CN102389894A - 一种含铋易切钢的轧制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含铋易切钢的轧制工艺，该工艺将加热温度控制在1150～1230℃；粗轧工序中轧制温度控制在1130～1200℃，粗轧各道次采用标准料型尺寸；中轧工序中轧制温度控制在1000～1060℃，轧机料型采用标准料型尺寸；预精轧工序中轧制温度控制在900～950℃，轧机料型采用标准料型尺寸；精轧工序中轧制温度控制在930～980℃，轧机料型采用标准料型；终轧温度控制在810～830℃。本发明通过工艺要求控制冷却水量及在轧制变形期间保证以上各段变形控制温度，可防止轧件在轧制变形过程及变形后产生表面裂纹及角部开裂，避免头部劈裂造成冲钢事故，实现了含铋易切钢的顺利轧制，提高了产品表面质量，使中废、检废明显下降，成材率大幅提高，并可通过孔型系统的变化直接生产六角钢、方钢、扁钢等异形易切钢产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种易切钢的轧制生产工艺，特别是一种含铋易切钢的轧制工艺，属于冶金技术领域。
背景技术
易切削钢(free cutting steel)，简称易切钢。是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性能的合金钢。随着全球环境保护意识的提高以及对环保的重视，要求减少对重金属铅等有害物质使用的呼声越来越高，开发一种性能适应环保要求且具有优良切削性能的新型环保易切钢成为必然趋势。含铋易切钢是一种用铋代替铅的新型环保易切钢，铋不固溶于钢中，能有效提高切削性能和熔融金属的脆断性，铋与铅相似但比铅轻，不会偏析，液态铋(Bi)对钢的基体来说，具有比铅(Pb)更高的润湿性。含铋易切钢的铋含量只有含铅钢中铅含量的一半，但它的加工性能和机械性能优良，其切屑性能和冷锻性能也优于含铅易切削钢，同时含铋易切钢满足了对环保的要求，对人体无害。目前国内对含铋易切钢的轧制工艺研究还处于空白状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种含铋易切钢的轧制工艺，防止含铋易切钢在轧制过程中产生表面裂纹及头部开裂，使轧件获得优良的组织和机械性能，并确保轧线顺利生产。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种含铋易切钢的轧制工艺。该工艺采用连铸钢坯进行轧制，轧制前用加热炉对钢坯加热，轧制过程包括粗轧工序、中轧工序、预精轧工序和精轧工序，所述钢坯在加热炉中的加热温度控制在1150～1230℃；粗轧工序中，轧制温度控制在1130～1200℃，在此温度段快速轧制，各道次的冷却水控制在工艺要求的范围内，粗轧各道次采用标准料型尺寸；中轧工序，轧制温度控制在1000～1060℃，各道次的冷却水控制在工艺要求的范围内，轧机料型采用标准料型尺寸；预精轧工序中，轧制温度控制在900～950℃，轧机料型采用标准料型尺寸；精轧工序中，轧制温度控制在930～980℃，轧机料型采用标准料型；终轧温度控制在810～830℃。
上述的含铋易切钢的轧制工艺，所述粗轧工序前，用高压水对加热炉出来的钢坯进行除鳞，清除钢坯表面的氧化铁皮，高压水的压力为18～20MPa。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，所述粗轧工序中，采用在高温段快速轧制，确保轧件在高温1130～1200℃温度区间快速轧制变形。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，所述中轧工序中，通过穿水冷却装置控制进入中轧机组的温度为1000～1060℃，使轧件在1000～1060℃温度区间变形。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，所述预精轧工序中，通过穿水冷却装置控制进入预精轧机组的温度为900～950℃，使轧件在900～950℃温度区间变形。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，所述精轧工序中，通过穿水冷却装置控制进入精轧机组的温度为930～980℃，使轧件在930～980℃温度区间变形。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，在轧制φ22mm的圆形含铋易切钢棒材时，粗轧工序中，粗轧机组采用箱-方、菱-方孔型系统组合，为了实现易切钢的均匀变形，各架次标准料型尺寸控制如下：
