本發明屬于耐磨鋼板制造技術領域。尤其涉及一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法。
背景技術：
耐磨鋼是抵抗磨料磨損的鋼，被廣泛應用于冶金、礦山、建材及軍事等各個工農業生產中需要防磨損的地方。其中耐磨鋼板的應用最廣泛，使用行業為工程機械制造業，最終用途為冶金、煤炭、水泥、電力、玻璃、礦山、建材、陶瓷、磚瓦、農林等行業。
耐磨鋼板的傳統生產工藝流程為：電爐（轉爐）冶煉→精煉→連鑄→加熱→粗軋→中間坯→精軋→熱處理→檢驗入庫，目前國內主要生產廠家有舞鋼、武鋼、寶鋼、南鋼，采用中厚板軋機或熱連軋機進行生產較厚規格產品，薄規格生產困難，生產成本高，板形難以保證，生產周期長，交貨期難以保證，由于國內薄規格耐磨鋼板的產量很少，難以滿足國內市場的需要，加上國外產品在質量上的優勢，以及部分外資工程機械制造單位對耐磨鋼材質的明確要求，導致國外耐磨鋼板在國內市場較多的占有量和較高的市場價格。目前國內市場薄規格的耐磨鋼板主要為瑞典hardax、日本jfe、德國xar和芬蘭羅奇鋼廠的產品，國內開發出質量優良的薄規格耐磨板對提高企業效益及調整國內鋼鐵產業結構有明顯促進作用。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法，采用傳統熱連軋生產線結合超快冷工藝得到更優良更細密的微觀組織，并具有高的耐磨性能、焊接性能和抗腐蝕性能，并能批量生產板形良好的薄規格耐磨鋼，降低了生產成本，縮短了交貨周期。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：
一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法，包括步驟：
（1）將溫度>1250℃、[s]≤0.020%的鐵水進行kr脫s，然后進行稠渣和充分扒渣處理,鐵水扒渣至鐵水光亮面積≥90%，減少轉爐內回s，鐵水終點[s]≤0.0020%；
（2）進行轉爐冶煉，用球團礦作冷卻劑，球團礦和氧化鐵皮必須按要求加入；螢石應根據爐內渣情況分批少量加入，每噸鋼加入量≤4kg，雙渣時每噸鋼≤5.5kg，吹煉終點前2min嚴禁加入螢石，采用擋渣錐、擋渣塞進行雙擋渣出鋼，渣厚≤45mm，轉爐出鋼用硅鐵或者硅錳合金進行脫氧和合金化，且不得采用含al材料進行脫氧與合金化；
（3）rh爐精煉，到rh后，用快速定氧探頭測定和記錄鋼中的[o]含量，鋼包凈空控制在400～600mm，鋼水頂渣厚度應小于100mm，鋼水溫度為1595℃-1630℃，先進行rh輕處理：真空度≤500pa，處理時間15-20分鐘，依次加入相應的合金進行合金化，開啟五級真空泵，進行真空循環處理；
（4）處理完再進入lf爐精煉，lf精煉出站前依次喂鋁線和鈦線或者ti合金，調整als和ti的成分，最后進行b的微合金化；
（5）進行常規板坯連鑄，連鑄采用長水口保護澆鑄且ar封，中包覆蓋無碳堿性中包渣，采用專用中碳耐磨鋼結晶器保護渣，過熱度控制在15~30℃，連鑄過程投入結晶器電磁攪拌，在扇形段采用動態連鑄輕壓下工藝，連鑄拉速控制在1.0~1.2m/min，連鑄坯厚度220mm；
（6）將板坯冷卻到室溫，對板坯質量及表面進行檢查，扒去連鑄坯表面一層表皮；
（7）送入爐加熱，在加熱爐內加熱時間≥240min，加熱溫度1200~1280℃，板坯出加熱爐溫度≥1150℃，采用兩階段控制軋制，對于再結晶區軋制，在設備允許條件下減少軋制道次，提高軋制道次壓下率，并適當延長扎后停留時間，以增加變形奧氏體的再結晶數量，使組織均勻化；
（8）出加熱爐后進行高壓水除磷，除磷壓力≥12mpa；
（9）除磷后進行5~9道次粗軋；
