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申请/专利权人：张家港荣盛特钢有限公司;江苏省沙钢钢铁研究院有限公司;江苏沙钢钢铁有限公司;江苏沙钢集团有限公司

申请日：2024-10-14

公开（公告）日：2025-01-14

公开（公告）号：CN119307683A

专利技术分类：..脱磷；脱硫[2006.01]

专利摘要：本发明涉及一种12.9级螺栓用免退火合金冷镦钢线材及其生产方法，该生产过程包括：铁水预脱PS→电炉或转炉冶炼→炉外精炼→大方坯连铸→轧制成中间坯和钢坯精整→中间坯加热→高压水除鳞→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→集卷→冷却。12.9级螺栓用免退火合金冷镦钢线材成分及各组分的质量比例含量为：C：0.30％～0.35％、Si：0.10％～0.30％、Mn：0.70％～1.20％、Cr：1.0％～1.5％、Mo：0.15％～0.30％，Al：0.015％～0.030％，N：0.0030％～0.0080％，Nb：0.01％～0.04％，Ni≤0.30％，Cu≤0.10％，P≤0.015％，S≤0.010％，As+Sb+Bi≤0.012％，O≤0.0010％，剩余为Fe和不可避免的杂质元素，铌氮积Nb×N≥6×10‑9，NiCu≥2.0。本发明在不减少主要合金成分的前提下，通过加入晶粒细化元素，在一定的条件下可以得到细晶组织，利用细晶组织延迟相变的特点来达到低温精轧工艺同样的延迟相变效果。

专利权项：1.一种12.9级螺栓用免退火合金冷镦钢线材的生产方法，其特征在于，包括：铁水预脱PS→电炉或转炉冶炼→炉外精炼→大方坯连铸→轧制成中间坯→中间坯加热→高压水除鳞→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→集卷→冷却，具体生产工艺为：步骤1：铁水预脱PS：预脱PS在铁水罐中进行，通过喷吹粉末方式加入CaO，加入量为6～10Kgt，进行预处理后的铁水中P、S质量含量分别为0.080％、0.010％以下；步骤2：电炉或转炉冶炼：将预脱PS的铁水兑入转炉或电炉中进行冶炼，当选用转炉冶炼时，在转炉中加入质量比例为15％～25％的优质废钢，当选用电炉冶炼时，在电炉中加入质量比例为50％～60％的优质废钢，转炉的钢包容量为100t～200t，钼铁和废钢一起加入到转炉中，钼铁加入量根据最后Mo的含量要求和钼铁中Mo的比例计算得到，转炉使用顶枪吹氧进行冶炼，吹氧将铁水中的碳氧化，直至终点碳质量含量为0.08％～0.20％，废钢全部融化，转炉终渣目标碱度为3.5，冶炼完毕，冶炼完毕后依次加入铝块、硅锰铁、铬铁进行脱氧和合金化，出钢时间3～5min；步骤3：炉外精炼：根据氧含量和炉渣颜色情况加入适量铝粒，氧含量如果高于50ppm或炉渣为黑色、灰色、褐色，加入铝粒或铝粉进行脱氧；根据炉渣碱度加入精炼合成渣，最终炉渣颜色为灰白色或白色，炉渣碱度4～6，根据钢种成分范围调整合金加入量，前面加入过合金，炉外精炼过程会化验成分，根据化验情况和目标成分，补加合金，根据NiCu比，加入Ni合金，并加入铌铁微合金化，铌铁加入量同样根据最后的Nb含量以及铌铁的含Nb量计算得到，合金成分调整好后，喂入纯钙线进行钙处理，当铁水中Ca含量为20～30ppm时，停止喂入钙线，同时开始软吹氩气，软吹时间15～25min；步骤4：连铸：连铸过程采用浸入式水口、中间包覆盖剂、水口吹氩的方式保护浇铸，采用专用的合金钢结晶器保护渣，钢水过热度范围20～30℃，采用正反转周期变化的结晶器电磁搅拌方式，电磁搅拌电流强度500～550A，正反向切换时间为20s，结晶器断面尺寸为300×350mm～350×420mm，钢坯拉速为0.60～0.65mmin，钢坯出结晶器采用水冷进行二次冷却，在钢坯矫直后，进行三次冷却；三次冷却前钢坯的表面温度为850～900℃，采用水雾冷却将钢坯表面温度降低到400±25℃，由于表面冷却较快，心部还有余热向外传热，钢坯表面再次返温到600～700℃；步骤5：大方坯轧制：步骤4中三次冷却后的钢坯通过输送辊道热送到开坯车间进行加热和轧制，轧制成不同规格的中间坯；钢坯的热送温度为600～650℃，加热温度为1150～1200℃，通过7～9道次轧制，中间坯断面为140×140mm～160×160mm；步骤6：线材轧制：线材轧制过程中，中间坯加热到1050～1100℃，经过高压水除鳞后的开轧温度为950～1000℃，精轧前的入口温度为890～910℃，吐丝温度为820～840℃；步骤7：集卷：步骤6的轧件经过吐丝之后直接集卷，集卷之后经过一段辊道后进入保温通廊进行缓冷，进保温通廊的温度730～750℃，保温通廊为封闭式，保温通廊内盘卷冷却速度为0.05～0.1℃s，出保温通廊后盘卷温度为400～450℃。

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