一种高效硬线用钢及其生产方法与流程

本发明属于冶金，具体涉及一种高效硬线用钢及其生产方法。

背景技术：

1、硬线用钢作为较为常见的优质碳素钢盘条，广泛应用于水泥钢钉、镀锌铁丝、伞骨架、钢丝绳、弹簧、抛丸用钢球、胶带钢丝、胎圈钢丝、钢绞线等。产品用途广，需求量大且稳定。常规炼钢工艺为转炉、精炼、连铸，钢水在调整合金、升温加热等过程中易产生再生夹杂，同时电极在加热过程中会产生电离增氮，增加钢水中的有害气体含量；较长的炼钢工艺流程，导致钢水在钢包内驻留时间长，钢水侵蚀耐材内衬易造成外来夹杂物。铸坯生产后需经组垛、集中装炉加热轧制工艺，铸坯经冷却、再升温，会导致铸坯表面生成大量氧化铁皮烧损，造成金属料及原燃料成本浪费。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种高效硬线用钢及其生产方法，具有流程短、成本低、质量好的特点。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

3、一种高效硬线用钢，所述硬线用钢化学成分组成及其质量百分含量为c：0.30～0.60%，mn：0.50～0.80%，s≤0.020%，p≤0.020%，si：0.17～0.37%，cr、ni、cu均≤0.025%，n≤0.0045%，余量为fe和不可避免的杂质。

4、优选的，所述硬线用钢直径φ5～10mm，组织为铁素体+珠光体。

5、优选的，所述硬线用钢力学性能rm≤1000mpa，延伸率a≥10%。

6、一种高效硬线用钢的生产方法，包括转炉冶炼、炉后吹氩、方坯连铸、直轧辊道输送、热轧和风冷打包工序；

7、所述方坯连铸工序，中间包钢水过热度为15～30℃，连铸机拉速控制在2.3～2.8m/min，结晶器所用保护渣熔点为950-1030℃、碱度为0.85～1.00，粘度为0.75～0.85p·s，二次冷却采用弱冷，比水量0.9～1.2l/kg钢。

8、优选的，所述方坯连铸工序，采用中间包吹氩、结晶器采搅拌技术，中间包上水口、板间吹氩，氩气流量1-3nl/min；用结晶器采用电磁搅拌+末端电磁搅拌技术，电磁搅拌参数：电流390-450a、频率2-3.5hz；末端电磁搅拌参数：电流330-350a，频率6-10hz。

9、优选的，所述转炉冶炼工序，入炉铁水中s≤0.025%、p≤0.120%；采用石灰和轻烧白云石造渣，加入石灰30～50kg/t、加入轻烧白云石20～25kg/t；转炉终点：碳含量c≥0.10%、磷含量p≤0.015%、硫含量s≤0.015%；转炉底吹全程吹氩，炉后滑板挡渣，降低下渣量。出钢过程加入石灰3-5kg/t、硅灰石1-3 kg/t，萤石1-1.5kg/t；炉后加入硅锰合金、高碳锰铁、碳粉和硅钡钙铁脱氧剂。

10、优选的，所述炉后吹氩工序，根据大包成分喂碳线调c含量；静吹时间≥15分钟，吹氩站出站温度1570～1595℃。

11、优选的，所述炉后吹氩工序，控制吹氩站出站钢水化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.30～0.60%，mn：0.50～0.80%，s≤0.020%，p≤0.020%，si：0.17～0.37%，cr、ni、cu均≤0.025%，n≤0.0045%，余量为fe和不可避免的杂质。

12、优选的，所述热轧工序，采用免加热直轧技术，无铸坯加热环节，减少了铸坯表面脱碳及金属铁烧损。铸坯通过带保温罩的直轧爬升辊道迅速运输至轧机入口，直轧辊道输送速度：2.5-3.6m/s；粗轧开轧温度950～1000℃；方坯经6+6+6布置的粗-中-精轧机轧制，终轧速度80-110 m/s，吐丝温度860-900℃，经风冷辊道得到直径φ5～10mm规格的线材产品。

13、本发明采用转炉-方坯连铸-热送高线直轧工艺来生产硬线用钢，产品采用c、si、mn作为强化元素，控制s、p、n等元素含量。

14、采用结晶器电磁搅拌技术，有效提升连铸坯质量；采用免加热直轧技术，避免了铸坯升降温过程中的能源消耗及金属铁烧损，同时可有效降低铸坯表面脱碳，保证成品盘条的表面脱碳深度，成功生产出φ5～10mm规格的硬线用钢，本发明生产方法具有流程短、成本低、质量好的特点。

