本發(fā)明屬于鋼鐵冶金及黑色金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法。
背景技術(shù)：
高強度緊固件用鋼熱軋圓盤條在常溫下利用金屬塑性加工成型，材料內(nèi)部組織嚴密、產(chǎn)品的力學(xué)性能好、加工材料損失少、生產(chǎn)效益高、產(chǎn)品尺寸精度高、表面光潔度好，廣泛用于各冷鐓成形的高強度螺栓緊固件的生產(chǎn)。
近年來，隨著螺栓緊固件行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，螺栓從低強度向高強度發(fā)展，從高能耗向資源節(jié)約型發(fā)展已成為必然趨勢。高強度螺栓用鋼具有良好的塑性和冷鐓性能，可免球化退火工藝，經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后具有強度高、淬透性好等優(yōu)點，被廣泛用于制造各種高強度螺栓。目前國內(nèi)現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條潔凈度較低，夾雜物含量相對較高，非金屬夾雜物大多在1.0級以上；鋼中als、ti含量較高，煉鋼生產(chǎn)難度較大；此外，鋼的顯微組織結(jié)構(gòu)及配比未達到最優(yōu)化，導(dǎo)致鋼的強韌性匹配不好，加工變形能力有限，盤條1/3冷頂鍛合格率偏低，制約了產(chǎn)品在10.9級高強度螺栓生產(chǎn)中的應(yīng)用。
目前國內(nèi)已有高強度螺栓用鋼的專利和論文研究報道，但鋼的塑韌性及斷面收縮率較低，產(chǎn)品大多只用于8.8級高強度螺栓的生產(chǎn)。為進一步改善現(xiàn)有高強度螺栓用鋼的加工變形能力及使用性能，急需開發(fā)一種生產(chǎn)具有高潔凈度、優(yōu)異淬透性、塑韌性及冷鐓變形能力的熱軋圓盤條的10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括以下步驟：
a、鐵水預(yù)處理脫硫：將高爐鐵水運至kr法鐵水預(yù)處理裝置進行脫硫處理，攪拌頭插入深度控制為1800~2000mm，按10.0～12.0kg/t鋼的量，加入cao質(zhì)脫硫劑進行脫硫處理，攪拌時間控制為5分鐘；攪拌結(jié)束后進行扒后渣操作，保證鋼包內(nèi)鐵水面裸露≥3/4，扒凈脫硫渣，得到預(yù)處理后的鐵水；
b、鋼水冶煉：將a步驟預(yù)處理后的鐵水、優(yōu)質(zhì)廢鋼加入ld轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，分別按28.0～32.0kg/t鋼、20.0～25.0kg/t鋼、2.0～4.0kg/t鋼的加入量，加入石灰、輕燒白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量≥0.10wt%，出鋼溫度≤1640℃；出鋼前向鋼包底部加入活性石灰和精煉渣進行渣洗，石灰加入量為2.0kg/t鋼，精煉渣加入量為1.0kg/t鋼；出鋼時采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為15～20nl/min；
c、脫氧合金化：將b步驟冶煉完畢的鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，按下列脫氧合金化順序：硅鈣鋇→硅鐵→高碳鉻鐵→高碳錳鐵，依次向鋼包中加入下列物質(zhì)：按2.0kg/t鋼的量，加入硅鈣鋇合金；按0.7～1.9kg/t鋼的量，加入硅鐵；按5.6～7.3kg/t鋼的量，加入高碳鉻鐵；按2.0～4.6kg/t鋼的量，加入高碳錳鐵；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述合金；出鋼完畢后，將鋼水吊送至lf爐精煉工序；
d、鋼水lf爐精煉：將c步驟出鋼完畢鋼水吊至lf爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用15～20nl/min的氬氣流量吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位5～7檔化渣；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰3.5～4.5kg/t鋼、精煉渣1.5kg/t鋼、電石0.5kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0～6.0；根據(jù)鋼樣分析結(jié)果，補加合金同步調(diào)整鋼水成份，加入碳化硅0.4~0.6kg/t鋼調(diào)整渣況，控制鋼水氧活度≤8ppm；之后將氬氣流量加大至30～40nl/min，按0.6～0.8kg/t鋼的量，加入硼鐵，軟吹氬3分鐘；之后將鋼水溫度加熱至1585～1595℃后進行喂線處理，喂入硅鈣線，喂線速度為3.0m/s，喂線量為100m；喂線結(jié)束采用流量為20nl/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹氬，軟吹時間為2分鐘，之后加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0kg/t鋼，將鋼水吊至連鑄工位；
