CN116875874B - 8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法。8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法包括以下步骤：混合锰铁、废钢和铁水进行吹炼；加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金制备精炼钢液；连铸精炼钢液；三段加热并高压除鳞；轧制；控冷冷却并收集成卷。本发明通过在轧制完成后，控制冷却速度和冷却辊道速度，防止冷却速度过慢而冷却不完全或冷却速度过快而出现魏氏体等异常组织，以满足紧固件用钢对易淬性、冷镦性等的要求，达到提高零件质量、延长零件使用寿命的效果。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法。
背景技术
钢通常是将生铁放入炼钢炉中按一定工艺熔炼而成的，而紧固件是一种以钢为原料、用作紧固连接的机械零件，它广泛应用于电子、机械、冶金和能源等领域。
目前，现有的8.8级紧固件用钢主要包括低碳合金冷镦钢和中碳冷镦钢，线材深加工采用冷成型工艺，钢由高温快速地冷却下来容易出现魏氏体等异常组织，一旦钢种出现大量异常组织，不仅影响盘条的冷镦性能，还会使钢强度降低而脆性上升，降低其易淬性，并且影响后续热处理工艺，降低零件的使用寿命。
因此，我们提出了一种易淬性好的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法。
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，包括如下步骤：
S1：混合锰铁、废钢和铁水进行吹炼
将锰铁和废钢加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金制备精炼钢液
将上述钢液加入LF炉中，再加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金，并通入氩气搅拌钢液，进行精炼，得到精炼钢液；
S3：连铸精炼钢液
将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：三段加热并高压除鳞
将上述连铸坯放入加热炉中，分三段进行加热，再经高压水除鳞，得到除鳞方坯；
S5：轧制
将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900-1000℃、精轧温度为850-950℃、吐丝温度为880-950℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：控冷冷却并收集成卷
通过两次控制冷却速度和冷却辊道速度，将上述前驱盘条先后两次进行控冷冷却，并经过收集成卷、检验称重后，进行入库。
进一步地，步骤S2的加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金制备精炼钢液，具体包括如下步骤：
S2.1：将步骤S1制得的钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号；
S2.2：控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号；
S2.3：控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液。
进一步地，步骤S4的三段加热并高压除鳞，具体包括如下步骤：
S4.1：通过保温输送辊道将步骤S3制得的连铸坯放入加热炉中，连铸坯于700-800℃预热30-40min；
S4.2：预热完成后，调节加热温度为900-1000℃，加热40-50min；
S4.3：调节加热温度为950-1050℃进行均热，均热20-30min后，得到加热方坯；
S4.4：控制加热方坯的出炉温度为900-1000℃，经高压水除鳞后，得到除鳞方坯。
进一步地，步骤S6的控冷冷却并收集成卷，具体包括如下步骤：
S6.1：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为2-5℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1-0.2m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条；
S6.2：设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.5-1℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2-0.3m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢；
S6.3：紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
进一步地，吹炼终点时，钢液的C含量为0.8-1.2％、P含量不大于0.02％、S含量不大于0.0015％。
进一步地，高压氧气流的压力为0.7-0.9MPa。
进一步地，造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金与钢液的料液比分别为1:3-5kg/t、1:5-10kg/t、1:100-150kg/t和1:20-35kg/t。
进一步地，高压水的压力为15-22MPa。
进一步地，紧固件用钢以重量百分比计，含有以下元素：P：≤0.02％、S：≤0.0015％、Mn：10-13％、C：≤0.8-1.2％、Si：0.05-0.2％、B：0.0005-0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步地，造渣材料为石灰、精炼渣和萤石中的一种及以上。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明通过在轧制完成后，控制冷却速度和冷却辊道速度，防止冷却速度过慢而冷却不完全或冷却速度过快而出现魏氏体等异常组织，以满足紧固件用钢对易淬性、冷镦性等的要求，达到提高零件质量、延长零件使用寿命的效果。
2、本发明通过加入硅铁粉引入硅元素，以减少珠光体的生产量，使得到的紧固件用钢组织为铁素体和少量珠光体，以减少后续退火进一步深加工，降低生产成本。
