CN111250641A - 一种h13钢立式连铸圆坯的锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，包括如下步骤：连铸坯在450±10℃炉中保温，以≤60℃/h速度升至850±10℃保温，以≤120℃/h速度升至1270±10℃保温，空冷20±5min，进入1200±10℃炉中保温，在油压机上拔长四道次，第一道次压下率35～45%，执行结束翻转90°进行第二道次，压下率30～40%，执行结束翻转180°进行第三道次，压下率25～35%，执行结束翻转90°进行第四道次，压下率20～30%，结束后对坯料倒棱，装入1000～1150℃炉中保温，坯料出炉后送径向锻造机往复锻造，最后一道次为精整道次，拉打速度1.3～1.5m/min，其余道次为主变形道次，压下率15～30%，拉打速度≥6m/min，提高了连铸圆坯成材率、降低了成本、解决了探伤和中心疏松问题。

Description

一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法
技术领域
本发明属于钢铁材料制造工艺控制技术领域，尤其涉及一种在不增加生产成本、同等质量水平情况下，采用特殊锻造控制方法解决H13钢立式连铸圆坯锻造成材率低问题的H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，达到国标优质H13钢材水平。
背景技术
H13钢合金含量高、选分结晶等原因，在立式连铸圆坯连续浇注过程中易产生较为严重枝晶偏析、中心疏松、中心裂纹等内部缺陷，直接用其锻造成材率极低，目前大多数立式连铸圆坯只能作为电渣重熔的电极母材使用，即延长了生产周期、又增加了生产成本。
H13钢材使用范围广，且根据具体的用途不同，对原材料的质量要求也有一定区别，有要求电渣重熔的、也有要求模铸的，面对日趋激烈的市场环境，开发用连铸坯代替模铸锭的锻造方法生产的钢材，去满足一部分普通H13钢材市场，具有较大的市场空间和竞争力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题而提供一种通过高温长时间保温后再降温锻造、特殊的油压机开坯变形方式、径向锻造机控温锻造成型来改善和消除立式连铸坯内部缺陷、组织均匀的H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，该方法极大提高了H13钢立式连铸圆坯的成材率、降低了生产制造成本、解决了超声波探伤和中心疏松的问题。
本发明技术方案是这样实现的，
一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，该锻造方法包括如下步骤：
步骤1)、将连铸坯置于炉中加热，在450±10℃的温度下保温，然后以≤60℃/h速度升温至850±10℃保温，再以≤120℃/h的速度升温至1270±10℃保温，保温时间按直径每100mm保温3.5～4.5h，保温后提起炉门台车拉出空冷20±5min，再台车拉进关闭炉门，炉温设定1200±10℃，保温出炉后锻造。
步骤2)、将步骤1)加热结束出炉后的连铸坯送往油压机，在油压机上使用上下平砧进行拔长开坯，其中主变形为四道次，拔长过程用拉拔方式进行，每道次均为满砧，且至少留70mm搭砧量，第一道次压下率35～45％，通身拔长结束后，坯料沿自身轴线翻转90°角进行第二道次拔长，第二道次拔长压下率30～40％，通身拔长结束后，坯料沿自身轴线翻转180°角进行第三道次拔长，第三道次拔长压下率25～35％，通身拔长结束后，坯料沿自身轴线翻转90°角进行第四道次拔长，第四道次拔长压下率20～30％，通身拔长结束后坯料截面为正方形，再对正方形坯料进行倒棱操作，每道次倒棱压下量30～50mm，倒棱结束后装入1000～1150℃的炉中保温1.5～3h时间，保温结束后出炉锻造。
步骤3)、将步骤2)中加热保温结束的坯料送往径向锻造机径向锻造成型，采取A、B两夹头往复锻造成型方式，最后一道次为精整道次，压下量10～20mm，拉打速度1.3～1.5m/min，其余道次为主变形道次，压下率15～30％，拉打速度≥6m/min，主变形道次采用较大压下量、快速拉打主要为了增加心部锻透压实效果，精整道次目的是精整尺寸，确保外形尺寸和表面质量。
在步骤3)结束后将锻造成型的锻件进行热处理。
本发明使用该锻造方法，可以焊合立式连铸坯中心裂纹、减轻中心疏松、消除碳化物液析等问题，实现立式连铸坯代替模铸锭锻造，同时大大降低了生产成本、缩短了生产周期，综合质量水平达到国标优质H13钢水平。
附图说明
图1为本发明的φ400mm连铸坯加热曲线图。
图2为本发明在油压机上下平砧拔长变形方式(单位：mm)示意图。
图3为本发明的φ185mm锻件酸浸低倍照片。
图4为本发明的φ185mm锻件心部退火组织(AS3级)照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述与说明。
实施例1：一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，以φ400*2500mm连铸坯，锻造成φ185mm圆钢为例进行说明，具体锻造方法包括如下步骤：
步骤1)、对φ400*2500mm的连铸坯进行锻前加热规范设计，加热规范见图1，首先在450±10℃的温度下保温，保温时间是2.0h，然后以≤60℃/h速度升温到850±10℃后保温，保温时间是3.0h，再以≤120℃/h速度升温到1270±10℃保温，保温时间是16.0h，台车拉出空冷晾料20min，台车拉进关闭炉门，炉温设定1200±10℃，保温时间是3.0h，保温后出炉锻造；
这种在1270±10℃高温温度下保温，目的是减轻或消除凝固过程产生的合金元素分布不均匀、碳及合金元素富集而产生的亚稳定共晶碳化物等钢液凝固缺陷，再将台车拉出空冷后继续入较低温度炉中保温，目的是使连铸坯形成内外温度差，利于心部的锻透压实效果；
步骤2)、油压机锻造过程：将步骤1)加热结束出炉后的连铸坯送往3150吨油压机使用500上下平砧拔长开坯，主变形设计为四个道次，拔长过程用拉拔方式进行，每道次均为满砧进给，且至少留70mm搭砧量，每道次变形见表1，压机拔长变形见图2，每道次拔长变形具体操作如下：
第一道次：在500平砧上将φ400mm的连铸坯拔长至厚度240mm，压下率40％，展宽485mm，拔长顺序是从夹持端顺次拔长至另一端；
第二道次：将第一道次拔长结束的坯料沿自身轴线顺时针翻转90°，拔长至厚度310mm，即拔长第一道次的宽度485mm尺寸，压下率36％，拔长后展宽310mm，拔长顺序是从夹持端顺次拔长至另一端；
第三道次：将第二道次拔长结束的坯料沿自身轴线顺时针翻转180°，拔长至厚220mm，即拔长第二道次的厚度310mm尺寸，压下率29％，拔长后展宽370mm，拔长顺序是从夹持端顺次拔长至另一端；
第四道次：将第三道次拔长结束的坯料沿自身轴线顺时针翻转90°，拔长至厚度280mm，压下率24％，展宽280mm，拔长后截面为280mm的正方形，拔长顺序是从夹持端顺次拔长至另一端，对280mm正方形坯料倒棱至八方300mm操作，每道次倒棱时压下量50mm，结束后返1050±10℃加热炉保温2h。
表1压机拔长变形方式
Figure BDA0002395982090000041
步骤3)、将步骤2)拔长结束返炉加热后的坯料送往径向锻造机径向锻造成型，采取A、B两夹头往复拉打锻造成型，第一道次压下量60mm，锻造至φ240mm，拉打速度6.5m/min；第二道次压下量45mm，锻造至φ195mm，拉打速度7m/min；第三道次压下量10mm，锻造至φ185mm，拉打速度1.5m/min，第一、二道次采用大压下量、快速拉打主要增加心部锻透压实效果，第三道次小压下量、低速拉打为了确保外形尺寸精确度和表面质量的光洁度。
对步骤3)成型后的锻件进行锻后热处理，热处理结束后进行检测分析。
通过采取以上特殊锻造方法，并严格各过程生产参数，生产出的锻件经检测分析，结果是：低倍(见图3)中心疏松0.5级、一般疏松0.5级，退火组织AS3级(见图4)，碳化物液析0级，探伤满足GB/T4162-2008 B级要求，综合技术指标达到国标GB/T1299优质钢水平。