e、鋼水澆鑄：在中間包溫度為1525～1535℃，拉速為2.2～2.3m/min，二冷比水量為1.4～1.5l/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為200a、運行頻率為3.0hz的條件下，采用r9m直弧形連續(xù)矯直5機5流小方坯鑄機將d步驟的鋼水全程保護澆鑄成斷面150mm×150mm的鋼坯；
f、鋼坯加熱：將e步驟鋼坯送入蓄熱式加熱爐加熱，加熱爐預(yù)熱段爐溫850~950℃，以10℃/min的速度將鋼坯升溫至920℃；隨后鋼坯進入溫度為1020~1080℃的加熱段，以8℃/min的速度將鋼坯升溫至1040℃；然后鋼坯進入1050~1110℃的均熱段均熱，均熱至1050~1070℃，均熱30min后鋼坯出爐；出爐鋼坯經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的待溫區(qū)進行3分鐘的自然冷卻，最終以1000～1020℃的開軋溫度進入軋機軋制；
g、控軋控冷：將f步驟的鋼坯送入28個機架的高速線材軋機進行軋制，在速度為0.20～0.35m/s的軋制條件下，粗軋6個道次；之后在速度為10.0～15.0m/s的軋制條件下，中軋12個道次；之后進行精軋前預(yù)水冷控冷，在冷卻水量為160～200m3/h條件下控冷2～3秒；之后在精軋溫度為900～920℃，速度為25～65m/s的軋制條件下，精軋5～10個道次；之后在溫度為910～930℃，速度為20～65m/s的條件下吐絲；吐絲后盤條進入斯太爾摩風冷線進行延遲型控制冷卻；斯太爾摩風冷線控冷時風機全部關(guān)閉，開啟5臺風機上方保溫罩蓋，輥道速度控制為0.20～0.35m/s；斯太爾摩風冷結(jié)束后盤條集卷溫度控制為650～680℃，之后將集卷盤條自然空冷至室溫即得10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明提供了一種10.9級高強度緊固件螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法，鋼中加入提高淬透性的合金元素cr和b，采用合適的加熱制度和控軋控冷工藝，控制相變前后的奧氏體晶粒尺寸和形態(tài)，促進鋼強度提高和塑韌性的改善，增加鋼的抗回火穩(wěn)定性，同時還提高了鋼的鈍化耐腐蝕能力；軋鋼工序控制較低的開軋溫度、進精軋溫度及吐絲溫度，增加了奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時鐵素體晶粒的形核位置及形核速率，促進了鐵素體晶粒的細化，吐絲完后的盤條采用延遲型斯太爾摩冷卻方式進行控冷，在斯太爾摩輥道上以緩慢的冷速完成相變，得到鐵素體+球化珠光體顯微組織，使鋼的頂鍛變形能力顯著改善，滿足10.9級高強度螺栓的生產(chǎn)需求。
2、本發(fā)明生產(chǎn)的高強度緊固件螺栓用鋼熱軋圓盤條具有潔凈度高、淬透性好、合適的強度和硬度以及優(yōu)異的塑韌性和冷鐓頂鍛變形能力，不需要球化退火處理可直接冷鐓成形生產(chǎn)10.9級高強度螺栓，減少了加工工序和能源消耗，降低了生產(chǎn)成本。
3、本發(fā)明的10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法，通過化學(xué)成分優(yōu)化設(shè)計、kr法鐵水預(yù)處理深脫硫、ld轉(zhuǎn)爐冶煉、lf鋼包爐精煉、小方坯全程保護澆注、高線控軋控冷等工藝技術(shù)，獲得了具有下列質(zhì)量比化學(xué)成分的高強度緊固件螺栓用鋼盤條：c0.24～0.28wt%、si0.17～0.27wt%、mn0.30～0.50wt%、cr0.35～0.45wt%、b0.0065～0.0085wt%、s≤0.010wt%、p≤0.015wt%，其余為fe及不可避免的不純物；所生產(chǎn)的盤條具有高潔凈度和優(yōu)異的工藝力學(xué)性能，a、b、d類非金屬夾雜物≤0.5級，c類非金屬夾雜物≤1.0級，抗拉強度rel510-540mpa，斷面收縮率z≥74.0%，1/2冷頂鍛合格率100%，1/3冷頂鍛合格率≥95%。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明所述的10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：
a、鐵水預(yù)處理脫硫：將高爐鐵水運至kr法鐵水預(yù)處理裝置進行脫硫處理，攪拌頭插入深度控制為1800~2000mm，按10.0～12.0kg/t鋼的量，加入cao質(zhì)脫硫劑進行脫硫處理，攪拌時間控制為5分鐘；攪拌結(jié)束后進行扒后渣操作，保證鋼包內(nèi)鐵水面裸露≥3/4，扒凈脫硫渣，得到預(yù)處理后的鐵水；