3、本发明通过加入硼铁合金引入硼元素，并控制硼元素的含量为0.0005-0.0025％，从而使所制得紧固件用钢的淬透性增加。
附图说明
图1为本发明实施例所采用的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.7MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:3kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:5kg/t、1:100kg/t和1:20kg/t将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热30min，预热完成后，调节加热温度为900℃，加热40min，调节加热温度为950℃进行均热，均热20min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为900℃，经15MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900℃、精轧温度为850℃、吐丝温度为880℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为2℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.5℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
然后，对上述紧固件用钢进行试验测试：
首先，取该紧固件用钢样品置于光学显微镜下，观察到其魏氏体等异常组织为1级、珠光体为2级、氧及其他夹杂物为3级、脱碳层深度为1.0％D以及晶粒度为9级，并进行记录，然后，取该紧固件用钢样品，利用火花直读光谱法测量到各元素含量为P：0.003％、S：0.001％、Mn：11.8％、C：0.9％、Si：0.12％、B：0.0017％，余量为铁及不可避免的杂质，并进行记录，最后，通过端淬法测试到该紧固件用钢样品的淬透性为好。
实施例2
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.8MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:4kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:7.5kg/t、1:125kg/t和1:27.5kg/t将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于750℃预热35min，预热完成后，调节加热温度为950℃，加热45min，调节加热温度为1000℃进行均热，均热25min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为950℃，经18.5MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为950℃、精轧温度为900℃、吐丝温度为910℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为3.5℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.15m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.75℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.25m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
实施例3
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.9MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:5kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:10kg/t、1:150kg/t和1:35kg/t将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热40min，预热完成后，调节加热温度为1000℃，加热50min，调节加热温度为1050℃进行均热，均热30min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为1000℃，经22MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为1000℃、精轧温度为950℃、吐丝温度为950℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为5℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.2m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为1℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.3m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
对比例1
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.7MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:3kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:5kg/t、1:100kg/t和1:20kg/t将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热30min，预热完成后，调节加热温度为900℃，加热40min，调节加热温度为950℃进行均热，均热20min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为900℃，经15MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900℃、精轧温度为850℃、吐丝温度为880℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为2℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为2℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
