高强度25MnV矿用圆环链用钢的试验

魏福龙，张东升，李正嵩

（首钢水城钢铁（集团）有限责任公司，贵州 六盘水 553000）

为开发25MnV矿用圆钢，加强生产过程的质量控制，满足用户的需求，特制定计划进行试制。对试制的高强度25MnV矿用圆环链用钢进行了低倍组织、力学性能、弯曲、晶粒度等性能的检验，并将检验的数据和报告以图表的形式表示出来。

1 高强度25MnV矿用圆环链用钢技术要求

高强度25MnV矿用圆环链用钢技术条件如表1所示。

表1 高强度25MnV矿用圆环链用钢技术条件

高强度25MnV矿用圆环链用钢的工艺流程：铁水、废钢—100t氧气顶吹转炉冶炼—挡渣出钢—脱氧合金化—LF精炼—连铸（150×150mm方坯、全保护浇注、电磁搅拌）—精整—加热—三棒线轧制—冷却—打捆。

为了满足以上的高强度25MnV矿用圆环链用钢的要求，需要对炼钢生产工艺进行严格地控制。

2 试验方案确定

2.1 试验成分设计

高强度25MnV矿用圆环链用钢需要有较高的强度以及较好的冷弯性，所以钢材的成分设计都要保证在各项技术标准之上，具体如下：

铁水： Si：0.20～0.80%，Mn：0.30～0.80%， P≤0.140%，S≤0.040%，铁水温度≥1250℃，铁水中残余元素按《品种钢生产用铁水残余元素技术条件》执行。

2.2 工艺设计

装入量按现行品种钢装入制度执行，铁水及废钢装入量根据冶炼时热量调整搭配。出钢C≥0.06%，出钢P≤0.015%，出钢S≤0.025%，要求等样出钢，首先保证P合格，可采用高拉补吹，尽可能避免多次后吹，确保钢水不过氧化）。保证出钢口状况良好，采用挡渣棒挡渣出钢。然后进行精炼，连铸工艺，最后进行轧钢工艺控制。

2.3 工艺控制

炼钢工艺：

表2 铁水的条件

由表2可知，本次试制铁水成份适中、波动小，有害元素P%，S%含量不高。

（1）钢包要求：要求红包出钢（≥900℃）底吹砖畅通，钢包洁净，不得有包沿，确保大包水口自开。

（2）采用硅锰铁配硅，不足锰用锰铁补齐，钒铁配钒，SiAlCaBa(或SiCaBa)进行终脱氧，加入量120kg/炉，终点氧化性强时适当增加。

表3 试制过程温度的控制

轧制前对各架轧机进出口导卫、轧槽及辊道的使用状况和水冷系统进行检查确认，确保满足生产工艺和产品质量要求。除此之外，轧制还有着其他的要求：①轧后不穿水；②入精轧温度温度：900～970℃；③上冷床空冷温度：880～930℃（参考）；④钢材打捆后及时吊运码垛，避风堆冷，堆冷时间≥8h。

3 试验结果与分析

3.1 试验结果

以某公司试制生产的矿用圆环链钢25MnV为例，做简要的探讨。其试制的试验结果如下表所示。

表4 材料硬度试验

表6 金相组织

备注： F—铁素体；P—珠光体；T—屈氏体。

表5 低倍试验报告

图1 批号16070111的金相组织 200×

图2 批号16070112金相组织 200×

3.2 试验结果分析

低倍试验得到的横截面酸浸低倍组织检验结果：无目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等缺陷。

热轧态硬度试验显示25MnV硬度在15.0-18.9范围。

晶粒度试验：检验结果晶粒度在10.0级以上，完全满足标准要求。

表7 力学性能

4 结论

通过低倍试验能够知道所试制的钢材的热加工、冶金以及锻造的质量是符合所需要的钢材标准的。硬度试验说明所试制的高强度25MnV矿用圆环链用钢硬度满足规范标准。

晶粒度试验所要求试制的高强度25MnV矿用圆环链用钢的奥氏体晶粒度要求≥6级，而检验的数据说明其晶粒度在10级之上，符合规范的要求。

对25MnV的试制矿用钢进行屈服强度、抗拉强度以及延伸率的检测，检测结果也都满足规范要求。试验证明本次试制的钢材完全符合高强度25MnV矿用圆环链用钢的要求。但是该公司对高强度25MnV矿用圆环链用钢的试制还存在着改进的空间：①炼钢工序注意成本控制，力争合金消耗与标准成本一致，同时避免出现短尺废品。②收集本次轧制参数和料型控制数据，固化操作规程，降低开轧调整时间。③下次轧制时将所有的活套进行调整处理，保证成本尺寸稳定。④本次轧制K2孔使用平底椭孔型，K1使用菱形孔到位，这都对成品尺寸产生一定影响，下次轧制时将K2孔改进使用圆弧椭，K1进口使用圆弧导辊等措施后再跟踪成品尺寸稳定情况。