CN105234170B - 一种大规格易切削钢轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格易切削钢的轧制方法，大规格易切削钢的盘条直径≥16mm；加热炉的预热段温度为930～1000℃，加热段温度为1010～1070℃，均热段温度为1110～1200℃，开轧温度为1070～1130℃；高压水除鳞水压≥10MPa；2#和3#飞剪的剪切长度分别为250～350mm、600～700mm；精轧机入口温度为930～1000℃；集卷温度为830～900℃；堆冷线上的六台风机全部开启，风量为100％，盘卷的冷却速度为0.4～3K/s。本发明制备的盘条表面优良，无耳形、折叠、结疤等缺陷，盘条横截面中心无缩孔等内部缺陷。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种大规格易切削钢的轧制方法。
背景技术
易切削钢由于具有切削性能优异、表面光洁度高、尺寸精度高等优点，广泛应用于汽车工业、仪器仪表、标准件等机械制造业。易切削钢盘条需要具有较高的切削性和表面质量，同时出于下游加工成本的考虑，要求盘条氧化皮厚度减薄以利于酸洗。因此，为了得到综合性能优良的易切削钢盘条，需从两方面进行优化，首先应改善方坯的质量，包括减少方坯表面缺陷以及增大铸态MnS的尺寸；另一方面应从轧制角度进一步优化盘条的性能，如MnS纺锤率、盘条表面缺陷以及氧化皮厚度等。
目前关于小规格易切削钢轧制工艺已经趋于成熟，而大规格易切削钢盘条下游企业通常加工作为轴类零件，零件切削时采用大的进给量，因此对盘条的切削性能、表面质量要求更高，增加了大规格易切削钢盘条生产的难度。直径≥16mm的易切削钢盘条采用大盘卷生产线进行轧制，由于轧制道次的减少，压缩比减小，轧制时红钢的表面缺陷不易消除，容易出现结疤开裂等缺陷；盘条内部的缩孔有可能会因为压缩比的减小而无法焊合，从而影响内部质量；轧后控冷段冷却速率的调控需要保证盘条合适的硬度、显微组织以及氧化皮厚度。专利CN102319736A中，大盘卷集卷后采用加盖保温罩缓冷，不利于盘条氧化皮厚度的控制，易使得氧化皮过厚，从而降低客户酸洗效率。
发明内容
为解决现有技术中大规格易切削钢轧制后的表面缺陷及内部质量问题，本发明提供了一种大规格易切削钢轧制方法，使盘条表面优良，无耳形、折叠、结疤等缺陷，盘条横截面中心无缩孔等内部缺陷。
未解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种大规格易切削钢的轧制方法，轧制工艺及控制技术的参数如下：
(1)加热炉的预热段温度为930～1000℃，加热段温度为1010～1070℃，均热段温度为1110～1200℃，开轧温度为1070～1130℃；
(2)高压水除鳞水压≥10MPa；
(3)2#和3#飞剪的剪切长度分别为250～350mm、600～700mm；
(4)精轧机入口温度为930～1000℃；
(5)集卷温度为830～900℃；
(6)终轧速度为9～12m/s；
(7)堆冷线上的六台风机全部开启，风量为100％。
进一步，所述的堆冷线上的六台风机全部开启时，盘卷的冷却速度为0.4～3K/s。
更进一步，所述的大规格易切削钢轧制方法制得的盘条直径≥16mm。
与现有技术相比较，本发明的有益效果：
(1)本发明的易切削钢盘条在保证良好切削加工性能的同时，盘条表面优良，无耳形、折叠、结疤等缺陷。
易切削钢中由于含有较高含量的硫，在热加工时裂纹敏感性增强，直径大于等于16mm的易切削钢盘条采用大盘卷生产线进行轧制，由于轧制道次的减少，压缩比减小，轧制时红钢的表面缺陷不易消除，更容易出现结疤开裂等缺陷。因此，开轧温度需要避免轧制温度脆性区，从而避免轧件头部开裂和保证轧件的正常咬入轧制，而精轧温度的控制则保证盘条在后期高的变形速率下不发生开裂和结疤等缺陷。同时整个轧线的温度，尤其是精轧温度对MnS的形态有着重要的影响，从而成为影响盘条的切削性能的关键点，而加热炉温度则影响了铸坯中MnS的大小，对轧制过程中MnS的形态有着直接的作用，同时加热炉温度亦决定了开轧温度。因此加热炉温度、开轧温度以及精轧温度之间相辅相成，共同作用使得盘条轧制顺利，表面无缺陷的同时，有着较好的MnS形态和切削性能。
(2)盘卷的氧化皮厚度较薄，小于30μm。在高的加热温度和轧制温度下，氧化皮的厚度控制是一个难点也是一个关键点，较薄的氧化皮可大大加快客户的酸洗效率，节约成本。首先，高压水除鳞能够有效地去除炉生氧化皮，一方面避免轧制过程中氧化皮压入基体造成表面缺陷，同时当水压达到10MPa及以上，炉生氧化皮能够去除干净。再者，集卷温度为830～900℃，能够保证盘卷在进入堆冷线进行相变之前维持较低的温度，从而避免氧化皮过厚；终轧速度决定了盘卷的水冷时间，水冷时间过长，盘卷温度过低，发生相变产生异常组织，水冷时间过短，则盘卷温度太高，达不到集卷要求的温度，终轧速度为9～12m/s能够使得盘卷经过一定的水冷时间而达到集卷所需的温度。