（10）粗軋完待鋼溫降到900～950°c左右，進行奧氏體非再結晶區軋制，保證非再結晶區的總壓下率大于45%，按軋制能力適當加大道次壓下量，特別是精軋前3道次壓下率盡可能大一些，為隨后的奧氏體向鐵素體相變形核創造有利條件，增加形核部位，以達到細化鐵素體晶粒的目的，終軋溫度盡可能控制在接近ar3相變溫度，最后道次壓下率≤12%，以保證厚度精確及板形良好；
（11）軋件出軋機后采用超快冷裝置淬火，冷卻速率為30~80℃/s，淬火終止溫度為300~400℃；
（12）卷取機卷取，送保溫坑保溫6~10小時；
（13）在平整機組進行開平，精整，檢驗。
進一步地，步驟（5）中進行常規板坯連鑄后得到的鑄坯的化學成分及其含量為：鑄坯的化學成分及其含量為：c為0.16～0.25wt%，si為0.2～0.4wt%，mn為1.5～2.0wt%，cu為0.2～0.40wt%，mo為0.25～0.40wt%，cr為0.30～0.50wt%，nb為0.03～0.06wt%，ti為0.01～0.03wt%，b為0.0006～0.0015wt%，p<0.015wt％，s<0.010wt％，其余為fe及雜質。
進一步地，步驟（2）中，轉爐新開爐前8爐及大補后前3爐不得冶煉相同鋼種。
進一步地，步驟（10）中，軋機出口厚度6~12mm，精軋出口溫度860～920℃。
本發明將鐵水和廢鋼經轉爐煉鋼和rh+lf爐精煉后進行連鑄，熱軋，在線淬火，保溫坑保溫。具體包括：高爐鐵水→鐵水預處理→轉爐冶煉→rh爐精煉→lf爐精煉→常規板坯連鑄→冷卻到室溫→板坯檢查→鑄坯表面扒皮→加熱爐→高壓水除磷→粗軋→高壓水除磷→精軋→超快速冷卻淬火→卷取→保溫坑保溫→開平→精整→檢驗。
本發明通過合理的合金化設計，選用微量的cu、mo、cr、nb、ti、b合金進行微合金化，通過控制軋制后超快速冷卻淬火控制微觀組織，充分發揮合金的性能強化作用，減少合金的加入量及貴重合金的使用量，并簡化了傳統的耐磨鋼熱軋后進行離線淬火+回火工藝，采用此方法與傳統工藝相比較，降低了能耗，縮短了工藝流程，減少了合金加入量，提高了鋼的強韌配比，節約社會資源，降低生產成本。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明作進一步描述，并非對本發明保護范圍的限制。
實施例1
一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法，包括步驟：
(1)將溫度為1255℃、[s]為0.019%(鐵水中s的質量百分比)合格鐵水先進行kr脫s，脫s結束后進行扒渣處理，鐵水光亮面積為95%，鐵水終點[s]為0.0010%(鐵水中s的質量百分比),全程采用吹氬工藝，終渣堿度3.5；
(2)進行轉爐冶煉，加入球團礦和氧化鐵皮作冷卻劑；螢石分批加入每噸鋼加入量3.1kg，吹煉終點前2min嚴禁加入螢石，采用擋渣錐、擋渣塞進行雙擋渣出鋼，渣厚為44mm，轉爐出鋼用硅鐵進行脫氧和合金化；
(3)rh爐精煉，到rh后，用快速定氧探頭測定和記錄鋼中的[o](鋼中o的質量百分比)含量，鋼包凈空410mm，鋼水頂渣厚度95mm，鋼水溫度：1598℃，先進行rh輕處理：真空度498pa，處理時間15分鐘，依次加入不同的合金進行合金化，如硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鈮鐵、鈦鐵及金屬銅板等，開啟五級真空泵，進行真空循環處理；
(4)處理完再進入lf爐精煉，lf精煉出站前依次喂鋁線和鈦線或者ti合金，調整als和ti的成分，最后進行b的微合金化；
(5)進行常規板坯連鑄，連鑄采用長水口保護澆鑄且ar封，中包覆蓋無碳堿性中包渣，采用專用中碳耐磨鋼結晶器保護渣，過熱度控制在16℃，連鑄過程投入結晶器電磁攪拌，在扇形段采用動態連鑄輕壓下工藝，連鑄拉速控制在1.0m/min，連鑄坯厚度220mm；