中轧机组到精轧机组采用园-椭圆孔型系统，在轧件进入中轧机组、预精轧机组前，对轧件的头部进行飞剪切头，并按工艺要求控制冷却水量；在中轧机组间采用微张力控制；进入预精机组轧、精轧机组采用活套控制，实现无张力轧制；轧件进入中轧机组进行控温轧制，温度控制在1000～1060℃。为了实现易切钢的均匀变形，连轧机组各道次料型尺寸控制如下：
在轧件进入预精轧、精轧机组前通过穿水冷却装置自动控温，控制轧件进入预精轧机组温度达到900～950℃，进入精轧机组温度达到930～980℃；轧后通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃。
前述的含铋易切钢的轧制工艺，当轧制S29mm六角形含铋易切钢棒材，粗轧机组采用箱-方、菱-方孔型系统组合，为了实现易切钢的均匀变形，各架次标准料型尺寸控制如下：
轧件进入中轧机组的温度控制在1000～1060℃。为了实现易切钢的均匀变形，连轧机组各道次料型尺寸控制如下：
中轧机组采用圆-椭圆孔型系统，在中轧机组间采用微张力控制；在预精轧机组利用扁六角-六角孔型系统轧出六角成品S29，进入预精轧机组的料型采用活套控制，实现无张力轧制；在预精轧机组前通过穿水冷却装置自动控温到900～950℃，轧后通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：(1)通过对轧制变形期间各段轧制温度的控制，并按照工艺要求控制冷却水量，确保了轧件的塑性变形，可防止轧件在轧制变形过程中产生表面裂纹及角部开裂，避免头部劈裂造成冲钢事故，使百吨钢故障时间大幅降低，确保了易切钢的顺利轧制，并使轧件获得优良的组织和机械性能，特别是切削加工性能，提高了产品表面质量，使中废、检废明显下降，成材率大幅提高。(2)在粗轧工序中通过在高温段快速轧制，可确保轧件在高温1130～1200℃温度区间变形，避免温差造成表面和角部开裂。(3)通过穿水冷却装置将终轧温度控制在810～830℃，可减少轧件表面氧化铁皮，提高轧件表面质量，获得较好的组织、硬度及拉拔性能。(4)通过不同的孔型系统可以直接轧制出园钢、六角钢、扁钢、方钢等易切钢产品。
为验证本发明的效果，申请人使用本工艺进行轧制试验，分别对6批材料进行成材率、中废率、百吨钢故障时间进行统计，其结果如下表：
由上表可知：采用本发明后的成材率大幅度提高，其生产事故率也大幅度降低，加工成本大大降低，取得了很好的经济效益。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1。本实施例轧制φ22mm的圆形含铋易切钢棒材。
坯料尺寸：150×150mm的连铸方坯，坯长3m。通过粗轧机组、中轧机组、预精轧机组和精轧机组进行轧制，整个连轧机组采用平立交替布置。将准备好的含铋易切钢连铸坯料送入连续式加热炉进行加热，加热温度控制在1150～1230℃，出炉进入轧制工艺。在进入粗轧机组前采用高压水对轧件表面进行除鳞，将钢坯表面的氧化铁皮全部破碎，清除表面氧化层，高压水的压力为18～20MPa。
为了实现易切钢的均匀变形，粗轧机组各架次标准料型尺寸控制如下：
粗轧工序中，轧制温度控制在1130～1200℃，并采用在高温段快速轧制，在粗轧工序中确保轧件在高温1130～1200℃温度区间变形，避免降温偏差较大造成表面和角部开裂。连轧机组采用圆-椭圆孔型系统，在轧件进入中轧机组、预精轧机组前，对轧件的头部进行飞剪切头，并按工艺要求控制冷却水量，避免头部开裂造成冲钢事故。在中轧机组间采用微张力控制；进入预精轧、精轧机组采用活套控制，实现无张力轧制。
轧件进入中轧机组进行控温轧制，进入中轧机组的温度控制在1000～1060℃。为了实现易切钢的均匀变形，连轧机组各道次料型尺寸控制如下：
在轧件进入预精轧、精轧机组前通过穿水冷却装置控温，穿水冷却装置控制方式采用自动控制，根据轧制设定温度要求进行温度调节，控制轧件进入预精轧机组温度达到900～950℃，进入精轧机组温度达到930～980℃，轧后通过穿水冷却装置将终轧温度控制在810～830℃，从而减少表面氧化铁皮，提高表面质量，并获得较好的硬度及组织。轧后进入冷床冷却，定尺锯切收集。
实施例2。本实施例轧制S29mm六角形含铋易切钢棒材。
坯料尺寸：150×150mm的连铸方坯，坯长3m。通过粗轧机组、中轧机组、预精轧机组和精轧机组进行轧制，连轧机组采用平立交替布置。将准备好的含铋易切钢连铸坯料送入连续式加热炉加热，加热温度控制在1150～1230℃，出炉进入轧制工艺。在进入粗轧前采用高压水对轧件表面进行除鳞，将钢坯表面的氧化铁皮全部破碎，清除表面氧化层，高压水的压力为18～20MPa。
粗轧机组采用箱-方、菱-方孔型系统组合，为了实现易切钢的均匀变形，各架次标准料型尺寸控制如下：
