55S i MnMo中空钢冶炼轧制制钎工艺探讨.doc

55S i MnMo中空钢冶炼轧制制钎工艺探讨贵阳特殊钢有限责任公司 钎钢厂杨云唐维兵于嘉君钎钢研究所张吉舟摘要：随着高频率大功率凿岩机广泛釆用，作为国内优质锥形连接 钎杆的主要用钢，55SiMnMo中空钢在原来质量的基础上要进一步稳定和 提高，这必然要在材料的冶炼.轧制.制钎进行改进和调整本文介绍和 讨论了相关情况，现场试验数据表明：锥形连接钎杆钎寿命，小方坯工艺 的寿命只有大方坯工艺的寿命60-70%,铸管法工艺的寿命只有大方坯工 艺的寿命40-60%认为在目前的工艺、装备状况下，优质55SiMnMo中 空钢应走大方坯钻孔+半连轧机轧制工艺，制钎的热处理应走两端局部正 火或整体正火工艺，以稳定或提高55SiMnMo产品的质量档次关键词：55SiMnMo.中空钢、钻孔坯.大方坯、小方坯前言55SiMnMo是由55Si2MoV改进而来的贝氏体钢其特点是强度和韧性配合较好，具有较高的抗疲劳强度，良好的韧性，较强的消振性能和较低 的缺口敏感度采用硅猛合金化，其弹性极限及疲劳度均较高，钿的加入 有利于贝氏体的形成，同时还降低硅钢的过热敏感性和石墨化倾向，减少 白点的形成由于它有上述优点，55SiMnMo钢成为国内锥形连接钎杆的主 要用钢。

随着高频率大功率凿岩机广泛采用，必然要在冶炼.轧制.制钎 工序上进行改进和调整本文对此进行探讨1. 中空钢冶轧工艺介绍1铸管法中空钢冶轧工艺冶炼-带合金毛管中空铸锭-钢锭清理-装入高猛芯棒-4) 400轧机开坯-4)250轧机轧材-抽芯-矫直精整f入库(中空钢)2钻孔法中空钢的冶轧制钎工艺 2. 1连铸大方坯(400 x 300或300 x 260 )钻孔法中空钢冶轧工艺废钢铁原料准备(分选)-EBT炉熔炼-LF炉精练-VD炉真空脱气-连铸大方坯->4) 650轧机开坯( 150 x 150 )-矫直-机械钻孔装入高猛钢芯棒f 4)500半连轧机轧材f抽芯f矫直精整f入库(中空钢)2.2 连铸小方坯( 150 x 150 )钻孔法中空钢冶轧工艺废钢铁原料准备(分选)-康斯迪电炉熔炼-LF炉精练-VD炉真空脱气f连铸小小方坯-矫直-机械钻孔-装入高猛钢芯棒-4) 500半连轧机轧材f抽芯f矫直精整f入库(中空钢)2. 3制钎工艺中空钢准备-定尺下料-坯料分选-矫直-坯料二次分选-> 尾柄扩孔-尾柄平头倒角-锻造钎肩-锻造钎锥-平锥体端面-车削锥体-尾 柄热处理-杆体强化抛丸-表面防腐-包装入库%1. 工艺技术的持续改进1. 加强成分检测，保证钢的纯净度在冶炼前对废钢和生铁进行分选，杜绝用有害元素高的生铁和轻薄料熔炼55SiMnMo中空钢，增加对钢中有害元素含量，氧.氮气体含量和杂 质的控制和检测，确保钢的纯净度。