b、鋼水冶煉：將a步驟預(yù)處理后的鐵水、優(yōu)質(zhì)廢鋼加入ld轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，分別按28.0～32.0kg/t鋼、20.0～25.0kg/t鋼、2.0～4.0kg/t鋼的加入量，加入石灰、輕燒白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量≥0.10wt%，出鋼溫度≤1640℃；出鋼前向鋼包底部加入活性石灰和精煉渣進行渣洗，石灰加入量為2.0kg/t鋼，精煉渣加入量為1.0kg/t鋼；出鋼時采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為15～20nl/min；
c、脫氧合金化：將b步驟冶煉完畢的鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，按下列脫氧合金化順序：硅鈣鋇→硅鐵→高碳鉻鐵→高碳錳鐵，依次向鋼包中加入下列物質(zhì)：按2.0kg/t鋼的量，加入硅鈣鋇合金；按0.7～1.9kg/t鋼的量，加入硅鐵；按5.6～7.3kg/t鋼的量，加入高碳鉻鐵；按2.0～4.6kg/t鋼的量，加入高碳錳鐵；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述合金；出鋼完畢后，將鋼水吊送至lf爐精煉工序；
d、鋼水lf爐精煉：將c步驟出鋼完畢鋼水吊至lf爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用15～20nl/min的氬氣流量吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位5～7檔化渣；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰3.5～4.5kg/t鋼、精煉渣1.5kg/t鋼、電石0.5kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0～6.0；根據(jù)鋼樣分析結(jié)果，補加合金同步調(diào)整鋼水成份，加入碳化硅0.4~0.6kg/t鋼調(diào)整渣況，控制鋼水氧活度≤8ppm；之后將氬氣流量加大至30～40nl/min，按0.6～0.8kg/t鋼的量，加入硼鐵，軟吹氬3分鐘；之后將鋼水溫度加熱至1585～1595℃后進行喂線處理，喂入硅鈣線，喂線速度為3.0m/s，喂線量為100m；喂線結(jié)束采用流量為20nl/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹氬，軟吹時間為2分鐘，之后加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0kg/t鋼，將鋼水吊至連鑄工位；
e、鋼水澆鑄：在中間包溫度為1525～1535℃，拉速為2.2～2.3m/min，二冷比水量為1.4～1.5l/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為200a、運行頻率為3.0hz的條件下，采用r9m直弧形連續(xù)矯直5機5流小方坯鑄機將d步驟的鋼水全程保護澆鑄成斷面150mm×150mm的鋼坯；
f、鋼坯加熱：將e步驟鋼坯送入蓄熱式加熱爐加熱，加熱爐預(yù)熱段爐溫850~950℃，以10℃/min的速度將鋼坯升溫至920℃；隨后鋼坯進入溫度為1020~1080℃的加熱段，以8℃/min的速度將鋼坯升溫至1040℃；然后鋼坯進入1050~1110℃的均熱段均熱，均熱至1050~1070℃，均熱30min后鋼坯出爐；出爐鋼坯經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的待溫區(qū)進行3分鐘的自然冷卻，最終以1000～1020℃的開軋溫度進入軋機軋制；
g、控軋控冷：將f步驟的鋼坯送入28個機架的高速線材軋機進行軋制，在速度為0.20～0.35m/s的軋制條件下，粗軋6個道次；之后在速度為10.0～15.0m/s的軋制條件下，中軋12個道次；之后進行精軋前預(yù)水冷控冷，在冷卻水量為160～200m3/h條件下控冷2～3秒；之后在精軋溫度為900～920℃，速度為25～65m/s的軋制條件下，精軋5～10個道次；之后在溫度為910～930℃，速度為20～65m/s的條件下吐絲；吐絲后盤條進入斯太爾摩風冷線進行延遲型控制冷卻；斯太爾摩風冷線控冷時風機全部關(guān)閉，開啟5臺風機上方保溫罩蓋，輥道速度控制為0.20～0.35m/s；斯太爾摩風冷結(jié)束后盤條集卷溫度控制為650～680℃，之后將集卷盤條自然空冷至室溫即得10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條。
步驟a所述的高爐鐵水的化學(xué)成分為：c4.0~4.4wt%、si0.25~0.50wt%、mn0.60~0.90wt%、p0.085~0.105wt%、s≤0.030wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
步驟a中所述的預(yù)處理后的鐵水成分為：c4.0~4.4wt%、si0.25~0.50wt%、mn0.60~0.90wt%、p0.085~0.105wt%、s≤0.005wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
