CN104694713B - 一种含铜低合金钢的加热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含铜低合金钢加热方法，板坯入炉后利用热值为2200～2300Kcal/Nm3燃气加热，经过140分钟～160分钟，并控制加热一段末出口温度最高不能超过1070℃。板坯进入加热二段开始快速升温，经过40分钟～50分钟，控制加热二段末出口温度低于出钢目标温度25℃～30℃。均热段保温25分钟～30分钟左右，板坯出炉温度范围在1220℃～1300℃。本发明抑制了富铜层晶界的融化，减少了铜的富集数量，因此在板坯经过正常的粗轧工序时，容易除掉富集在铁皮下的铜，而不产生铜脆缺陷。

Description

一种含铜低合金钢的加热方法
技术领域
本申请涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种含铜低合金钢的加热方法。
背景技术
含Cu的钢材在加热时，由于炉内氧化性气氛选择氧化Fe，而不选择Cu，使得Cu在氧化铁皮和钢基体界面富集。而当炉内温度达到1080℃以上时，富铜(即富集的铜)相向奥氏体晶界渗透，导致钢材在轧制时表面会出现沿晶开裂，出现“铜脆”现象。
为了防止“铜脆”现象的产生，目前采用的技术主要从限制板坯在炉的时间，降低板坯出钢温度，增加粗轧除鳞道次这几方面进行考虑。例如，为了防止产生“铜脆”现象，考虑将板坯出钢温度控制在1300℃之下，但是，将板坯出钢温度控制在1300℃之下便不能够压制薄规格的板坯。因此，在制作薄规格的板坯时就不能采用这种方式。上面的几种技术措施都有较多限制，因为在生产过程中，板坯发生保温待轧，将板坯长时间保温在炉内，或者控制1300℃出钢是普遍存在的。
当然，现有技术中还有其他方式防止“铜脆”现象的产生，例如对加热炉中的低氧浓度的控制，或者对加热温度的控制，或者控制板坯均热时间在40～50Min范围内等。而以上几种方式都有各自的不足。例如对加热炉中的低氧浓度的控制，仅仅是对低氧浓度的控制，而没有对炉温控制进行细化。对加热温度的控制，没有考虑控制合适的加热气氛，而仅强调加热温度控制，并且需要在1000℃～1050℃进行长达30～60min的保温，过长时间会造成轧机停产等待，影响产量。控制板坯均热时间在40～50Min范围内，总在炉时间不能高于180Min，不允许板坯在炉内进行长时间保温待轧，限制板坯最高出炉温度为1280℃，会给实际生产带来种种限制，给生产组织提出了过高的要求。
综上，以上方式都会出现各种各样的不足，都不是解决“铜脆”现象比较完善的方法。
发明内容
本发明了提供了一种含铜低合金钢的加热方法，以解决现有技术存在的“铜脆”现象。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种含铜低合金钢的加热方法，包括在板坯投入加热炉之后，利用热值为2200Kcal/Nm3～2300Kcal/Nm3的燃气加热所述加热炉，控制所述加热炉的炉温在第一时间范围内升高至第一温度范围，并控制所述加热炉的空燃比在2.2～2.3之间，控制所述加热炉的空气过剩系数为1.0～1.05；其中，所述第一时间范围为140分钟～160分钟，所述第一温度范围中的最低值高于板坯入炉温度，所述第一温度范围中的最高值低于1070℃；控制所述加热炉的炉温在第二时间范围内升高至第二温度范围，并控制所述加热炉的空燃比在2.0～2.2之间，控制所述加热炉的空气过剩系数为0.93～1.0；其中，所述第二时间范围为40分钟～50分钟，所述第二温度范围比所述低合金钢的出钢温度低25℃～30℃；控制所述加热炉的炉温在第三时间范围内升高至第三温度范围，并控制所述加热炉的空燃比在2.0～2.1之间，控制所述加热炉的空气过剩系数为0.9～0.95，以获得所述低合金钢；其中，所述第三时间范围为25分钟～30分钟，所述第三温度范围为1220℃～1300℃。
优选的，所述低合金钢的化学成分按质量百分数(wt％)为：C:0.080-0.11％，Si:0.27-0.37％，Mn:0.40-0.55％，P:0.075-0.100％，S:≤0.008％，Al:0.025-0.05％，Cu:0.25-0.3％，Cr:0.30-0.6％，Ni:0.03-0.07％，Ti:0.010-0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种含铜低合金钢加热方法，板坯入炉后利用热值为2200～2300Kcal/Nm3燃气加热，经过140分钟～160分钟，并控制加热一段末出口温度最高不能超过1070℃。板坯进入加热二段开始快速升温，经过40分钟～50分钟，控制加热二段末出口温度低于出钢目标温度25℃～30℃。均热段保温25分钟～30分钟左右，板坯出炉温度范围在1220℃～1300℃。本发明抑制了富铜层晶界的融化，减少了铜的富集数量，因此在板坯经过正常的粗轧工序时，容易除掉富集在铁皮下的铜，而不产生铜脆缺陷。
