CN110918643A - 一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步进梁式加热炉煅烧，高压水除鳞，往复式开坯机轧制，平立式轧机轧制，热锯剪切，收集保温缓冷处理。本发明的有益之处在于，本发明提供的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法具有以下优势：轧制道次数较少，节约时间，增加产量，生产成本低，无需添加新设备，轧制工艺成熟且产品质量稳定；获得产品中心等轴晶区边长比率为1＜n＜1.1，钢棒材的机械性能较为均匀，对钢材后期加工的零部件的使用寿命起到了正向效果；而且从长远角度来看，本发明的方法是一种绿色环保无污染的生产方法，降本增效效果明显。
Description
技术领域
本发明属于钢材机械性能控制及改善技术领域，涉及到均匀钢棒热轧材成品的制造过程和机械性能控制方法，具体涉及一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法。
背景技术
连铸坯是炼钢炉炼成的钢水经过连铸机铸造后得到的一种钢材产品，具有产材效率高、成材率高、产品质量稳定等优点，所以其应用领域越来越广，目前国内外众多汽车用钢、轴承用钢以及机械零件用钢都使用连铸坯加热轧制产材。
但是使用连铸坯轧制成钢棒材后也存在一定的技术缺陷，这主要是因为连铸坯本身存在矩形中心等轴晶区，这就使得其轧制成钢棒材后的中心等轴晶区也为矩形。钢棒材上存在矩形中心等轴晶区存在以下不足：由于等轴晶区和边缘细晶区的组织不相同，因此在整个钢棒材的截面上机械性能差异较大，不能满足生产实践对钢棒材机械性能高均匀度的要求。
研究表明，钢棒材上中心等轴晶区越接近方形，在其钢棒材上的机械性能越为均匀。而现有技术只能将钢棒材中心等轴晶区的边长比率控制在1.3＜n≤2.0(n为等轴晶区的边长比值)，因此需要开发一种有效改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，将中心等轴晶区改变成方形，且在中心分布，进而使机械性能更均匀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轧制技术工艺成熟且产品质量稳定可靠的改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，包括以下步骤：
(1)步进梁式加热炉煅烧：将原始坯料在步进梁式加热炉中进行分段式加热，之后调整温度到1220℃，均温透烧，出炉得到出炉钢坯；
(2)高压水除鳞：使用高压水对出炉后的所述出炉钢坯表面的氧化铁皮进行清除，得到除鳞后钢坯；
(3)往复式开坯机轧制：采用往复式开坯机对所述除鳞后钢坯进行9道次轧制，开成方形钢坯；
(4)平立式轧机轧制：采用平立式轧机对所述方形钢坯进行平立轧制，得到圆形钢棒材；
(5)热锯剪切；将所述圆形钢棒材使用热锯进行切头切尾和分段切割，得到切割后钢棒材产品；
(6)收集保温缓冷处理：将所述切割后钢棒材产品使用齿条冷床收集，放进保温坑进行保温缓冷处理，制备得到均匀组织的钢棒材成品。
作为一种优选的方案，步骤(1)中所述的原始坯料为410×530mm连铸坯，因为该连铸坯产材时的压缩比较大，有利于心部组织的致密；所述分段式加热过程分为预热段、加热段、均热段，且分别控制温度为预热段T1≤850℃、加热段1200℃≤T2≤1250℃、均热段1220℃。
更为优选的是，步骤(1)中所述分段式加热过程控制总加热时间≥8h，高温扩散时间≥3h，且所述高温扩散时间从加热到1150℃开始计算。
更为优选的是，步骤(2)高压水除鳞中控制所述高压水的压力≥30MPa。
更为优选的是，步骤(3)中所述9道次轧制过程为前两道次分别使用30mm和10mm轻压下量，目的是去除连铸坯加热后产生的氧化铁皮；中间5道次使用80mm大压下量，目的是使连铸坯开坯时变形更加均匀化，大压下量有利于变形的渗透效果；后两道次采用40-50mm压下量，开成的所述方形钢坯控制在255×255mm。
更为优选的是，步骤(3)中所述9道次轧制过程共产生四次归方轧制，具体为前三道次采用30mm、10mm以及80mm压下量轧制成412×417mm，第四、五道次分别采用80mm压下量轧制成357×352mm，第六、七、八、九道次分别采用80mm、80mm、49mm、53mm轧制成255×255mm。
更为优选的是，步骤(4)中所述平立式轧机为八架平立式轧机，所述圆形钢棒材的规格为
更为优选的是，步骤(6)中所述钢棒材成品的中心等轴晶区边长比率为1＜n＜1.1。
更为优选的是，步骤(6)中所述钢棒材成品的中心等轴晶区为正方形。
本发明的有益之处在于，本发明提供的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法具有以下优势：
①本发明的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法具有生产成本低，无需添加新设备，轧制工艺成熟且产品质量稳定等优势；
②本发明的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法采用将410×530mm方坯归方制轧制的工艺，其获得产品中心等轴晶区边长比率为1＜n＜1.1(n为等轴晶区的边长比值)，钢棒材具有均匀的机械性能；
③本发明的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法降本增效效果明显，主要体现在：轧制道次数量较少，节约时间，增加产量，不用更新辅助设备；
④本发明的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法是一种绿色环保无污染的生产方法；
⑤采用本发明的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法制备的成品机械性能均匀，对钢材后期加工零部件使用寿命的延长起到了很好的正向效果。
附图说明
图1为实施例1的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法的步骤(3)中的9道次轧制工艺流程示意图；
