優良的含Cu鋼材及其制造方法”，該專利抑制銅脆缺陷的重點是消除已經產生的大量富銅相的有害影響，而不是避免大量富Cu相的產生。

中國專利申請號200710200906.8公開了“含銅鋼加熱方法及其生產的含銅鋼”，該專利沒考慮控制合適的加熱氣氛，而僅強調加熱溫度控制，且在1000～1050℃進行長達30～60min的保溫非常不利于減少Cu在鐵皮與鋼基體界面的富集數量。

發明內容

本發明的目的是提供一種含Cu低合金鋼生產方法，解決了傳統熱軋工藝流程生產不加Ni的含Cu低合金鋼表面質量問題。

本發明的技術解決方案是：本發明一種含Cu低合金鋼生產方法，鋼的化學成分按質量百分數(wt％)為：C：≤0.20％，Si：≤0.75％，Mn：≤2.00％，P：≤0.15％，S：≤0.035％，Cu：0.05～1.50％，Cr：≤5.00％，Mo：≤0.30％，Nb：≤0.15％，V：≤0.15％，Ti：≤0.15％，其余為Fe和不可避免的雜質。采用“鋼坯→加熱爐→粗軋→精軋→卷取”的生產工藝流程，其特征在于：

(1)加熱爐內加熱分別按預熱段、加熱一段、加熱二段和均熱段進行；預熱段出口溫度控制在300～400℃；加熱一段的升溫速率為9～11℃/min，出口溫度控制在700～800℃；加熱二段的升溫速率為12～15℃/min，出口溫度控制在1220～1260℃；均熱段保溫時間40～50min，出口溫度控制在1240～1280℃；鋼坯總的在爐時間為150～180min；加熱一段采用氧化性氣氛，加熱二段和均熱段均采用弱還原性氣氛；利用熱值為2300～2400kcal/Nm³燃氣加熱時，除預熱段外，加熱一段、加熱二段和均熱段的空燃比分別為2.5～2.7、2.0～2.2和1.8～2.0。

(2)粗軋采用6道次，每道次均除鱗；第一道次應變量控制在0.18以下，其余道次應變量均控制在0.45以下；除第一道次外，其余道次變形溫度均控制在1080℃以下。

本發明的發明思路是：減少1080℃以下低溫加熱過程中Cu向鐵皮與鋼基體界面的富集數量，增加1080℃以上高溫加熱過程中界面富集Cu向鋼基體和鐵皮內部擴散數量，并抑制粗軋變形過程中Cu向奧氏體晶界滲透。具體思路如下：

1)加熱爐預熱段：充分利用煙氣余熱將鋼坯加熱到300～400℃，以減少后續加熱升溫過程的燃料消耗。

2)加熱爐加熱一段：在氧化性氣氛下，以9～11℃/min升溫速率將鋼坯快速加熱至700～800℃，以利于爐內燃氣充分燃燒并降低氧化鐵皮生成速率。氧化性氣氛下加熱可將加熱二段和均熱段弱還原性氣氛加熱時未充分燃燒的燃氣燃燒；含Cu鋼在氧化性氣氛下加熱至800℃以下時氧化鐵皮生成速率較為緩慢，因此，將加熱一段出口溫度控制在700～800℃可減少該段氧化鐵皮生成數量，從而減少Cu在鐵皮和鋼基體界面的富集數量。