附图说明
图1为本发明实施例中一种含铜低合金钢的加热方法的流程图。
具体实施方式
本发明的主要目的是开发一种含铜低合金钢的加热方法，主要的实施原理是：按照对加热炉的炉温控制，将加热炉的加热过程分为四个阶段：预热段、加热一段、加热二段、均热段。其中，预热段是对板坯进行预热，板坯在加热炉内的加热温度控制分别从加热一段、加热二段和均热段进行。具体为：板坯入炉后在预热段和加热一段采取缓慢升温的方式，利用热值为2200～2300Kcal/Nm3燃气加热，经过140分钟～160分钟，并控制加热一段末出口温度最高不能超过1070℃。板坯进入加热二段开始快速升温，经过40分钟～50分钟，控制加热二段末出口温度低于出钢目标温度25℃～30℃。均热段保温25分钟～30分钟左右，板坯出炉温度范围在1220℃～1300℃。上述措施使板坯总在炉时间控制在205min～240min之间。如果板坯在炉内发生保温待轧现象，最长在炉时间可以延长到290min。另外，加热一段、加热二段和均热段的空燃比分别控制在：2.2～2.3、2.0～2.2和2.0～2.1；并控制加热一段、加热二段和均热段的空气过剩系数分别为：1.0～1.05、0.93～1.0和0.9～0.95。
本发明采用以上技术措施的理由是：控制板坯在加热一段的温度低于1070℃，可以推迟富铜层晶界的融化。板坯进入加热二段开始快速升温，使加热过程中铁皮与钢基体界面富集的铜，向铁皮与钢基体内部快速扩散。同时也减少了铜的富集数量。加热过程中控制空气过剩系数，抑制高温条件下铜的继续富集。通过控制板坯加热过程温度和加热炉气氛的方法，使板坯经过正常的粗轧工序时，容易除掉富集在铁皮下的铜，而不产生铜脆缺陷。
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
下面请参看图1，是本发明提供的一种含铜低合金钢的加热方法的实施过程图。
S1：在板坯投入加热炉之后，利用热值为2200Kcal/Nm3～2300Kcal/Nm3的燃气加热加热炉，控制加热炉的炉温在第一时间范围内升高至第一温度范围。
具体来说，在板坯投入加热炉之后，会控制加热炉的炉温在第一时间范围内升高至第一温度范围，其中，第一时间范围为140分钟～160分钟，第一温度范围中的最低值高于板坯入炉温度，第一温度范围中的最高值低于1070℃。此加热过程包含了预热段和加热一段，在140分钟～160分钟之间将炉温升高，并控制炉温最高温度不超过1070℃，用来推迟富铜层晶界的融化。另外，为了减少铜的富集数量还可以调节炉内的气氛，主要是调节炉内的空燃比和空气过剩系数，具体来说，可以控制加热炉的空燃比在2.2～2.3，控制加热炉的空气过剩系数为1.0～1.05。
S2：控制加热炉的炉温在第二时间范围内升高至第二温度范围。
具体来说，此加热过程即是加热二段的加热过程，在40分钟～50分钟之间将炉温升高，一直升高到比低合金钢的出钢温度低25℃～30℃为止。板坯进入加热二段开始快速升温，使加热过程中铁皮与钢基体界面富集的铜，向铁皮与钢基体内部快速扩散。同时也减少了铜的富集数量。另外，为了抑制高温条件下铜的继续富集，还会控制炉内的空燃比和空气过剩系数，具体来说，可以控制加热炉的空燃比在2.0～2.2之间，控制加热炉的空气过剩系数为0.93～1.0。
S3：控制加热炉的炉温在第三时间范围内升高至第三温度范围。
具体来说，此加热过程为均热段，在25分钟～30分钟之间，将炉温控制在1220℃～1300℃，允许板坯在炉发生保温待轧现象。另外，还会控制加热炉的空燃比在2.0～2.1之间，控制加热炉的空气过剩系数为0.9～0.95。
经过这一系列的措施之后，便能够获得低合金钢。
优选的，低合金钢的化学成分按质量百分数(wt％)为：C:0.080-0.11％，Si:0.27-0.37％，Mn:0.40-0.55％，P:0.075-0.100％，S:≤0.008％，Al:0.025-0.05％，Cu:0.25-0.3％，Cr:0.30-0.6％，Ni:0.03-0.07％，Ti:0.010-0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。