步驟b中所述的優(yōu)質(zhì)廢鋼的化學(xué)成分為c0.20~0.25wt%、si0.30~0.55wt%、mn1.15~1.35wt%、p0.020~0.037wt%、s0.022~0.036wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
步驟c中所述的硅鈣鋇合金的化學(xué)成分為：si52.5wt%，ca10.3wt%，ba13.5wt%，al3.8wt%，其余為fe及不可避免的不純物；所述的硅鐵的化學(xué)成分為：si73.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；所述的高碳鉻鐵的化學(xué)成分為：cr57.4wt%，c7.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；所述的高碳錳鐵的化學(xué)成分為：mn75.3wt%，c7.1wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
步驟d中所述的碳化硅合金的化學(xué)成分為：sic71.4wt%,總c26.5,總si57.5wt%,其余為fe及不可避免的不純物。
步驟d中所述的硼鐵的化學(xué)成分為：b16.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
步驟d中所述的硅鈣線的化學(xué)成分為：si53.5wt%、ca28.2wt%、其余為fe及不可避免的不純物。
步驟g中所述的10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的化學(xué)成分為：c0.24～0.28wt%、si0.17～0.27wt%、mn0.30～0.50wt%、cr0.35～0.45wt%、b0.0065～0.0085wt%、s≤0.010wt%、p≤0.015wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
本發(fā)明提供的一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條的化學(xué)成分、工藝力學(xué)性能、顯微組織及夾雜物檢驗見表1、表2、表3所示；
表1一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條化學(xué)成分
表2本發(fā)明生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能
表3本發(fā)明生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條顯微組織及夾雜物
實施例1
a、鐵水預(yù)處理脫硫：將高爐鐵水(化學(xué)成分c4.0wt%、si0.25wt%、mn0.60wt%、p0.105wt%、s0.030wt%，其余為fe及不可避免的不純物)運至kr法鐵水預(yù)處理裝置進行脫硫處理，攪拌頭插入深度控制為1800mm，按10.0kg/t鋼的量，加入常規(guī)cao質(zhì)脫硫劑進行脫硫處理，攪拌時間控制為5分鐘；攪拌結(jié)束后進行扒后渣操作，保證鋼包內(nèi)鐵水面裸露≥3/4，扒凈脫硫渣；預(yù)處理后鐵水成分控制為：c4.0wt%、si0.25wt%、mn0.60wt%、p0.105wt%、s0.005wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
b、鋼水冶煉：將a步驟預(yù)處理后的鐵水(化學(xué)成分c4.0wt%、si0.25wt%、mn0.60wt%、p0.105wt%、s0.030wt%，其余為fe及不可避免的不純物)、優(yōu)質(zhì)廢鋼(化學(xué)成分c0.20wt%、si0.30wt%、mn1.15wt%、p0.037wt%、s0.036wt%，其余為fe及不可避免的不純物)加入ld轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，分別按28.0kg/t鋼、20.0kg/t鋼、2.0kg/t鋼的加入量，加入石灰、輕燒白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量0.10wt%，出鋼溫度1630℃；出鋼前向鋼包底部加入活性石灰和精煉渣進行渣洗，石灰加入量為2.0kg/t鋼，精煉渣加入量為1.0kg/t鋼；出鋼時采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為15nl/min。