然后，对上述紧固件用钢进行试验测试：
首先，取该紧固件用钢样品置于光学显微镜下，观察到其魏氏体等异常组织为3级、珠光体为2级、氧及其他夹杂物为3级、脱碳层深度为1.1％D以及晶粒度为9级，并进行记录，然后，取该紧固件用钢样品，利用火花直读光谱法测量到各元素含量为P：0.005％、S：0.0012％、Mn：11.1％、C：0.98％、Si：0.09％、B：0.002％，余量为铁及不可避免的杂质，并进行记录，最后，通过端淬法测试到该紧固件用钢样品的淬透性为好。
表1
| P | S | Mn | C | Si | B | |
| 实施例1 | 0.003％ | 0.001％ | 11.80％ | 0.90％ | 0.12％ | 0.0017％ |
| 对比例1 | 0.005％ | 0.0012％ | 11.10％ | 0.98％ | 0.09％ | 0.0020％ |
| 对比例2 | 0.005％ | 0.0012％ | 11.10％ | 0.98％ | 0.09％ | 0.0020％ |
| 对比例3 | 0.005％ | 0.0012％ | 11.10％ | 0.98％ | 0.09％ | 0.0020％ |
| 对比例4 | 0.014％ | 0.0013％ | 12.50％ | 1.12％ | 0.0012％ | 0.0009％ |
| 对比例5 | 0.020％ | 0.0011％ | 12.40％ | 1.20％ | 0.15％ | 0.0001％ |
表2
| 指标 | 实施例1 | 对比例1 |
| 魏氏体 | 1级 | 3级 |
| 珠光体 | 2级 | 2级 |
| 氧及其他夹杂物 | 3级 | 3级 |
| 脱碳层深度 | 1.0％D | 1.1％D |
| 晶粒度 | 9级 | 9级 |
| 淬透性 | 好 | 好 |
将上述试验结果对比实施例1，试验结果如上述表1和表2所示，其中表1为样品各元素含量汇总表，表2为实施例1与对比例1的各指标测试结果汇总表，通过在轧制完成后，控制冷却速度和冷却辊道速度，防止冷却速度过慢而冷却不完全或冷却速度过快而出现魏氏体等异常组织，以满足紧固件用钢对易淬性、冷镦性等的要求，达到提高零件质量、延长零件使用寿命的效果。
对比例2
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.7MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:3kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:5kg/t、1:100kg/t和1:20kg/t将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热30min，预热完成后，调节加热温度为900℃，加热40min，调节加热温度为950℃进行均热，均热20min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为900℃，经15MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900℃、精轧温度为850℃、吐丝温度为880℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为0.5℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.5℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
然后，对上述紧固件用钢进行试验测试：
首先，取该紧固件用钢样品置于光学显微镜下，观察到其魏氏体等异常组织为1级、珠光体为2级、氧及其他夹杂物为3级、脱碳层深度为1.1％D以及晶粒度为9级，并进行记录，然后，取该紧固件用钢样品，利用火花直读光谱法测量到各元素含量为P：0.005％、S：0.0012％、Mn：11.1％、C：0.98％、Si：0.09％、B：0.002％，余量为铁及不可避免的杂质，并进行记录，最后，通过端淬法测试到该紧固件用钢样品的淬透性为好。
表3
| 指标 | 实施例1 | 对比例2 |
| 魏氏体 | 1级 | 1级 |
| 珠光体 | 2级 | 2级 |
| 氧及其他夹杂物 | 3级 | 3级 |
| 脱碳层深度 | 1.0％D | 1.1％D |
| 晶粒度 | 9级 | 9级 |
| 淬透性 | 好 | 好 |
将上述试验结果对比实施例1，试验结果如上述表1和表3所示，其中表3为实施例1与对比例2的各指标测试结果汇总表，通过在轧制完成后，控制冷却速度和冷却辊道速度，防止冷却速度过慢而冷却不完全或冷却速度过快而出现魏氏体等异常组织，以满足紧固件用钢对易淬性、冷镦性等的要求，达到提高零件质量、延长零件使用寿命的效果。
对比例3
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.7MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:3kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:5kg/t、1:100kg/t和1:20kg/t将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热30min，预热完成后，调节加热温度为900℃，加热40min，调节加热温度为950℃进行均热，均热20min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为900℃，经15MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900℃、精轧温度为850℃、吐丝温度为880℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为1℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.1℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