在粗轧工序，通过冷却水量的控制及在1130～1200℃温度阶段快速轧制变形，避免轧件在变形过程中及变形后出现表面及角部开裂。在轧件进入中轧机组、预精轧机组前，对轧件的头、尾进行飞剪切头，并按工艺要求控制冷却水量，避免头部开裂造成冲钢事故。中轧机组采用园-椭圆孔型系统，中轧机组间采用微张力控制；在预精轧机组采用扁六角-六角孔型系统，轧出六角成品S29，预精轧机组间采用活套控制，实现无张力轧制。
轧件进入中轧机组进行控温轧制，进入中轧机组的温度控制在1000～1060℃。进入预精轧机组前通过穿水冷却装置控温，穿水冷却装置控制方式采用自动控制，根据要求进行温度调节，使轧件进入预精轧机组温度达到900～950℃，轧后通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃，从而减少表面氧化铁皮，提高表面质量，并获得较好的组织、硬度及拉拔性能。为了实现易切钢的均匀变形，连轧机组各道次料型尺寸控制如下：
通过轧制后，进入冷床冷却，然后定尺锯切收集。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种含铋易切钢的轧制工艺，采用连铸钢坯进行轧制，轧制前用加热炉对钢坯加热，轧制过程包括粗轧工序、中轧工序、预精轧工序和精轧工序，其特征在于：所述钢坯在加热炉中的加热温度控制在1150～1230℃；粗轧工序中，轧制温度控制在1130～1200℃，粗轧各道次采用标准料型尺寸；中轧工序中，轧制温度控制在1000～1060℃，轧机料型采用标准料型尺寸；预精轧工序中，轧制温度控制在900～950℃，轧机料型采用标准料型尺寸；精轧工序中，轧制温度控制在930～980℃，轧机料型采用标准料型；终轧温度控制在810～830℃。
2.根据权利要求1所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：所述粗轧工序前，用高压水对加热炉出来的钢坯进行除鳞，清除钢坯表面的氧化铁皮，高压水的压力为18～20MPa。
3.根据权利要求1所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：所述粗轧工序中，采用在高温段快速轧制，确保轧件在1130～1200℃温度区间变形。
4.根据权利要求1所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：所述中轧工序中，通过穿水冷却装置控制进入中轧机组的温度为1000～1060℃，使轧件在1000～1060℃温度区间变形。
5.根据权利要求1所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：所述预精轧工序中，通过穿水冷却装置控制进入预精轧机组的温度为900～950℃，使轧件在900～950℃温度区间变形。
6.根据权利要求1所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：所述精轧工序中，通过穿水冷却装置控制进入精轧机组的温度为930～980℃，使轧件在930～980℃温度区间变形。
7.根据权利要求1所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：轧制φ22mm的圆形含铋易切钢棒材时，粗轧工序中，粗轧机组采用箱-方、菱-方孔型系统组合，为了实现易切钢的均匀变形，各架次标准料型尺寸控制如下：
中轧机组到精轧机组采用园-椭圆孔型系统，在轧件进入中轧机组、预精轧机组前，对轧件的头部进行飞剪切头，在中轧机组间采用微张力控制；进入预精机组轧、精轧机组采用活套控制，实现无张力轧制；轧件进入中轧机组进行控温轧制，温度控制在1000～1060℃，为了实现易切钢的均匀变形，连轧机组各道次料型尺寸控制如下：
在轧件进入预精轧、精轧机组前通过穿水冷却装置自动控温，控制轧件进入预精轧机组温度达到900～950℃，进入精轧机组温度达到930～980℃；轧后通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的含铋易切钢的轧制工艺，其特征在于：轧制S29mm六角形含铋易切钢棒材，粗轧机组采用箱-方、菱-方孔型系统组合，为了实现易切钢的均匀变形，各架次标准料型尺寸控制如下：
轧件进入中轧机组的温度控制在1000～1060℃，为了实现易切钢的均匀变形，连轧机组各道次料型尺寸控制如下：
中轧机组采用圆-椭圆孔型系统，在中轧机组间采用微张力控制；在预精轧机组利用扁六角-六角孔型系统轧出六角成品S29，进入预精轧机组的料型采用活套控制，实现无张力轧制；在轧件进入预精轧机组前通过穿水冷却装置自动控温，控制轧件进入预精轧机组温度达到900～950℃，轧后通过穿水冷却装置控制终轧温度在810～830℃。
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