CN110340146A - 一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，针对开坯后的中间坯，采用空冷‑保温通道缓冷‑空冷至室温‑抛丸‑磁粉探伤‑缺陷处点修磨处理，开坯后中间坯进行特定温度区间的保温缓冷，充分利用中间坯余热，加速表面氧化皮的形成，降低基体缺陷深度，基体表面缺陷显著减少。且选用三种不同粒度的钢丸进行抛丸可保证探伤前氧化皮的去除，同时降低坯料表面粗糙度，提高探伤的识别率。本发明简化了修磨流程，大幅提高生产效率，降低生产消耗，减少粉尘的产生。

Description

一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法

技术领域

本发明属于轧钢生产技术领域，特别涉及一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法。

背景技术

碳钢盘条主要用于生产钢丝等金属制品，其表面质量的好坏直接影响着下游用户拉拔过程中的断丝率和成品服役过程中的可靠性，而盘条表面质量又依赖于坯料的表面状态，因此，提高轧制前坯料的表面质量至关重要。

对于质量要求苛刻的产品，工业生产一般采用二火成材流程，大断面连铸坯开坯后，中间坯不可避免地带有裂纹、划伤、凹坑等缺陷，在轧制时极易造成盘条的表面缺陷(如表面结疤、翘皮及麻坑等)。为保证中间坯的表面质量，坯料通常经抛丸-磁粉探伤后，采用1～2遍的表面机械全修磨处理，清除一定深度的金属层。该流程显著提高了坯料表面质量，但同时也带来几个问题，一是影响生产效率，全修磨过程耗时0.8～1.5小时/单支坯料；二是增加生产成本，包括增加耗电、砂轮消耗、人工成本，且成材率低等；三是污染车间环境，修磨过程产生大量的粉尘进入周围环境，难以有效防护。

专利CN106425759A详述了采用机械砂轮修磨的方法清理弹簧钢表面缺陷，包括抛丸-探伤-全扒皮-倒圆角-二次抛丸-磁粉探伤步骤，流程复杂，生产效率低，对于较深缺陷还需加大修磨量；专利CN104141039A详述了开坯加热、修磨及轧钢加热、轧制及冷却全流程的控制，尤其提出了开坯后钢坯进行2～4mm修磨，修磨量偏大，成材率低，并产生大量的修磨粉尘；专利CN107866700A和CN104057382A详述了修磨工艺和修磨深度的控制方法，并未考虑成本和车间环境污染问题。以上专利所述，提升坯料表面质量的方法仍属于传统的依赖机械清理的方式，并未有效改善或解决以上三个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，针对二火成材工艺流程的开坯后中间坯，采用空冷-保温通道缓冷-空冷至室温-抛丸-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理，充分利用中间坯余热加速表面氧化皮的形成，降低基体缺陷深度，并简化了修磨流程，减少修磨时间和坯料修磨量，降低车间环境污染。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，包括如下步骤：

(1)开坯轧制后的中间坯处理：对开坯轧制后的中间坯进行空冷-保温通道缓冷-空冷至室温的处理，控制进保温通道的温度为1000±10℃，出保温通道的温度为900±10℃，保温通道中平均冷却速度为2±0.3℃/min；

(2)空冷至室温的中间坯处理：对空冷至室温的中间坯进行抛丸-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理。抛丸选用三种不同粒度的钢丸S460、S390和S330进行，钢丸S460、S390和S330的总重量比为(1±0.1)：(3±0.1)：(6±0.2)。

进一步，所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法中中间坯在探伤过程的移动速度为0.2～0.3m/s。

进一步，所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法中缺陷处点修磨选用20或24目砂轮。

进一步，所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法中碳钢开坯轧制的温度为1080～1150℃。

更进一步，所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法中碳钢开坯轧制后的中间坯尺寸为140×140mm～160×160mm。

本发明中工艺流程及相关参数的选择如下：

本发明中碳钢开坯轧制的温度为1080～1150℃，中间坯上冷床的温度一般≥1050℃，但高温下的半脱碳倾向高，因此优选进保温通道的温度控制在1000±10℃；而在较低的两相区温度(A₁～A_cm)，易于形成全脱碳层组织，影响深加工制品的服役性能，因此出保温通道的温度控制在900±10℃；此保温温度区间内，中间坯基体的氧化速度迅速提高，并保持一定的保温时间，控制保温通道中平均冷却速度为2±0.3℃/min。