然后，对上述紧固件用钢进行试验测试：
首先，取该紧固件用钢样品置于光学显微镜下，观察到其魏氏体等异常组织为1级、珠光体为2级、氧及其他夹杂物为3级、脱碳层深度为1.1％D以及晶粒度为9级，并进行记录，然后，取该紧固件用钢样品，利用火花直读光谱法测量到各元素含量为P：0.005％、S：0.0012％、Mn：11.1％、C：0.98％、Si：0.09％、B：0.002％，余量为铁及不可避免的杂质，并进行记录，最后，通过端淬法测试到该紧固件用钢样品的淬透性为好。
表4
| 指标 | 实施例1 | 对比例3 |
| 魏氏体 | 1级 | 1级 |
| 珠光体 | 2级 | 2级 |
| 氧及其他夹杂物 | 3级 | 3级 |
| 脱碳层深度 | 1.0％D | 1.1％D |
| 晶粒度 | 9级 | 9级 |
| 淬透性 | 好 | 差 |
将上述试验结果对比实施例1，试验结果如表1和表4所示，其中表4为实施例1与对比例3的各指标测试结果汇总表，通过在轧制完成后，控制冷却速度和冷却辊道速度，防止冷却速度过慢而冷却不完全或冷却速度过快而出现魏氏体等异常组织，以满足紧固件用钢对易淬性、冷镦性等的要求，达到提高零件质量、延长零件使用寿命的效果。
对比例4
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.7MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:3kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:100kg/t和1:20kg/t将硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热30min，预热完成后，调节加热温度为900℃，加热40min，调节加热温度为950℃进行均热，均热20min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为900℃，经15MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900℃、精轧温度为850℃、吐丝温度为880℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为2℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.5℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
然后，对上述紧固件用钢进行试验测试：
首先，取该紧固件用钢样品置于光学显微镜下，观察到其魏氏体等异常组织为1级、珠光体为3级、氧及其他夹杂物为3级、脱碳层深度为1.0％D以及晶粒度为9级，并进行记录，然后，取该紧固件用钢样品，利用火花直读光谱法测量到各元素含量为P：0.014％、S：0.0013％、Mn：12.5％、C：1.12％、Si：0.0012％、B：0.0009％，余量为铁及不可避免的杂质，并进行记录，最后，通过端淬法测试到该紧固件用钢样品的淬透性为好。
表5
| 指标 | 实施例1 | 对比例4 |
| 魏氏体 | 1级 | 1级 |
| 珠光体 | 2级 | 3级 |
| 氧及其他夹杂物 | 3级 | 3级 |
| 脱碳层深度 | 1.0％D | 1.0％D |
| 晶粒度 | 9级 | 9级 |
| 淬透性 | 好 | 差 |
将上述试验结果对比实施例1，试验结果如表1和表5所示，其中表5为实施例1与对比例4的各指标测试结果汇总表，通过加入硅铁粉引入硅元素，以减少珠光体的生产量，使得到的紧固件用钢组织为铁素体和少量珠光体，以减少后续退火进一步深加工，降低生产成本。
对比例5
8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将锰铁和废钢等金属原料加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入0.7MPa的高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：将上述钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号，控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机按料液比1:3kg/t将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号，控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件按料液比1:5kg/t和1:20kg/t将硅铁粉和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液；
S3：将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：通过保温输送辊道将上述连铸坯放入加热炉中，连铸坯于800℃预热30min，预热完成后，调节加热温度为900℃，加热40min，调节加热温度为950℃进行均热，均热20min后，得到加热方坯，最后，控制加热方坯的出炉温度为900℃，经15MPa的高压水除鳞后，得到除鳞方坯；
S5：将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900℃、精轧温度为850℃、吐丝温度为880℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为2℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条，然后，设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.5℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢，随后紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库。
