宣钢ML40Cr热轧盘条的研发与运用

摘 要：介绍宣钢采用“顶底复吹转炉→LF炉精炼→小方坯连铸→高线轧制”工艺路线，严格控制炼钢、精炼、连铸、轧钢等生产环节，研发出ML40Cr热轧盘条。检验结果证明，ML40Cr热轧盘条的化学成分、金相组织、力学性能等各项指标均可满足GB/T6478-2001的标准要求。

关键词： ML40Cr；热轧盘条；工艺控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.189

1 引言

ML40Cr盘条属于冷镦钢成型用钢，执行标准为GB/T 6478-2001。通常在室温下采用一次或多次冲击成型，广泛用于生产螺钉，销钉，螺母等标准件[1]；冷镦工艺可节省原料，降低成本，拥有比较不错的市场前景。结合宣钢自身生产装备情况，采用转炉、精炼、连铸、高线轧制的生产工艺路线，研发出ML40Cr盘条产品。

2 研制开发

2.1 工艺流程设计

宣钢结合现有工艺装备情况，采用以下工艺流程进行ML40Cr盘条的开发试验，顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→150mm×150mm方坯连铸→高线轧制。

2.2 化学成分设计

通过GB/T6478-2001标准成分要求可以看出，ML40Cr的Cr含量较高，在轧制过程中容易产生马氏体和贝氏体异常组织，造成强度（Rm）偏高，塑性（A、Z）偏低的现象；为保证盘条的力学性能，根据盘条产品对强度、韧性、塑性等方面的要求，结合标准规定和生产成本，设计该钢种化学成分见表1。

2.3 工艺控制

2.3.1 转炉炼钢工艺

（1）入炉铁水的化学成分要求：Si≤0.85%、P≤0.10%、S≤0.020%，同时要求稳定无较大波动，废钢要求净洁、干燥。

（2）转炉底吹搅拌采用氮氩切换、进行双渣操作，有效的降低钢水的S、P含量。终点控制：ω[C]≥0.20%，ω[P]≤0.015%，ω[S]≤0.010%，出钢温度1650-1680℃。脱氧合金化使用铝锰钛，其用量3.0～4.0kg/t。

（3）脱氧合金化使用铝锰钛，其用量3.0～4.0kg/t，根据转炉终点成分加入硅锰合金及高碳铬铁调整化学成分。

2.3.2 精炼工序

精炼加入白灰、萤石、铝钒土等进行造渣操作，其中白渣保持时间15min以上；终渣碱度保持在4.0～5.0之间，改善精炼渣流动性，提高吸附钢种夹杂物能力[2]。采用纯钙线变性处理，保证生成低熔点液态夹杂物充分上浮排除，提高钢水纯净度。

2.3.3 方坯连铸工艺

连铸工序保证铸坯质量，重点控制铸坯表面缺陷和夹杂物。采用全程保护浇铸，大包长水口采用氩封装置；中间包使用覆盖剂+碳化稻壳双层保温，钢水过热度控制在30℃以内，使用结晶器电磁搅拌，实行恒速拉钢制度，拉速波动控制在±0.1m/min.铸坯采用弱冷，保证铸坯冷却均匀。

2.3.4 加热工艺

结合宣钢二高线加热炉的炉形结构和特点制定钢坯加热制度，其中温度范围为加热一段700～800℃，加热二段1030～1180℃，均热段1070～1170℃；为保证性能指标波动小，控制钢坯温差<50℃，总加热时间控制在70～150 min。

2.3.5 轧制工艺

轧制工艺主要根据钢种的化学成分、要求的金相组织和力学性能，制订关键控制点；开轧温度：960-1050℃，入精轧机温度：880-900℃，吐丝温度830-850℃，风机全关；保温罩1#开启，其它2#-17#全部关闭。本批次生产的ML40Cr规格为Φ12mm，盘条尺寸偏差及表面质量满足质量要求。

3 产品检测

3.1 化学成分

本次共生产ML40Cr钢400t，铸坯熔炼成分全部在内控范围之内，满足GB/T 699-1999 标准对各成分的要求。

3.2 金相组织

盘条金相组织结构直接决定着产品性能；ML40Cr盘条的金相检测结果显微组织为铁素体+珠光体（F+P），分布均匀且无异常组织[3]，满足工艺质量要求。

3.3 盘条力学性能

ML40Cr盘条轧态力学性能检测，其中屈服强度（Rel）500-535MPa，抗拉强度（Rm）730-764 MPa，面缩Z：51%-63%，伸长率A： 22%-27%，从检测数据看出盘条的抗拉强度、拉伸、面缩等各项性能指标均满足质量要求，合格率100%。对盘条进行1/3冷顶锻试验，冷顶锻未出现裂纹，全部合格。

4 结论

通过对各个生产环节工艺关键点的严格控制，经检验可知，ML40Cr盘条的化学成分、力学性能等各项指标均满足GB/T6478-2001的标准要求。经过对盘条产品进行市场质量跟踪，客户反馈良好，满足市场需求；ML40Cr盘条的成功研发为宣钢冷镦钢产品占据市场份额做出了贡献，为开发更高级别冷镦钢产品奠定了基础。

参考文献：

[1]翟林甫.40Cr 合金冷镦钢盘条工艺控制与质量分析[J].金属制品，2011（08）：66-69.

[2]张彦恒.高碱度精炼渣造渣工艺技术研究与应用[J].四川冶金，2011，30（06）：14-17.

[3]段贵生.SCM435合金冷镦钢盘条控轧控冷工艺[J].特殊钢 ，2008，29（01）：45-47.

作者簡介：张玉海（1975-），男，工程师，主要从事技术研究工作。