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;江苏沙钢集团有限公司赵家七获国家专利权
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龙图腾网获悉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;江苏沙钢集团有限公司申请的专利一种高强弹簧钢及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117026092B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311150754.0,技术领域涉及:C22C38/02;该发明授权一种高强弹簧钢及其制备方法是由赵家七;蔡小锋;马建超;李解设计研发完成,并于2023-09-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高强弹簧钢及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种高强弹簧钢及其制备方法,该高强弹簧钢化学成分按质量百分数计:C:0.50‑0.65%、P≤0.007%、S≤0.0025%。该方法按KR铁水预处理—转炉冶炼—LF精炼—RH真空—大方坯连铸—热装热送—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条—淬火—回火工艺流程进行。本发明采取了全流程控硫、转炉高碳低磷冶炼,控制钢水S、P含量;转炉出钢加碳粉和金属锰弱脱氧合金化、精炼过程变渣系控制夹杂物类型,RH过程通过变真空度脱气、去夹杂,并减轻对耐材的侵蚀,提高洁净度;连铸控制偏析,高温轧制减轻偏析,提高盘条质量;盘条进一步淬火、回火处理,获得高强度、高疲劳寿命的弹簧钢。
本发明授权一种高强弹簧钢及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种高强弹簧钢的制备方法,其特征在于,所述高强弹簧钢化学成分按质量百分数计为:C:0.50-0.65%、Si:1.35-1.65%、Mn:0.60-0.80%、Cr:0.55-0.80%、V:0.10-0.30%、Ni≤0.02%、Cu≤0.015%、Mo≤0.005%、P≤0.007%、S≤0.0025%、T.O≤0.0010%、N≤0.0025%、H≤0.0002%、Al≤0.0015%、Ti≤0.0008%,余量为铁和不可避免的杂质;按KR铁水预处理—转炉冶炼—LF精炼—RH真空—大方坯连铸—热装热送—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条—淬火—回火工艺流程进行生产;具体包括以下步骤: 步骤1:KR铁水预处理:铁水进行三次扒渣,两次加脱硫剂深脱硫,最后一次扒渣开铁包底吹赶渣,将铁水渣扒除干净,获得S含量≤0.001%,浮渣块占整个铁水面的面积比≤5%的铁水; 所述KR第一次脱硫所用脱硫剂组分:CaO含量80-90%,CaF2含量5-10%,脱硫剂粒度1-5mm占比≥90%; 第二次脱硫所用脱硫剂组分CaO含量70-80%,CaF2含量10-20%,金属铝粉5-10%,脱硫剂粒度1-5mm占比≥90%; 转炉出钢所加入的合成渣主要成分包括:CaO:35-40%、SiO245-50%,MnO3-5%、MgO≤3%、Al2O3≤1.5%,以及其他不可避免的杂质组分; 步骤2:转炉冶炼:转炉装入量为140-150t,铁水比80-90%,选用清洁废钢冶炼,转炉采用三次造渣,两次倒渣工艺,最后一次造渣冶炼后不倒渣,留渣冶炼,获得P含量≤0.006%以下的钢水; 