然后，对上述紧固件用钢进行试验测试：
首先，取该紧固件用钢样品置于光学显微镜下，观察到其魏氏体等异常组织为1级、珠光体为2级、氧及其他夹杂物为3级、脱碳层深度为1.0％D以及晶粒度为9级，并进行记录，然后，取该紧固件用钢样品，利用火花直读光谱法测量到各元素含量为P：0.02％、S：0.0011％、Mn：12.4％、C：1.2％、Si：0.15％，B：0.0001％，余量为铁及不可避免的杂质，并进行记录，最后，通过端淬法测试到该紧固件用钢样品的淬透性为差。
表6
| 指标 | 实施例1 | 对比例5 |
| 魏氏体 | 1级 | 1级 |
| 珠光体 | 2级 | 2级 |
| 氧及其他夹杂物 | 3级 | 3级 |
| 脱碳层深度 | 1.0％D | 1.0％D |
| 晶粒度 | 9级 | 9级 |
| 淬透性 | 好 | 差 |
将上述试验结果对比实施例1，试验结果如表1和表6所示，其中表6为实施例1与对比例5的各指标测试结果汇总表，通过加入硼铁合金引入硼元素，并控制硼元素的含量为0.0017％，从而使所制得紧固件用钢的淬透性增加。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：混合锰铁、废钢和铁水进行吹炼
将锰铁和废钢加入转炉中，再向转炉内倒入铁水，然后把氧气喷枪从炉顶插入炉内，向炉内吹入高压氧气流，进行吹炼，得到钢液；
S2：加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金制备精炼钢液
将上述钢液加入LF炉中，再加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金，并通入氩气搅拌钢液，进行精炼，得到精炼钢液；
S3：连铸精炼钢液
将上述精炼钢液注入连铸机的中间包，然后由水口将钢液分配至结晶器中，钢液在结晶器中凝固结晶形成铸件，然后通过拉矫机和结晶振动装置将铸件拉出，再经二冷段冷却浇铸和液压剪切割后，得到连铸坯；
S4：三段加热并高压除鳞
将上述连铸坯放入加热炉中，分三段进行加热，再经高压水除鳞，得到除鳞方坯；
S5：轧制
将上述除鳞方坯送入轧机中，设置开轧温度为900-1000℃、精轧温度为850-950℃、吐丝温度为880-950℃，经过粗轧机粗轧、中轧机中轧、预精轧机预精轧和精轧机精轧后，得到前驱盘条；
S6：控冷冷却并收集成卷
通过两次控制冷却速度和冷却辊道速度，将上述前驱盘条先后两次进行控冷冷却，并经过收集成卷、检验称重后，进行入库；
步骤S6的控冷冷却并收集成卷，具体包括如下步骤：
S6.1：经吐丝机吐出的前驱盘条进入冷却装置中，设置冷却装置的第一冷却区的冷却速度为2-5℃/s，冷却装置内的冷却辊道速度为0.1-0.2m/s，对前驱盘条进行初冷却，得到一次冷却盘条；
S6.2：设置冷却装置的第二冷却区的冷却速度为0.5-1℃/s，一次冷却盘条到达冷却装置的第二冷却区时，调节冷却辊道速度为0.2-0.3m/s，对一次冷却盘条进行二次再冷却，得到紧固件用钢；
S6.3：紧固件用钢从冷却装置的冷却辊道落入卷芯架的集卷筒中，收集成卷，经检验称重后，进行入库；
紧固件用钢以重量百分比计，含有以下元素：P：≤0.02％、S：≤0.0015％、Mn：10-13%、C：≤0.8-1.2%、Si：0.05-0.2%、B：0.0005-0.0025%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，步骤S2的加入造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金制备精炼钢液，具体包括如下步骤：
S2.1：将步骤S1制得的钢液加入LF炉中，LF炉内的重力传感器检测到炉内的重力开始增加时，重力传感器向控制器发送信号；
S2.2：控制器接收到重力传感器发送的信号后，控制投料机将造渣材料加入LF炉内，直至重力传感器检测到炉内的重力不再增加后，重力传感器再次向控制器发送信号；
S2.3：控制器再次接收到重力传感器发送的信号后，控制进料组件将硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金加入LF炉中，同时通入氩气进行搅拌，对钢液进行精炼，得到精炼钢液。
3.根据权利要求1所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，步骤S4的三段加热并高压除鳞，具体包括如下步骤：
S4.1：通过保温输送辊道将步骤S3制得的连铸坯放入加热炉中，连铸坯于700-800℃预热30-40min；
S4.2：预热完成后，调节加热温度为900-1000℃，加热40-50min；
S4.3：调节加热温度为950-1050℃进行均热，均热20-30min后，得到加热方坯；
S4.4：控制加热方坯的出炉温度为900-1000℃，经高压水除鳞后，得到除鳞方坯。
4.根据权利要求1所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，吹炼终点时，钢液的C含量为0.8-1.2%、P含量不大于0.02%、S含量不大于0.0015％。
5.根据权利要求1所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，高压氧气流的压力为0.7-0.9MPa。
6.根据权利要求2所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，造渣材料、硅铁粉、硼铁合金和铝铁合金与钢液的料液比分别为1:3-5kg/t、1:5-10kg/t、1:100-150kg/t和1:20-35kg/t。
7.根据权利要求3所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，高压水的压力为15-22MPa。
8.根据权利要求2所述的8.8级易热处理紧固件用钢的生产方法，其特征在于，造渣材料为石灰、精炼渣和萤石中的一种及以上。
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