c、脫氧合金化：將b步驟冶煉完畢的鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，按下列脫氧合金化順序：硅鈣鋇→硅鐵→高碳鉻鐵→高碳錳鐵，依次向鋼包中加入下列物質(zhì)：按2.0kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鈣鋇合金：si52.5wt%，ca10.3wt%，ba13.5wt%，al3.8wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按0.7kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鐵：si73.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按5.6kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳鉻鐵：cr57.4wt%，c7.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按2.0kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳錳鐵：mn75.3wt%，c7.1wt%，其余為fe及不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述合金；出鋼完畢后，將鋼水吊送至lf爐精煉工序。
d、鋼水lf爐精煉：將c步驟出鋼完畢鋼水吊至lf爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量(15nl/min)吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位5～7檔化渣；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰3.5kg/t鋼、精煉渣1.5kg/t鋼、電石0.5kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.0；根據(jù)鋼樣分析結(jié)果，補加合金同步調(diào)整鋼水成份，加入碳化硅(化學(xué)成分：sic71.4wt%,總c26.5,總si57.5wt%,其余為fe及不可避免的不純物)0.4kg/t鋼調(diào)整渣況，控制鋼水氧活度≤8ppm；之后適當加大氬氣流量(30～40nl/min)，按0.6kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵：b16.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物，軟吹氬3分鐘；之后將鋼水溫度加熱至1595℃后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線：si53.5wt%、ca28.2wt%、其余為fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s，喂線量為100m；喂線結(jié)束采用流量為20nl/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹氬，軟吹時間為2分鐘，之后加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0kg/t鋼，將鋼水吊至連鑄工位。
e、鋼水澆鑄：在中間包溫度為1535℃，拉速為2.3m/min，二冷比水量為1.5l/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為200a、運行頻率為3.0hz的條件下，采用r9m直弧形連續(xù)矯直5機5流小方坯鑄機將d步驟的鋼水全程保護澆鑄成斷面150mm×150mm的鋼坯。
f、鋼坯加熱：將e步驟鋼坯送入蓄熱式加熱爐加熱，加熱爐預(yù)熱段爐溫850~950℃，以10℃/min的速度將鋼坯升溫至920℃；隨后鋼坯進入溫度為1020~1080℃的加熱段，以8℃/min的速度將鋼坯升溫至1040℃；然后鋼坯進入1050~1110℃的均熱段均熱，均熱至1070℃，均熱30min后鋼坯出爐；出爐鋼坯經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的待溫區(qū)進行3分鐘的自然冷卻，最終以1020℃的開軋溫度進入軋機軋制。
g、控軋控冷：將f步驟的鋼坯送入28個機架的高速線材軋機進行軋制，在速度為0.35m/s的軋制條件下，粗軋6個道次；之后在速度為15.0m/s的軋制條件下，中軋12個道次；之后進行精軋前預(yù)水冷控冷，在冷卻水量為160m3/h條件下控冷2秒；之后在精軋溫度為920℃，速度為65m/s的軋制條件下，精軋10個道次；之后在溫度為930℃，速度為65m/s的條件下吐絲；吐絲后盤條進入斯太爾摩風冷線進行“延遲”型控制冷卻(即緩慢冷卻)；斯太爾摩風冷線控冷時風機全部關(guān)閉，開啟前5臺風機上方保溫罩蓋，輥道速度控制為0.35m/s；斯太爾摩風冷結(jié)束后盤條集卷溫度控制為680℃，之后將集卷盤條自然空冷至室溫即獲得一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條，具有下列重量百分比的化學(xué)成分：c0.24wt%、si0.17wt%、mn0.30wt%、cr0.35wt%、b0.0065wt%、s0.010wt%、p0.015wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