本发明中经过保温通道缓冷后，中间坯的氧化皮厚度迅速增加，为保证探伤前氧化皮的去除，同时降低坯料表面粗糙度，提高探伤的识别率，选用三种不同粒度的钢丸S460、S390和S330，总重量比为(1±0.1)：(3±0.1)：(6±0.2)，大粒度的钢丸可有效去除较厚的氧化皮，小粒度钢丸可有效提高表面光滑度。缺陷处点修磨选用20或24目砂轮进行，可以提高修磨后坯料平整度和光滑度。

与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：

1、本发明充分利用了开坯后中间坯的余热进行特定温度区间的保温缓冷，加速高温下基体的氧化作用，促进氧化皮的形成，相较于传统的冷床空冷的方式，显著减少基体表面缺陷，并降低基体缺陷的深度；

2、本发明基于修磨前坯料缺陷的改善，相较于传统的抛丸-磁粉探伤-全修磨(1～2遍)-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理，显著简化了修磨流程，磁粉探伤后仅需对缺陷处进行点修磨处理，大幅提高了生产效率，降低了生产消耗，并减少了粉尘的产生。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的具体说明。

本发明中消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，采用空冷-保温通道缓冷-空冷至室温-抛丸-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理，包括如下步骤：

(1)开坯轧制后的中间坯处理：连铸坯在1080～1150℃开坯轧制，制得尺寸为140×140mm～160×160mm的中间坯，中间坯进行空冷-保温通道缓冷-空冷至室温的处理，中间坯上冷床温度≥1055℃，控制进保温通道的温度为1000±10℃，出保温通道的温度为900±10℃，保温通道中平均冷却速度为2±0.3℃/min；

(2)空冷至室温的中间坯处理：对空冷至室温的中间坯进行抛丸-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理。抛丸选用三种不同粒度的钢丸S460、S390和S330进行，钢丸S460、S390和S330的总重量比为(1±0.1)：(3±0.1)：(6±0.2)。缺陷处点修磨选用20或24目砂轮。中间坯在探伤过程的移动速度为0.2～0.3m/s。

实施例1-4为采用上述方法消除二火成材不同钢种的中间坯的表面缺陷，具体流程和参数如表1所示。

对比实施例1-4针对与实施例相同的二火成材钢种，对连铸坯开坯后制得的140×140mm～160×160mm中间坯采用空冷-抛丸-磁粉探伤-全修磨(1～2遍)-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理，具体流程和参数如表1所示。

表1实施例及对比例流程对比

上述实施例1-4仅需经过点修磨处理，对比实施例需采用至少1遍全俢磨和点俢磨，相对于对比实施例1-4，采用本发明的消除二火成材碳钢中间坯表面缺陷的方法后修磨生产效率提高至少50％，修磨量明显减少，可大幅减少修磨粉尘的产生。为验证本发明中方法实施后中间坯的表面质量，对实施例和对比例中完成修磨后的钢坯进行磁粉探伤处理，均未发现明显的表面缺陷，轧制的盘条也为发现明显的表面缺陷，说明本发明的方法完全满足轧钢对中间坯料的表面质量要求。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)开坯后的中间坯处理：对开坯后的中间坯进行空冷-保温通道缓冷-空冷至室温的处理，控制进保温通道的温度为1000±10℃，出保温通道的温度为900±10℃，保温通道中平均冷却速度为2±0.3℃/min；

(2)空冷至室温的中间坯处理：对空冷至室温的中间坯进行抛丸-磁粉探伤-缺陷处点修磨处理。其中，抛丸选用三种不同粒度的钢丸S460、S390和S330进行，钢丸S460、S390和S330的总重量比为(1±0.1)：(3±0.1)：(6±0.2)。

2.根据权利要求1所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，其特征在于，所述中间坯在探伤过程的移动速度为0.2～0.3m/s。

3.根据权利要求1所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，其特征在于，所述缺陷处点修磨选用20或24目砂轮。

4.根据权利要求1所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，其特征在于，所述碳钢开坯轧制的温度为1080～1150℃。

5.根据权利要求4所述的消除碳钢中间坯表面缺陷的方法，其特征在于，所述碳钢开坯后的中间坯尺寸为140×140mm～160×160mm。