(6)板坯冷卻到室溫，對板坯質量及表面進行檢查，扒去連鑄坯表面一層表皮；
(7)送入爐加熱，在加熱爐內加熱時間300min，加熱溫度1210℃，板坯出加熱爐溫度1190℃，采用兩階段控制軋制，對于再結晶區軋制，在設備允許條件下減少軋制道次，提高軋制道次壓下率，并適當延長扎后停留時間，以增加變形奧氏體的再結晶數量，使組織均勻化；
(8)出加熱爐后進行高壓水除磷，除磷壓力14mpa；
(9)除磷后進行5道次粗軋；
(10)粗軋完待鋼溫降到900°c左右，再次除磷后進行精軋，精軋前3道次壓下率分別為42.1%，32.5%，31.2%，最后1道次壓下率為7.2%，軋機出口厚度為12mm。精軋出口溫度870℃；
(11)軋件出軋機后采用超快冷裝置淬火，冷卻速率為30℃/s，淬火終止溫度為310℃；
(12)卷取機卷取，送保溫坑保溫10小時；
(13)在平整機組進行開平，精整，檢驗。
本實施例中，步驟（5）中進行常規板坯連鑄后得到的鑄坯的化學成分及其含量是：c為0.16wt%，si為0.25wt%，mn為1.95wt%，cu為0.25wt%，mo為0.35wt%，cr為0.32wt%，nb為0.031wt%，ti為0.011wt%，b為0.0007wt%，p為0.010wt％，s為0.002wt％，其余為fe及不可避免的雜質。經檢驗，本所示所得產品的屈服強度為1110mpa，抗拉強度1295mpa，a50延伸率13.5%，表面布氏硬度411hbw，-20℃條件下，夏比v形沖擊功分別為74j、65j、68j，其性能滿足nm400國家標準gb/t24186-2009技術條件。
實施例2
一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法，包括步驟：
(1)將溫度1255℃、[s]為0.012%(鐵水中s的質量百分比)合格鐵水先進行kr脫s，脫s結束后進行扒渣處理，鐵水光亮面積為94%，鐵水終點[s]為0.0010%(鐵水中s的質量百分比)，采用全程吹氬工藝，終渣堿度3.0；
(2)加入球團礦和氧化鐵皮作冷卻劑，螢石分批加入每噸鋼加入量3.0kg，吹煉終點前2min嚴禁加入螢石，采用擋渣錐、擋渣塞進行雙擋渣出鋼，渣厚為40mm，轉爐出鋼用硅鐵進行脫氧和合金化；
(3)rh爐精煉，到rh后，用快速定氧探頭測定和記錄鋼中的[o](鋼中o的質量百分比)含量，鋼包凈空490mm，鋼水頂渣厚度85mm，鋼水溫度：1610℃，先進行rh輕處理：真空度495pa，處理時間20分鐘，依次加入不同的合金進行合金化，如硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鈮鐵、鈦鐵及金屬銅板等，開啟五級真空泵，進行真空循環處理；
(4)處理完再進入lf爐精煉，lf精煉出站前依次喂鋁線和鈦線或者ti合金，調整als和ti的成分，最后進行b的微合金化；
(5)進行常規板坯連鑄，連鑄采用長水口保護澆鑄且ar封，中包覆蓋無碳堿性中包渣，采用專用中碳耐磨鋼結晶器保護渣，過熱度控制在28℃，連鑄過程投入結晶器電磁攪拌，在扇形段采用動態連鑄輕壓下工藝，連鑄拉速控制在1.2m/min，連鑄坯厚度220mm；
(6)將板坯冷卻到室溫，對板坯質量及表面進行檢查，扒去連鑄坯表面一層表皮；
(7)送入爐加熱，在加熱爐內加熱時間280min，加熱溫度1270℃，板坯出加熱爐溫度1250℃，采用兩階段控制軋制，對于再結晶區軋制，在設備允許條件下減少軋制道次，提高軋制道次壓下率，并適當延長扎后停留時間，以增加變形奧氏體的再結晶數量，使組織均勻化；
(8)出加熱爐后進行高壓水除磷，除磷壓力14mpa；
(9)除磷后進行7道次粗軋；