本實施例提供的一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能、顯微組織及夾雜物檢驗見表5、表6所示；
表4本實施例生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能
表5本實施例生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條顯微組織及夾雜物
實施例2
a、鐵水預(yù)處理脫硫：將高爐鐵水(化學(xué)成分c4.2wt%、si0.35wt%、mn0.75wt%、p0.095wt%、s0.024wt%，其余為fe及不可避免的不純物)運至kr法鐵水預(yù)處理裝置進行脫硫處理，攪拌頭插入深度控制為1900mm，按11.0kg/t鋼的量，加入常規(guī)cao質(zhì)脫硫劑進行脫硫處理，攪拌時間控制為5分鐘；攪拌結(jié)束后進行扒后渣操作，保證鋼包內(nèi)鐵水面裸露≥3/4，扒凈脫硫渣；預(yù)處理后鐵水成分控制為：c4.2wt%、si0.35wt%、mn0.75wt%、p0.095wt%、s0.004wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
b、鋼水冶煉：將a步驟預(yù)處理后的鐵水(化學(xué)成分c4.2wt%、si0.35wt%、mn0.75wt%、p0.095wt%、s0.004wt%，其余為fe及不可避免的不純物)、優(yōu)質(zhì)廢鋼(化學(xué)成分c0.22wt%、si0.42wt%、mn1.27wt%、p0.032wt%、s0.028wt%，其余為fe及不可避免的不純物)加入ld轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，分別按30.0kg/t鋼、22.0kg/t鋼、3.0kg/t鋼的加入量，加入石灰、輕燒白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量0.12wt%，出鋼溫度1635℃；出鋼前向鋼包底部加入活性石灰和精煉渣進行渣洗，石灰加入量為2.0kg/t鋼，精煉渣加入量為1.0kg/t鋼；出鋼時采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為18nl/min。
c、脫氧合金化：將b步驟冶煉完畢的鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，按下列脫氧合金化順序：硅鈣鋇→硅鐵→高碳鉻鐵→高碳錳鐵，依次向鋼包中加入下列物質(zhì)：按2.0kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鈣鋇合金：si52.5wt%，ca10.3wt%，ba13.5wt%，al3.8wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按1.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鐵：si73.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按6.5kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳鉻鐵：cr57.4wt%，c7.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按3.2kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳錳鐵：mn75.3wt%，c7.1wt%，其余為fe及不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述合金；出鋼完畢后，將鋼水吊送至lf爐精煉工序。
d、鋼水lf爐精煉：將c步驟出鋼完畢鋼水吊至lf爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量(18nl/min)吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位5～7檔化渣；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰4.0kg/t鋼、精煉渣1.5kg/t鋼、電石0.5kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為5.5；根據(jù)鋼樣分析結(jié)果，補加合金同步調(diào)整鋼水成份，加入碳化硅(化學(xué)成分：sic71.4wt%,總c26.5，總si57.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物)0.5kg/t鋼調(diào)整渣況，控制鋼水氧活度≤8ppm；之后適當加大氬氣流量(35nl/min)，按0.7kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵：b16.