2、连铸钻孔工艺代替铸管工艺，避免合金毛管与钢锭焊合不良而产生的脱碳.夹杂.缩孔.皮下气泡，减少中心疏松等缺陷，确保钢的浇铸 质量3. 采用大方坯代替小方坯增加轧制压缩比，达到细化组织的目的4. 采用4)500半连轧轧材一火成材，避免二次加热减少钢的表面氧化脱碳，使用冷却较为均匀和直线度较好的步进式冷床，保证钢冷却硬度达 到30-35HRC,而且组织均匀直线度为l・5/1000mm,减少较直对中空钢 内在质量的损害，同时提高中空钢的生产能力5、制钎加热由人工加热改进为自动连续加热，同时增加钎杆加热温度的自动控温装置代替人工肉眼观加热，确保钎杆加热温度准确性和均匀 性根据55S训nMo钢的临界点，锻造加热一般控制在1050-1150^0淬火 温度为88010匸淬火后及时回火，防止淬火组织在淬火应力下开裂淬回火后其金相组织应为：回火马氏体6、进行钎杆的表面强化抛丸处理，去除杆体的一些表面缺陷，强化杆体表面质量，使杆体表面形成预压应力，增加钎杆抗疲劳的能力，提高 钎杆的使用寿命四、产品验证在相同的制钎工艺下，对三种工艺中空钢即铸管法中空钢，钻孔连铸大方坯，钻孔连铸小方坯的中空钢制成钎杆进行钎钢寿命台试验和现场 矿山试验。

1、寿命台试验(1) 试验地点：钎钢寿命试验台;(2) 试验产品：铸管法，钻孔大方坯，钻孔小方坯中空钢生产的成品钎;(3) 产品规格：B22 x 2. 5M(4万殳备参数：气压0. 7-0. 8mPa,推力1. 5-2. 5mPa，旋转1. 5-2・5mPa,冲击& 6-10. 8mPa成阶梯状分布循环;(5 )三种产品寿命如下表:序 号寿 命 失效部位平均寿命16’ 45"127 40"杆体2330mm肩前R处12z 35"杆体2330Hill14， 40〃13z 5〃尾柄30mm18z 6〃杆 130mm22〃 28〃杆体2340mmIT 45杆体2335Hill22z 58"杆体2315urn22f 49"4 24z 12〃杆体2330IlTlI5 20z 15"杆体2340Hili杆体2300mmIV 10"杆体2300Hill\T 52"杆体2385Hill\T27"16z 16"杆体2400Hill15’ 30"杆体2365IIIH2、现场矿山试验(1)试验时间2007年5月17-9月1日(2)试验地点：中太牟艮挟路山西省吕梁山隧道(3)岩石类型：n. ni类同岩(4 )凿岩机：天水洋工作气压0. 6-0. 75mPa工作水压0.1-0. 2mPa(5)使用钎头(H0 ( —)具体数如下:组别序号进尺失效部位平均进尺1128m杆体295mm内疲劳铸2158m杆体3330mm内疲劳管3141m杆体810mm内疲劳128. 6m法4121m杆体140mm内疲劳595m杆体390mm内疲劳1227m杆300mm内大2256m杆370mm内方3307m杆170mm内298. 8m坯4336m杆 3440mm5368m杆 3450mm1186m杆300mm内小2128m杆150mm内方3176m杆150mm内178m坯4208m杆240mm内5192m杆 3450mm五、结束语从试验台和现场数据可以看出，在相同的制钎工艺下，连铸大方坯成品钎寿命优于连铸小方坯成品钎寿命，连铸小方坯成品钎优于铸管成品钎寿命，且在质上有相当大的飞跃，小方坯寿命只有大方坯寿命的60-70%,铸管法寿命只有大方坯寿命的40-60%。

在相同的冶轧工艺下，不同热处理以及杆体表面是否强化，其寿命变化情况为：尾柄和锥体局部正火的寿命比尾柄和锥体未局部正火提高15-20%,杆体表面强化比未强化的寿命提高10-15%因此，55SiMnMo在目前的工艺状况下，中空钢应走大方坯钻孔+半连轧轧制，制钎热处理应走两端局部正火或整体正火工艺，以稳定或提高55SiMnMo产品的质量档次。