Claims (4)

1.一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，其特征在于：该锻造方法包括如下步骤：
步骤1）、将连铸坯置于炉中加热，在450±10℃的温度下保温，然后以≤60℃/h速度升温至850±10℃保温，再以≤120℃/h的速度升温至1270±10℃保温，保温时间按直径每100mm保温3.5～4.5h，保温后提起炉门台车拉出空冷20±5min，再台车拉进关闭炉门，炉温设定1200±10℃，保温出炉后锻造；
步骤2）、将步骤1）加热结束出炉后的连铸坯送往油压机，在油压机上使用上下平砧进行拔长开坯，其中主变形为四道次，拔长过程用拉拔方式进行，每道次均为满砧进给，且至少留70mm搭砧量，第一道次压下率35～45%，通身拔长结束后，坯料沿自身轴线翻转90°角进行第二道次拔长，第二道次拔长压下率30～40%，通身拔长结束后，坯料沿自身轴线翻转180°角进行第三道次拔长，第三道次拔长压下率25～35%，通身拔长结束后，坯料沿自身轴线翻转90°角进行第四道次拔长，第四道次拔长压下率20～30%，通身拔长结束后坯料截面为正方形，再对正方形坯料进行倒棱操作，每道次倒棱压下量30～50mm，倒棱结束后装入1000～1150℃的炉中保温，保温时间1.5～3h，保温结束后出炉锻造；
步骤3）、将步骤2）中加热保温结束的坯料送往径向锻造机径向锻造成型，采取A、B两夹头往复锻造成型方式，最后一道次为精整道次，压下量10～20mm，拉打速度1.3～1.5m/min，其余道次为主变形道次，压下率15～30%，拉打速度≥6m/min，主变形道次采用较大压下量、快速拉打主要为了增加心部锻透压实效果，精整道次目的是精整尺寸，确保外形尺寸和表面质量。
2.根据权利要求1所述的一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，其特征在
于：在步骤1)中, 将连铸坯置于炉中加热，在450±10℃的温度下保温，保温时间是2.0h，然后以≤60℃/h速度升温至850±10℃保温，保温时间是3.0h，再以≤120℃/h的速度升温至1270±10℃保温，保温时间按100mm截面直径3.5～4.5h，保温后提起炉门台车拉出空冷20±5min，再台车拉进关闭炉门，炉温设定1200±10℃，保温时间是3.0h，保温出炉后锻造。
3.根据权利要求1所述的一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，其特征在
于：在步骤2）中，第一道次、第二道次、第三道次、第四道次的通身拔长顺序均是从夹持端顺次拔长至另一端。
4.根据权利要求1所述的一种H13钢立式连铸圆坯的锻造方法，其特征在
于：对步骤3）成型后的锻件进行锻后热处理，热处理结束后进行检测分析。
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