15、本发明从工艺全流程角度出发，采用转炉+连铸+铸坯免加热直轧工艺，简化强化合金元素种类，减少钢水精炼环节，降低再生夹杂产生风险、降低钢中有害气体含量；减少铸坯加热环节，采用铸坯免加热直轧技术，降低能源消耗和金属料损失。本发明开发一种流程短、纯净度高的低成本高效硬线用钢，对钢铁工业节能减排、完成碳中和目标，具有积极的意义。

16、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

17、1、本发明针对当前市场上广泛应用的60号及以下硬线用钢,成分及工艺路径设计可充分满足60号及以下硬线用钢的后续加工工艺。

18、2、本发明使用转炉-连铸直上工艺，炉后吹氩站均匀成分并保证夹杂物充分去除，可有效的降低炼钢工序的热量损失、降低钢水在钢包中的驻留时间，减少耐材侵蚀以及外来夹杂。

19、3、本发明采用si脱氧，通过控制si含量，保证精炼出站活度氧含量，控制夹杂物水平，保证焊丝的拉拔性能。

20、4、本发明采用结晶器电搅+末搅技术，可有效消除铸坯的中心缩孔、偏析。

21、5、本发明采用方坯连铸-热轧工艺，采用免加热直轧技术，无铸坯加热环节，减少了铸坯表面脱碳及金属铁烧损，保证成品盘条的表面脱碳深度。

22、6、本发明通过控制终轧速度、吐丝温度、辊道风冷等技术，保证得到均匀的珠光体+铁素体组织，实现低成本高效硬线用线材的生产。

1.一种高效硬线用钢，其特征在于，所述硬线用钢化学成分组成及其质量百分含量为c：0.30～0.60%，mn：0.50～0.80%，s≤0.020%，p≤0.020%，si：0.17～0.37%，cr、ni、cu均≤0.025%，n≤0.0045%，余量为fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种高效硬线用钢，其特征在于，所述硬线用钢直径φ5～10mm，组织为铁素体+珠光体。

3.根据权利要求1所述的一种高效硬线用钢，其特征在于，所述硬线用钢力学性能rm≤1000mpa，延伸率a≥10%。

4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种高效硬线用钢的生产方法，其特征在于，包括转炉冶炼、炉后吹氩、方坯连铸、直轧辊道输送、热轧和风冷打包工序；

5.根据权利要求4所述的一种高效硬线用钢的生产方法，其特征在于，所述方坯连铸工序，采用中间包吹氩、结晶器采搅拌技术，中间包上水口、板间吹氩，氩气流量1-3nl/min；用结晶器采用电磁搅拌+末端电磁搅拌技术，电磁搅拌参数：电流390-450a、频率2-3.5hz；末端电磁搅拌参数：电流330-350a，频率6-10hz。

6.根据权利要求4所述的一种高效硬线用钢的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼工序，入炉铁水中s≤0.025%、p≤0.120%；采用石灰和轻烧白云石造渣，加入石灰30～50kg/t、加入轻烧白云石20～25kg/t；转炉终点：碳含量c≥0.10%、磷含量p≤0.015%、硫含量s≤0.015%；转炉底吹全程吹氩，炉后滑板挡渣，出钢过程加入石灰3-5kg/t、硅灰石1-3 kg/t，萤石1-1.5 kg/t；炉后加入硅锰合金、高碳锰铁、碳粉和硅钡钙铁脱氧剂。

7.根据权利要求4所述的一种高效硬线用钢的生产方法，其特征在于，所述炉后吹氩工序，根据大包成分喂碳线调c含量；静吹时间≥15分钟，吹氩站出站温度1570～1595℃。

8.根据权利要求4所述的一种高效硬线用钢的生产方法，其特征在于，所述炉后吹氩工序，控制吹氩站出站钢水化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.30～0.60%，mn：0.50～0.80%，s≤0.020%，p≤0.020%，si：0.17～0.37%，cr、ni、cu均≤0.025%，n≤0.0045%，余量为fe和不可避免的杂质。

9.根据权利要求4所述的一种高效硬线用钢的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，采用免加热直轧技术，铸坯通过带保温罩的直轧爬升辊道迅速运输至轧机入口，直轧辊道输送速度：2.5-3.6m/s；粗轧开轧温度950～1000℃；终轧速度80-110 m/s，吐丝温度860-900℃，经风冷辊道得到直径φ5～10mm规格的线材产品。