CN101153355A - 一种提高大规格棒材内部质量及性能的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金工业的一种轧钢技术，是一种提高大规格棒材内部质量及性能的加工方法，其工艺流程包括连铸坯→坯料加热→多道次初轧开坯→剪头切尾→连轧→剪切长度→冷床处理→热处理→精整打包，特别是：所述工艺流程中的多道次初轧开坯流程中，至少有两道次开坯，其压下率大于20％；本发明克服了现有工艺轧制大规格棒材，内部质量较差，严重影响工件的使用寿命的问题；本发明能大幅度提高钢材的内部质量，特别是降低中心疏松和缩孔的级别，提高钢材的机械性能和等向性能，满足材料在机械设备制造方面的性能要求，延长材料的使用寿命，特别适合于轧制φ170mm以上的圆钢。

Description

一种提高大规格棒材内部质量及性能的加工方法

(一)技术领域：本发明涉及冶金工业的一种钢材轧制技术，特别是一种提高大规格棒材内部质量及性能的加工方法。

(二)背景技术：大规格棒材一般是指直径大于或等于170毫米的圆钢。这些大规格棒材的压力加工通常采用下面两种方法：一是锻打成材，二是轧制成材。

随着大规格棒材在机械设备制造方面的应用越来越广泛，市场对大规格棒材的的内部质量的要求也越来越高，传统的生产方法是用钢锭经锻打成材，因其加工时的受力状态为三向压应力，故基本能满足用户对内部质量及机械性能的要求，但这种生产方法的缺点是：1、钢锭成材的成材率较低，一般在82.5％左右。2、锻打成材的加工费用相对较高。3、无法大批量生产，同时国内很多厂家没有模铸设备或设备不配套。这样就使它的价格为很多厂家不能接受。而用连铸坯来生产大规格(直径≥170mm)棒材，则可以避免上述缺点的出现。大冶特殊钢股份有限公司于2002年利用350×470(高×宽，为国内最大断面)的连铸坯在850×1+750×6连轧机上成功进行了大规格棒材的批量生产，其成材率为96.5％，吨钢加工费用为170元左右。生产的大规格棒材投放市场以后，因其良好的外形尺寸和表面质量，刚开始很受用户欢迎，但是，用户在以后的使用中却发现，这种大规格棒材的内部质量较差，严重影响工件的使用寿命，特别是中心疏松和缩孔的级别普遍偏高，甚至有明显的空洞存在。大冶特殊钢股份有限公司组织人员进行了分析，确定是以下原因造成的，一是连铸坯固有的中心疏松和缩孔的级别高；二是轧制时的受力状态为二向压应力和一向拉应力；三是压缩比小，轧制φ170仅为7.25，要使压缩比达到9，势必要增加连铸坯的断面尺寸。显然用锻打成材的方法生产大规格棒材，虽然能保证内部质量，但是生产成本高且无法大批量生产。用轧制成材的方法生产大规格棒材，虽然生产成本低且能实现大批量生产，但是内部质量无法保证。要同时保证内部质量和生产成本低且能实现大批量生产，则必须采用新的压力加工方法。

(三)发明内容：本发明的目的就是要解决采用锻打技术成材率低、成本高、无法大批量生产，而现有的轧制技术，棒材内部质量较差，严重影响工件的使用寿命的问题，提供一种提高大规格棒材内部质量及性能的加工方法。

资料报告显示：在用轧制方法生产棒材时，其坯料成材的压缩比必须大于9，而在将坯料进行加工变形时，只有其道次压下率大于20％时，变形才能渗透到心部。在用连铸钢坯或钢锭轧制大规格材时，必须解决因连铸钢坯或钢锭固有的铸态组织和压缩比不够所带来的缩孔、中心疏松问题，提高探伤合格率和钢材机械性能，否则生产出来的钢材就都是不合格的钢材。

基于上述原理，本发明提出了如下工艺改进方案，其工艺流程包括连铸坯→坯料加热→多道次初轧开坯→剪头切尾→连轧→剪切长度→冷床处理→热处理→精整打包，其特征是：所述工艺流程中的多道次初轧开坯流程中，至少有两道次开坯，其压下率大于20％。

采用本发明方法生产的大规格棒材，完全符合GB/T702-2004标准要求，相对现有轧制工艺，能大幅度提高钢材的内部质量，特别是降低中心疏松和缩孔的级别，提高钢材的机械性能和等向性能，满足材料在机械设备制造方面的性能要求，延长材料的使用寿命。

(四)具体实施方式：

例1：采用350×470(高×宽)mm的连铸坯步进梁式蓄热加热炉加热，加热好后出炉，首先，将350×470的连铸坯翻面，进850初轧机进行七道次开坯轧制：

第一道次的压下量为55毫米，道次压下率为11.7％；

第二道次的压下量为50毫米，道次压下率为12.0％，然后翻面轧制；

第三道次的压下量为65毫米，道次压下率为17.57％；

第四道次的压下量为65毫米，道次压下率为21.3％，然后翻面轧制；

第五道次的压下量为85毫米，道次压下率为23.0％；

第六道次的压下量为70毫米，道次压下率为23.05％，然后翻面轧制；

第七道次的压下量为20毫米，道次压下率为7.5％；

经七道次轧制后，成245方坯，大剪切头切尾，进750连轧机，轧制成φ170，φ200，φ220的圆钢，再经过2米大锯锯切分段，收集，缓冷，热处理，精整，包装入库。

例2：采用350×470(高×宽)mm的连铸坯步进梁式蓄热加热炉加热，加热好后出炉，首先，将350×470的连铸坯翻面，进850初轧机进行九道次开坯轧制：

第一道次的压下量为55毫米，道次压下率为13.8％；

第二道次的压下量为50毫米，道次压下率为16％，然后翻面轧制；

第三道次的压下量为50毫米，道次压下率为13.2％；

第四道次的压下量为50毫米，道次压下率为15.2％，然后翻面轧制；

第五道次的压下量为80毫米，道次压下率为21.05％；

第六道次的压下量为60毫米，道次压下率为20.0％，然后翻面轧制；

第七道次的压下量为35毫米，道次压下率为8.6％；

第八道次的压下量为35毫米，道次压下率为13.2％，然后翻面轧制；

第九道次的压下量为20毫米，道次压下率为7.6％；

经九道次轧制后，成245方坯，大剪切头切尾，进750连轧机，轧制成φ170，φ200，φ220的圆钢，再经过2米大锯锯切分段，收集，缓冷，热处理，精整，包装入库。

例3：采用350×470(高×宽)mm的连铸坯步进梁式蓄热加热炉加热，加热好后出炉，首先，将350×470的连铸坯翻面，进850初轧机进行五道次开坯轧制：

第一道次的压下量为75毫米，道次压下率为15.95％；

第二道次的压下量为75毫米，道次压下率为18.98％，然后翻面轧制；

第三道次的压下量为80毫米，道次压下率为21.3％；

第四道次的压下量为80毫米，道次压下率为27.1％，然后翻面轧制；

第五道次的压下量为50毫米，道次压下率为27.9％；

经五道次轧制后，成280方坯，大剪切头切尾，进750连轧机，轧制成φ170，φ200，φ220的圆钢，再经过2米大锯锯切分段，收集，缓冷，热处理，精整，包装入库。

Claims (1)

1.一种提高大规格棒材内部质量及性能的加工方法，其工艺流程包括连铸坯→坯料加热→多道次初轧开坯→剪头切尾→连轧→剪切长度→冷床处理→热处理→精整打包，其特征是：所述工艺流程中的多道次初轧开坯流程中，至少有两道次开坯，其压下率大于20％。