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物，軟吹氬3分鐘；之后將鋼水溫度加熱至1590℃進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線：si53.5wt%、ca28.2wt%、其余為fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s，喂線量為100m；喂線結(jié)束采用流量為20nl/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹氬，軟吹時間為2分鐘，之后加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0kg/t鋼，將鋼水吊至連鑄工位。
e、鋼水澆鑄：在中間包溫度為1530℃，拉速為2.2m/min，二冷比水量為1.5l/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為200a、運行頻率為3.0hz的條件下，采用r9m直弧形連續(xù)矯直5機5流小方坯鑄機將d步驟的鋼水全程保護澆鑄成斷面150mm×150mm的鋼坯；
f、鋼坯加熱：將e步驟鋼坯送入蓄熱式加熱爐加熱，加熱爐預(yù)熱段爐溫850~950℃，以10℃/min的速度將鋼坯升溫至920℃；隨后鋼坯進入溫度為1020~1080℃的加熱段，以8℃/min的速度將鋼坯升溫至1040℃；然后鋼坯進入1050~1110℃的均熱段均熱，均熱至1060℃，均熱30min后鋼坯出爐；出爐鋼坯經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的待溫區(qū)進行3分鐘的自然冷卻，最終以1010℃的開軋溫度進入軋機軋制；
g、控軋控冷：將f步驟的鋼坯送入28個機架的高速線材軋機進行軋制，在速度為0.30m/s的軋制條件下，粗軋6個道次；之后在速度為13.0m/s的軋制條件下，中軋12個道次；之后進行精軋前預(yù)水冷控冷，在冷卻水量為180m3/h條件下控冷2秒；之后在精軋溫度為910℃，速度為40m/s的軋制條件下，精軋8道次；之后在溫度為920℃，速度為45m/s的條件下吐絲；吐絲后盤條進入斯太爾摩風冷線進行“延遲”型控制冷卻(即緩慢冷卻)；斯太爾摩風冷線控冷時風機全部關(guān)閉，開啟前5臺風機上方保溫罩蓋，輥道速度控制為0.30m/s；斯太爾摩風冷結(jié)束后盤條集卷溫度控制為665℃，之后將集卷盤條自然空冷至室溫即獲得一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條，具有下列重量百分比的化學(xué)成分：c0.26wt%、si0.24wt%、mn0.40wt%、cr0.40wt%、b0.0075wt%、s0.008wt%、p0.013wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
本實施例提供的一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能、顯微組織及夾雜物檢驗見表6、表7所示；
表6本實施例生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能
表7本實施例生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條顯微組織及夾雜物
實施例3
a、鐵水預(yù)處理脫硫：將高爐鐵水(化學(xué)成分c4.4wt%、si0.50wt%、mn0.90wt%、p0.085wt%、s0.020wt%，其余為fe及不可避免的不純物)運至kr法鐵水預(yù)處理裝置進行脫硫處理，攪拌頭插入深度控制為2000mm，按12.0kg/t鋼的量，加入常規(guī)cao質(zhì)脫硫劑進行脫硫處理，攪拌時間控制為5分鐘；攪拌結(jié)束后進行扒后渣操作，保證鋼包內(nèi)鐵水面裸露≥3/4，扒凈脫硫渣；預(yù)處理后鐵水成分控制為：c4.4wt%、si0.50wt%、mn0.90wt%、p0.085wt%、s0.002wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
b、鋼水冶煉：將a步驟預(yù)處理后的鐵水(化學(xué)成分c4.4wt%、si0.50wt%、mn0.90wt%、p0.085wt%、s0.002wt%，其余為fe及不可避免的不純物)、優(yōu)質(zhì)廢鋼(化學(xué)成分c0.25wt%、si0.55wt%、mn1.35wt%、p0.020wt%、s0.022wt%，其余為fe及不可避免的不純物)加入ld轉(zhuǎn)爐中，進行常規(guī)頂?shù)讖?fù)合吹煉，分別按32.0kg/t鋼、25.0kg/t鋼、4.0kg/t鋼的加入量，加入石灰、輕燒白云石、菱鎂球造渣，控制終點碳含量0.14wt%，出鋼溫度1640℃；出鋼前向鋼包底部加入活性石灰和精煉渣進行渣洗，石灰加入量為2.0kg/t鋼，精煉渣加入量為1.0kg/t鋼；出鋼時采用全程底吹氬工藝，氬氣流量控制為20nl/min。