(10)粗軋完待鋼溫降到950°c左右，再次除磷后進行精軋，精軋前3道次壓下率分別為39.1%，34.5%，30.2%，最后1道次壓下率為6.8%，軋機出口厚度為10mm。精軋出口溫度900℃；
(11)軋件出軋機后采用超快冷裝置淬火，冷卻速率為45℃/s，淬火終止溫度為350℃；
(12)卷取機卷取，送保溫坑保溫8小時；
(13)在平整機組進行開平，精整，檢驗。
本實施例中，步驟（5）中進行常規板坯連鑄后得到的鑄坯的化學成分及其含量是：c為0.24wt%，si為0.25wt%，mn為1.55wt%，cu為0.20wt%，mo為0.30wt%，cr為0.48wt%，nb為0.035wt%，ti為0.018wt%，b為0.0009wt%，p為0.010wt％，s為0.002wt％，其余為fe及不可避免的雜質。
經過檢驗，本實施例的產品的屈服強度為1120mpa，抗拉強度1305mpa，a50延伸率12.5%，表面布氏硬度401hbw，-20℃條件下，夏比v形沖擊功分別為71j、62j、65j，其性能滿足nm400國家標準gb/t24186-2009技術條件。
實施例3
一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法，包括步驟：
(1)將溫度為1295℃、[s]為0.017%(鐵水中s的質量百分比)鐵水先進行kr脫s，脫s結束后進行扒渣處理，鐵水光亮面積為95%，鐵水終點[s]為0.0010%(鐵水中s的質量百分比)，采用全程吹氬工藝，終渣堿度4.0；
(2)加入球團礦和氧化鐵皮作冷卻劑；螢石分批加入每噸鋼加入量4.0kg，吹煉終點前2min嚴禁加入螢石，采用擋渣錐、擋渣塞進行雙擋渣出鋼，渣厚為35mm，轉爐出鋼用硅鐵進行脫氧和合金化；
(3)rh爐精煉，到rh后，用快速定氧探頭測定和記錄鋼中的[o](鋼中o的質量百分比)含量，鋼包凈空580mm，鋼水頂渣厚度75mm，鋼水溫度：1625℃，先進行rh輕處理：真空度495pa，處理時間20分鐘，依次加入不同的合金進行合金化，如硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鈮鐵、鈦鐵及金屬銅板等，開啟五級真空泵，進行真空循環處理；
(4)處理完再進入lf爐精煉，lf精煉出站前依次喂鋁線和鈦線或者ti合金，調整als和ti的成分，最后進行b的微合金化；
(5)進行常規板坯連鑄，連鑄采用長水口保護澆鑄且ar封，中包覆蓋無碳堿性中包渣，采用專用中碳耐磨鋼結晶器保護渣，過熱度控制在20℃，連鑄過程投入結晶器電磁攪拌，在扇形段采用動態連鑄輕壓下工藝，連鑄拉速控制在1.1m/min，連鑄坯厚度220mm；
(6)將板坯冷卻到室溫，對板坯質量及表面進行檢查，扒去連鑄坯表面一層表皮；
(7)送入爐加熱，在加熱爐內加熱時間280min，加熱溫度1250℃，板坯出加熱爐溫度1220℃，采用兩階段控制軋制，對于再結晶區軋制，在設備允許條件下減少軋制道次，提高軋制道次壓下率，并適當延長扎后停留時間，以增加變形奧氏體的再結晶數量，使組織均勻化；
(8)出加熱爐后進行高壓水除磷，除磷壓力14mpa；
(9)除磷后進行9道次粗軋；
(10)粗軋完待鋼溫降到920°c左右，再次除磷后進行精軋，精軋前3道次壓下率分別為31.1%，28.5%，27.2%，最后1道次壓下率為5.8%，軋機出口厚度為6mm，精軋出口溫度920℃；
(11)軋件出軋機后采用超快冷裝置淬火，冷卻速率為75℃/s，淬火終止溫度為400℃；
(12)卷取機卷取，送保溫坑保溫6小時；
(13)在平整機組進行開平，精整，檢驗。