具体为:转炉采用三渣留渣法冶炼,转炉吹炼前期采用开大底吹搅拌,大底吹的流量为5-10Nm3min,顶枪吹氧流量为24000-26000Nm3h,加入球团、石灰造渣,炉渣碱度1.8-2.2,渣中T.Fe含量20-30%,第一阶段结束钢水温度1400-1450℃,然后倒渣,倒出炉渣≥70%; 第二阶段吹炼,底吹流量为3-6Nm3min,顶枪吹氧流量为32000-36000Nm3h,加石灰、轻烧、球团造渣,炉渣碱度3.0-4.0,渣中T.Fe含量15-25%,吹炼至C含量≤0.5%时,开始倒渣,倒出炉渣≥60%; 然后进行第三次造渣吹炼,底吹流量为5-10Nm3min,顶枪吹氧流量为30000-34000Nm3h,炉渣碱度≥5.0,渣中T.Fe含量15-25%,吹炼结束采用滑板挡渣,出钢留渣,进行下一炉冶炼; 步骤3:出钢开始时,先向钢包中加10-20%的低氮增碳剂、金属锰进行脱氧合金化,出钢85%时加入碳化硅、低钛低铝硅铁、铬铁、钒铁及余下低氮增碳剂、金属锰,碳化硅、低钛低铝硅铁、金属锰、铬铁、钒铁及低氮增碳剂,全部熔于钢水后,加入合成渣进行造渣,搅拌3-5min后运至LF炉进行处理; 步骤4:LF炉精炼:全程开启底吹氩气,双透气砖流量控制比例为1:3-1:2,精炼过程炉渣碱度控制在0.5-0.8,将钢水成分、温度全部调节达标后,加入高碱度合成渣,将炉渣碱度调整为1.5-2.0,搅拌3-5min后出钢; LF炉精炼,加料与合金化时最大透气砖氩气流量400-500NLmin,升温期间最大透气砖氩气流量为300-400NLmin,其余时间最大透气砖氩气流量为100~150NLmin; 将钢水成分、温度全部调节达标后,双底吹透气砖流量均控制50-80NLmin; LF出钢温度1560-1580℃; 高碱度合成渣成分包括:CaO55-65%、SiO215-25%、CaF25-10%、Al2O3≤1.5%,MgO≤3%,以及其他不可避免的杂质组分; 步骤5:RH炉精炼:RH炉进站快速抽真空处理,真空室工作压力≤1mbar,提升气体流量为150-200Nm3h,处理时间≥15min,然后钢包下降10-30cm,关闭E4、E5两级真空泵,升高真空室压力至10mbar以上,提升气体流量降低为100-150Nm3min,循环≥5min后,破空; RH破空后进行软搅拌和镇静处理,软搅拌时间10-15min,软搅拌时双透气砖流量控制比例为1:3-1:2,最大透气砖底吹氩气流量为60-90NLmin,软搅拌结束钢水静置≥10min,运至连铸浇注; 步骤6:大方坯连铸,断面300mm×390mm,连铸全程保护浇注,采用低碱度低氧化铝中间包覆盖剂,利用中包电磁感应加热设备将中间包钢水过热度控制波动≤5℃,结晶器液位波动≤2mm,结晶器电磁搅拌电流450-650A,频率6-8Hz,连铸拉速控制在0.5-0.7mmin,压下量控制分布,4段:3.5-4.5mm、5段:3~4mm、6段:2.5-3.5mm、7段:2-3mm、8段:1.5-2.5mm、9段:1-2mm、10段以后0.5-1mm,得到铸坯C偏析指数0.95-1.05; 步骤7:开坯修磨,高温加热,改善坯料偏析及表面质量; 步骤8:轧制及风冷,控制冷却强度,改进盘条组织及性能; 轧坯喷涂层:将修磨后的轧坯表面喷耐高温涂层,涂层厚度1.3-2.3mm; 在控制炉内气氛情况下,将喷涂后的轧坯在轧钢加热炉中加热及均热保温,加入段升温速度30-50℃min,达到目标温度后保温,在炉时间控制在140-180分钟,并控制轧钢加热炉内所述轧坯温度1080-1150℃,开轧温度控制940-990℃,精轧入口温度900-930℃,精轧出口温度1020-1040℃,其中,在炉内气氛成分中,以体积百分比计,H2O和O2含量总和≤1.2%; 将在高线轧制工序中得到的轧后线材进行控温风冷冷却,风冷线吐丝温度控制在865-885℃; 采用宽幅带钢打包带对所述线材进行打包,并将打包压力控制在350-400MPa,控制表面质量; 步骤9:淬火; 步骤10:回火。
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