下面使用具体的示例(示例1和示例2)进行描述。
下面请参看表1，是示例1的化学成分表。
类别 C Si Mn P S Alt Cu Cr Ni Ti
目标 0.09 0.32 0.45 0.08 ≤0.005 0.03 0.27 0.4 0.05 0.015
表1化学成分表
另外，请参看表2，是示例1和示例2的加热控制参数表。加热炉将依照此表进行参数控制。
表2加热控制参数表
对于示例1：
采用热值为2100kcal/Nm3的燃气加热，板坯以55℃入加热炉，经过182min加热到997℃，期间在加热一段保温待轧78min左右，保温待轧期间加热一段空气过剩系数1.05；然后进入加热二段，空燃比为2.1，以7.3℃/min的升温速率经30min升温到1216℃；最后进入均热段，空燃比为2.0加热33min后，1241℃出钢。板坯出炉后，在粗轧经过4道次除鳞，经过精轧轧制得到表面质量优良的钢板，边部未见因铜脆引起的翘皮或结疤缺陷。
对于示例2：
采用热值为2100kcal/Nm3的燃气加热，板坯以54℃入加热炉，经过114min加热到1020℃；然后进入加热二段，空燃比为2.1，以5.7℃/min的升温速率经43min升温到1262℃；最后进入均热段，空燃比为2.0加热64min，期间在均热段保温待轧34min左右，保温待轧期间空气过剩系数0.9，1292℃出钢。板坯出炉后，在粗轧经过4道次除鳞，经过精轧轧制得到表面质量优良的钢板，边部未见因铜脆引起的翘皮或结疤缺陷。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种含铜低合金钢加热方法，板坯入炉后利用热值为2200～2300Kcal/Nm3燃气加热，经过140分钟～160分钟，并控制加热一段末出口温度最高不能超过1070℃。板坯进入加热二段开始快速升温，经过40分钟～50分钟，控制加热二段末出口温度低于出钢目标温度25℃～30℃。均热段保温25分钟～30分钟左右，板坯出炉温度范围在1220℃～1300℃。本发明抑制了富铜层晶界的融化，减少了铜的富集数量，因此在板坯经过正常的粗轧工序时，容易除掉富集在铁皮下的铜，而不产生铜脆缺陷。
进一步的，本发明允许板坯在炉发生保温待轧现象，在加热炉内停留较长时间，总时间最长达240分钟，延长了板坯的在炉时间，并允许板坯以1300℃的高温出钢，为轧线稳定轧制极限薄规格板坯提供了有利条件。总的来说，实现了延长板坯在炉时间和提高板坯出钢温度，并且不产生“铜脆”。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种含铜低合金钢的加热方法，其特征在于，所述方法包括：
在板坯投入加热炉之后，利用热值为2200Kcal/Nm3～2300Kcal/Nm3的燃气加热所述加热炉，控制所述加热炉的炉温在第一时间范围内升高至第一温度范围，并控制所述加热炉的空燃比在2.2～2.3之间，控制所述加热炉的空气过剩系数为1.0～1.05；其中，所述第一时间范围为140分钟～160分钟，所述第一温度范围中的最低值高于板坯入炉温度，所述第一温度范围中的最高值低于1070℃；
控制所述加热炉的炉温在第二时间范围内升高至第二温度范围，并控制所述加热炉的空燃比在2.0～2.2之间，控制所述加热炉的空气过剩系数为0.93～1.0；其中，所述第二时间范围为40分钟～50分钟，所述第二温度范围比所述低合金钢的出钢温度低25℃～30℃；
控制所述加热炉的炉温在第三时间范围内升高至第三温度范围，并控制所述加热炉的空燃比在2.0～2.1之间，控制所述加热炉的空气过剩系数为0.9～0.95，以获得所述低合金钢；其中，所述第三时间范围为25分钟～30分钟，所述第三温度范围为1220℃～1300℃；所述低合金钢的化学成分按质量百分数为：C:0.080-0.11％，Si:0.27-0.37％，Mn:0.40-0.55％，P:0.075-0.100％，S:≤0.008％，Al:0.025-0.05％，Cu:0.25-0.3％，Cr:0.30-0.6％，Ni:0.03-0.07％，Ti:0.010-0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。
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