c、脫氧合金化：將b步驟冶煉完畢的鋼水出鋼，當鋼包中的鋼水量大于1/4時，按下列脫氧合金化順序：硅鈣鋇→硅鐵→高碳鉻鐵→高碳錳鐵，依次向鋼包中加入下列物質(zhì)：按2.0kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鈣鋇合金：si52.5wt%，ca10.3wt%，ba13.5wt%，al3.8wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按1.9kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硅鐵：si73.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按7.3kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳鉻鐵：cr57.4wt%，c7.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物；按4.6kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的高碳錳鐵：mn75.3wt%，c7.1wt%，其余為fe及不可避免的不純物；在鋼包鋼水量達到3/4時加完上述合金；出鋼完畢后，將鋼水吊送至lf爐精煉工序。
d、鋼水lf爐精煉：將c步驟出鋼完畢鋼水吊至lf爐精煉工位接好氬氣帶，開啟氬氣采用小氬量(20nl/min)吹氬2分鐘，然后下電極采用檔位5～7檔化渣；通電3分鐘后，抬電極觀察爐內(nèi)化渣情況，之后測溫、取樣；若渣況較稀，補加石灰4.5kg/t鋼、精煉渣1.5kg/t鋼、電石0.5kg/t鋼調(diào)渣，控制渣堿度為6.0；根據(jù)鋼樣分析結(jié)果，補加合金同步調(diào)整鋼水成份，加入碳化硅(化學(xué)成分：sic71.4wt%，總c26.5，總si57.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物)0.6kg/t鋼調(diào)整渣況，控制鋼水氧活度≤8ppm；之后適當加大氬氣流量(40nl/min)，按0.8kg/t鋼的量，加入下列質(zhì)量比的硼鐵：b16.5wt%，其余為fe及不可避免的不純物，軟吹氬3分鐘；之后將鋼水溫度加熱至1585℃后進行喂線處理，喂入具有下列質(zhì)量比的硅鈣線：si53.5wt%、ca28.2wt%、其余為fe及不可避免的不純物，喂線速度為3.0m/s，喂線量為100m；喂線結(jié)束采用流量為20nl/min的小氬氣量對鋼水進行軟吹氬，軟吹時間為2分鐘，之后加入鋼水覆蓋劑，加入量控制為1.0kg/t鋼，將鋼水吊至連鑄工位。
e、鋼水澆鑄：在中間包溫度為1525℃，拉速為2.2m/min，二冷比水量為1.4l/kg，結(jié)晶器電磁攪拌電流強度為200a、運行頻率為3.0hz的條件下，采用r9m直弧形連續(xù)矯直5機5流小方坯鑄機將d步驟的鋼水全程保護澆鑄成斷面150mm×150mm的鋼坯；
f、鋼坯加熱：將e步驟鋼坯送入蓄熱式加熱爐加熱，加熱爐預(yù)熱段爐溫850~950℃，以10℃/min的速度將鋼坯升溫至920℃；隨后鋼坯進入溫度為1020~1080℃的加熱段，以8℃/min的速度將鋼坯升溫至1040℃；然后鋼坯進入1050~1110℃的均熱段均熱，均熱至1050℃，均熱30min后鋼坯出爐；出爐鋼坯經(jīng)高壓水出鱗，推送至軋機入口前的待溫區(qū)進行3分鐘的自然冷卻，最終以1000℃的開軋溫度進入軋機軋制；
g、控軋控冷：將f步驟的鋼坯送入28個機架的高速線材軋機進行軋制，在速度為0.20m/s的軋制條件下，粗軋6個道次；之后在速度為10.0m/s的軋制條件下，中軋12個道次；之后進行精軋前預(yù)水冷控冷，在冷卻水量為200m3/h條件下控冷3秒；之后在精軋溫度為900℃，速度為25m/s的軋制條件下，精軋5個道次；之后在溫度為910℃，速度為20m/s的條件下吐絲；吐絲后盤條進入斯太爾摩風冷線進行“延遲”型控制冷卻(即緩慢冷卻)；斯太爾摩風冷線控冷時風機全部關(guān)閉，開啟前5臺風機上方保溫罩蓋，輥道速度控制為0.20m/s；斯太爾摩風冷結(jié)束后盤條集卷溫度控制為650℃，之后將集卷盤條自然空冷至室溫即獲得一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條，具有下列重量百分比的化學(xué)成分：c0.28wt%、si0.27wt%、mn0.50wt%、cr0.45wt%、b0.0085wt%、s0.006wt%、p0.011wt%，其余為fe及不可避免的不純物。
本實施例提供的一種10.9級高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能、顯微組織及夾雜物檢驗見表8、表9所示；
表8本實施例生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條工藝力學(xué)性能
表9本實施例生產(chǎn)的高強度螺栓用鋼熱軋圓盤條顯微組織及夾雜物