图2为采用实施例1的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法制备得到的钢棒材成品的低倍组织中心等轴晶区比率示意图；
图3为采用对比实施例1的一种钢棒热轧材成品制备方法制备得到的钢棒材成品的低倍组织中心等轴晶区比率示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1-3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，包括以下步骤：
(1)步进梁式加热炉煅烧：将原始坯料410×530mm连铸坯在步进梁式加热炉中进行分段式加热，之后调整温度到1220℃，均温透烧，出炉得到出炉钢坯；
分段式加热过程分为预热段、加热段、均热段，且分别控制温度为预热段T1≤850℃、加热段为以120℃/h的速度加热至1050℃、均热段1220℃；同时控制分段式加热过程总加热时间≥8h，高温扩散时间(从加热到1150℃开始计算)≥3h。
(2)高压水除鳞：使用高压水对出炉后的所述出炉钢坯表面的氧化铁皮进行清除，并控制高压水的压力≥30MPa，得到除鳞后钢坯。
(3)往复式开坯机轧制：采用往复式开坯机对所述除鳞后钢坯进行9道次轧制，如图1所示，共产生四次归方轧制，具体为前三道次采用30mm、10mm以及80mm压下量轧制成412×417mm，第四、五道次分别采用80mm压下量轧制成357×352mm，第六、七、八、九道次分别采用80mm、80mm、49mm、53mm轧制成255×255mm方形钢坯。
(4)平立式轧机轧制：采用八架平立式轧机对所述方形钢坯进行平立轧制，得到规格为
的圆形钢棒材。
(5)热锯剪切；将所述圆形钢棒材使用热锯进行切头切尾和分段切割，得到切割后钢棒材产品。
(6)收集保温缓冷处理：将所述切割后钢棒材产品使用齿条冷床收集，放进保温坑进行保温缓冷处理，制备得到均匀组织的钢棒材成品；切取样块，做低倍组织(采用稀盐酸热侵后)，钢棒材成品的低倍组织中心等轴晶区为正方形，边长比率为1＜n＜1.1(n为等轴晶区的边长比值)，参见图2。
对比实施例1
一种钢棒热轧材成品制备方法，包括以下步骤：
(1)步进梁式加热炉煅烧：将原始坯料在步进梁式加热炉中进行分段式加热，之后调整温度到1200℃，均温透烧，出炉得到出炉钢坯；
(2)高压水除鳞：对出炉后的所述出炉钢坯表面的氧化铁皮进行清除，得到除鳞后钢坯；
(3)往复式开坯机轧制：采用往复式开坯机对所述除鳞后钢坯进行15道次轧制，开矩形钢坯；
(4)平立式轧机轧制：采用平立式轧机对所述矩形坯进行平立轧制，得到圆形钢棒材；
(5)热锯剪切；将所述圆形钢棒材使用热锯进行切头切尾和分段切割，得到切割后钢棒材产品；
(6)收集冷却处理：将所述切割后钢棒材产品使用齿条冷床收集，冷却处理，制备得到钢棒材成品。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)步进梁式加热炉煅烧：将原始坯料在步进梁式加热炉中进行分段式加热，之后调整温度到1220℃，均温透烧，出炉得到出炉钢坯；
(2)高压水除鳞：使用高压水对出炉后的所述出炉钢坯表面的氧化铁皮进行清除，得到除鳞后钢坯；
(3)往复式开坯机轧制：采用往复式开坯机对所述除鳞后钢坯进行9道次轧制，开成方形钢胚；
(4)平立式轧机轧制：采用平立式轧机对所述方形钢胚进行平立轧制，得到圆形钢棒材；
(5)热锯剪切；将所述圆形钢棒材使用热锯进行切头切尾和分段切割，得到切割后钢棒材产品；
(6)收集保温缓冷处理：将所述切割后钢棒材产品使用齿条冷床收集，放进保温坑进行保温缓冷处理，制备得到均匀组织的钢棒材成品。
2.根据权利要求1所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的原始坯料为410×530mm连铸坯；所述分段式加热过程分为预热段、加热段、均热段，且分别控制温度为预热段T1≤850℃、加热段1200℃≤T2≤1250℃、均热段1220℃。
3.根据权利要求1所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(1)中所述分段式加热过程控制总加热时间≥8h，高温扩散时间≥3h，且所述高温扩散时间从加热到1150℃开始计算。
4.根据权利要求1所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(2)高压水除鳞中控制所述高压水的压力≥30MPa。
5.根据权利要求1所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(3)中所述9道次轧制过程为前两道次分别使用30mm和10mm轻压下量，中间5道次使用80mm大压下量，后两道次采用40-50mm压下量，开成的所述方形钢胚控制在255×255mm。
6.根据权利要求1所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(3)中所述9道次轧制过程共产生四次归方轧制，具体为前三道次采用30mm、10mm以及80mm压下量轧制成412×417mm，第四、五道次分别采用80mm压下量轧制成357×352mm，第六、七、八、九道次分别采用80mm、80mm、49mm、53mm轧制成255×255mm。
7.根据权利要求1所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(4)中所述平立式轧机为八架平立式轧机，所述圆形钢棒材的规格为φ80-250mm。
8.根据权利要求1-7任意所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(6)中所述钢棒材成品的中心等轴晶区边长比率为1＜n＜1.1。
9.根据权利要求8任意所述的一种改善钢棒热轧材成品中心等轴晶区比率的方法，其特征在于：步骤(6)中所述钢棒材成品的中心等轴晶区为正方形。
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