本實施例中，步驟（5）中進行常規板坯連鑄后得到的鑄坯的化學成分及其含量是：鑄坯的化學成分及其含量是：c為0.20wt%，si為0.38wt%，mn為1.70wt%，cu為0.38wt%，mo為0.38wt%，cr為0.40wt%，nb為0.055wt%，ti為0.028wt%，b為0.0012wt%，p為0.010wt％，s為0.001wt％，其余為fe及不可避免的雜質。
經過檢驗，本實施例的產品屈服強度為1140mpa，抗拉強度1325mpa，a50延伸率11.5%，表面布氏硬度422hbw，-20℃條件下，夏比v形沖擊功分別為68j、73j、65j，其性能滿足nm400國家標準gb/t24186-2009技術條件。
實施例4
一種超快冷在線淬火生產薄規格耐磨鋼nm400的方法，包括步驟：
(1)將溫度為1295℃，[s]為0.017%(鐵水中s的質量百分比)鐵水先進行kr脫s，脫s結束后進行扒渣處理，鐵水光亮面積為95%，鐵水終點[s]為0.0010%(鐵水中s的質量百分比)，采用全程吹氬工藝，終渣堿度4.0；
(2)加入球團礦和氧化鐵皮作冷卻劑；螢石分批加入每噸鋼加入量4.0kg，采用擋渣錐、擋渣塞進行雙擋渣出鋼，渣厚為35mm，轉爐出鋼用硅鐵進行脫氧和合金化
(3)rh爐精煉，到rh后，用快速定氧探頭測定和記錄鋼中的[o](鋼中o的質量百分比)含量，鋼包凈空580mm，鋼水頂渣厚度75mm，鋼水溫度：1625℃，先進行rh輕處理：真空度495pa，處理時間20分鐘，依次加入不同的合金進行合金化，如硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、鈮鐵、鈦鐵及金屬銅板等，開啟五級真空泵，進行真空循環處理；
(4)處理完再進入lf爐精煉，lf精煉出站前依次喂鋁線和鈦線或者ti合金，調整als和ti的成分，最后進行b的微合金化；
(5)進行常規板坯連鑄，連鑄采用長水口保護澆鑄且ar封，中包覆蓋無碳堿性中包渣，采用專用中碳耐磨鋼結晶器保護渣，過熱度控制在20℃，連鑄過程投入結晶器電磁攪拌，在扇形段采用動態連鑄輕壓下工藝，連鑄拉速控制在1.1m/min，連鑄坯厚度220mm；
(6)將板坯冷卻到室溫，對板坯質量及表面進行檢查，扒去連鑄坯表面一層表皮；
(7)送入爐加熱，在加熱爐內加熱時間320min，加熱溫度1250℃，板坯出加熱爐溫度1220℃，采用兩階段控制軋制，對于再結晶區軋制，在設備允許條件下減少軋制道次，提高軋制道次壓下率，并適當延長扎后停留時間，以增加變形奧氏體的再結晶數量，使組織均勻化；
(8)出加熱爐后進行高壓水除磷，除磷壓力18mpa；
(9)除磷后進行7道次粗軋；
(10)粗軋完待鋼溫降到930°c左右，再次除磷后進行精軋，精軋前3道次壓下率分別為38.1%，35.5%，27.2%，最后1道次壓下率為7.8%，軋機出口厚度為8mm。精軋出口溫度910℃；
(11)軋件出軋機后采用超快冷裝置淬火，冷卻速率為55℃/s，淬火終止溫度為350℃；
(12)卷取機卷取，送保溫坑保溫8小時；
(13)在平整機組進行開平，精整，檢驗。
本實施例中，步驟（5）中進行常規板坯連鑄后得到的鑄坯的化學成分及其含量是：鑄坯的化學成分及其含量是：c為0.20wt%，si為0.38wt%，mn為1.70wt%，cu為0.38wt%，mo為0.38wt%，cr為0.40wt%，nb為0.055wt%，ti為0.028wt%，b為0.0012wt%，p為0.010wt％，s為0.001wt％，其余為fe及不可避免的雜質。
經檢測，本實施例的產品的其屈服強度為1175mpa，抗拉強度1305mpa，a50延伸率10.5%，表面布氏硬度402hbw，-20℃條件下，夏比v形沖擊功分別為58j、63j、55j，其性能滿足nm400國家標準gb/t24186-2009技術條件。
本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。