(3)盘条横截面中心无缩孔等内部缺陷，金相组织正常，硬度适中，利于切削。易切削钢中大量Mn与S相结合生成MnS，固溶在基体中的Mn较少，导致其淬透性很低，堆冷线上六台风机全部开启，风量为100％，采用0.4～3K/s的冷却速度不仅能形成铁素体+珠光体组织，还能使热轧态盘条的硬度在合适的范围，从而有利于切削加工；同时还能够缩短盘卷高温段停留时间，降低氧化皮厚度。
(4)轧制过程顺利，无堆钢、轧件咬入困难等生产故障发生。易切削钢轧制时头部易开裂，导致进入轧机时咬入困难，利用2#和3#飞剪将轧件头部的剪切长度控制在250～350mm、600～700mm，能够使得轧件顺利进入轧机，同时也消除了轧件头部失张导致的耳形等表面缺陷。
具体实施方式
下面用实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。
实施例1
直径为16mm的大规格易切削钢轧制方法，其轧制工艺及控制技术的参数如下：
(1)加热炉的预热段温度为950℃，加热段温度为1060℃，均热段温度为1200℃，开轧温度为1110℃；
(2)高压水除鳞水压为15MPa；
(3)2#和3#飞剪的剪切长度分别为250mm、600mm；
(4)精轧机入口温度为980℃；
(5)集卷温度为870℃；
(6)终轧速度为12m/s；
(7)堆冷线上的六台风机全部开启，风量为100％，冷却速率为1.5k/s。
按照上述工艺生产16mm规格的盘条表面优良，无耳形、折叠、结疤等缺陷，盘条横截面中心无缩孔等内部缺陷，金相组织正常为珠光体和铁素体，其中珠光体比例为4.5％，盘条布氏硬度122，盘卷氧化皮厚度为22μm。
实施例2
直径为20mm的大规格易切削钢轧制方法，其轧制工艺及控制技术的参数如下：
(1)加热炉的预热段温度为980℃，加热段温度为1050℃，均热段温度为1180℃，开轧温度为1090℃；
(2)高压水除鳞水压为12MPa；
(3)2#和3#飞剪的剪切长度分别为300mm、630mm；
(4)精轧机入口温度为950℃；
(5)集卷温度为850℃；
(6)终轧速度为11.5m/s；
(7)堆冷线上的六台风机全部开启，风量为100％，冷却速率为1.0k/s。
按照上述工艺生产20mm规格的盘条表面优良，无耳形、折叠、结疤等缺陷，盘条横截面中心无缩孔等内部缺陷，金相组织正常为珠光体和铁素体，其中珠光体比例为5％，盘条布氏硬度130，盘卷氧化皮厚度为28μm。
实施例3
直径为22mm的大规格易切削钢轧制方法，其轧制工艺及控制技术的参数如下：
(1)加热炉的预热段温度为1000℃，加热段温度为1045℃，均热段温度为1190℃，开轧温度为1100℃；
(2)高压水除鳞水压为10MPa；
(3)2#和3#飞剪的剪切长度分别为285mm、680mm；
(4)精轧机入口温度为1000℃；
(5)集卷温度为900℃；
(6)终轧速度为9m/s；
(7)堆冷线上的六台风机全部开启，风量为100％，冷却速率为0.8k/s。
按照上述工艺生产22mm规格的盘条表面优良，无耳形、折叠、结疤等缺陷，盘条横截面中心无缩孔等内部缺陷，金相组织正常为珠光体和铁素体，其中珠光体比例为3.8％，盘条布氏硬度125，盘卷氧化皮厚度为25μm。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (2)
1.一种大规格易切削钢的轧制方法，其特征在于，轧制工艺及控制技术的参数如下：
(1)加热炉的预热段温度为930～1000℃，加热段温度为1010～1070℃，均热段温度为1110～1200℃，开轧温度为1070～1130℃；
(2)高压水除鳞水压≥10MPa；
(3)2#和3#飞剪的剪切长度分别为250～350mm、600～700mm；
(4)精轧机入口温度为930～1000℃；
(5)集卷温度为830～900℃；
(6)终轧速度为9～12m/s；
(7)堆冷线上的六台风机全部开启，风量为100％；
上述大规格易切削钢轧制方法制得的盘条直径≥16mm，金相组织为珠光体和铁素体。
2.根据权利要求1所述的大规格易切削钢轧制方法，其特征在于：所述的堆冷线上的六台风机全部开启时，盘卷的冷却速度为0.4～3K/s。
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