CN111647734A - 一种免退火热轧棒材的制备方法及其产品 - Google Patents
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- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
Abstract
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种免退火热轧棒材的制备方法及其产品。所述免退火热轧棒材的制备方法包括：冶炼并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；其中，所述加热的温度为1150～1200℃；所述热轧的过程中，粗轧的开轧温度为1000～1100℃。本发明基于对所述钢坯的加热、热轧、穿水冷却和冷床控制等工艺参数的控制，能够获得具有改善硬度的热轧棒材，该热轧棒材同时具有更好的截面均匀性、较高的可加工性能以及合适的晶粒度极差，从而进一步提高了后续加工产品的附加值。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种免退火热轧棒材的制备方法及其产品。
背景技术
针对于合金钢来讲，由于其淬透性较好，在不进行控轧控冷的条件下，其热轧棒材的硬度常常超过用户规定的上限阈值，从而造成用户对棒材的加工困难、或出现加工刀具磨损严重的现象，更为严重者会引起加工过程中的甭料，极易造成安全事故。为了降低硬度通常采用退火或者高温回火，如此将导致生产成本的浪费。
在当前的控轧控冷工艺的技术条件下，传统的TMCP工艺是采用再结晶区以下温度区间大变形的方法，获得超量析出的铁素体来降低强度和硬度，以达到免退火而直接使用的目的。但随着用户对热轧棒材产品的技术指标的细化与严格化，利用常规的控轧控冷工艺手段或者利用控轧控冷设备较弱的国内产线而言，很难获得降低硬度的免退火热轧棒材。
因此，如何保证改善硬度的同时，还具有较高的可加工性能、合适的晶粒度极差的热轧棒材是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种免退火热轧棒材的制备方法及其产品。本发明基于对所述钢坯的加热、热轧、穿水冷却和冷床控制等工艺参数的控制，能够获得具有改善硬度的热轧棒材，并且该热轧棒材同时具有更好的截面均匀性、较高的可加工性能以及合适的晶粒度极差，从而进一步提高了后续加工产品的附加值。本发明人进行了大量充分的基础试验、数据模拟计算和工艺研究，从而得到如本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法及其产品。
本发明用于实现上述目的的技术方案如下：
本发明提供一种免退火热轧棒材的制备方法，所述制备方法包括：冶炼并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；
其中，所述加热的温度为1150～1200℃；
所述热轧的过程中，粗轧的开轧温度为1000～1100℃。
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述加热的温度为1180℃；所述热轧的过程中，粗轧的开轧温度为1050℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，入连轧的温度为880～930℃。
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，入连轧的温度为900℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，精轧的终轧温度≤950℃；
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，，所述精轧的终轧温度为930～950℃。
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，，所述精轧的终轧温度为935℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述精轧的轧制速率≤12m/s。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，上冷床的温度为750～850℃。
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，上冷床的温度为800℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述穿水冷却的温度为700～800℃。
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述穿水冷却的温度为750℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，在粗轧过程中控制轧制速度(或轧制时间)或控制热轧机架间水冷的方式来控制所述入连轧温度或所述精轧的终轧温度。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率≤1℃/s；
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，采用调整所述钢坯的堆积密度增加或加盖保温罩的方式，以控制所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，可以采用将所述热轧棒材的堆积密度增加的方式进行冷却；具体为采用冷床四齿四支摆放间隔五齿、冷床一齿一支摆放以及加保温罩等方式。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，在所述粗轧前，将所述钢坯高压水除磷；然后在粗轧机上进行多道次、大压下量粗轧。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述免退火热轧棒材的尺寸为
所述免退火热轧棒材的晶粒度极差≤3级；
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，当所述免退火热轧棒材为低碳钢的免退火热轧棒材时，硬度为165～230HBW；当所述免退火热轧棒材为中碳钢的免退火热轧棒材时，硬度≤340HBW。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，通过2架往复式开坯轧机+16架孔型连轧机进行连续轧制。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，采用多级控温的方式，即：第一级控温为控制粗轧的开轧温度1000～1100℃；第二级控温为控制粗轧的终轧温度880～930℃；第三级控温为控制精轧的终轧温度≤950℃；第四级控温为控制上冷床的温度为750～850℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，采用分级分段水冷的方式，即：第一级水冷为采用热连轧机架间水冷的方式来控制所述粗轧的终轧温度或所述精轧的终轧温度；第二级水冷为控制穿水冷却的温度为700～800℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，采用特定区间控冷的方式，即：所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s；或，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率≤1℃/s；或，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s。
本发明还提供本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法制备得到的免退火热轧棒材。
本发明的设计思路主要体现在：
本发明公开的免退火热轧棒材的制备方法，运用电炉冶炼、LF炉或VD炉精炼并连铸得到钢坯，并将钢坯经加热炉、控轧控冷等工艺，从而获得具有较高的可加工性能、截面均匀性和合适的晶粒度极差的免退火热轧棒材。本发明通过设备+工艺的有机结合，同时采用“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”，在奥氏体相区进行轧制，从而在轧制变形过程中实现了充分地再结晶；此外通过多段水冷来控制奥氏体相区的变形处于特定的变形温度区间，从而获得等轴晶粒；并通过轧后水冷，使得钢材获得更多的位错与应变能，在组织区间转变过程中由80～90％贝氏体组织转变为80～90％铁素体+珠光体组织，大幅度减少了硬相组织的比率，从而使得棒材可以不经过退火而直接进入加工工序，由此降低了生产成本。同时，本发明通过控轧控冷的有机结合，使得棒材获得了可加工性能、截面均匀性和合适的晶粒度极差。
本发明所述的一个或多个技术实施方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例依据现有的设备并配合合理的设备改造条件，通过优化工艺技术参数，使得所得所述棒材的组织转变与全流程的控轧控冷相结合，在不改变棒材成分的基础上使得所述棒材的硬度达到理想的区间，满足了用户对棒材冷加工工艺的要求，降低了刀具的磨损，提高棒材在使用过程中的安全性能。
(2)本发明实施例通过“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”，即限定了粗轧的开轧温度、入连轧温度、精轧的终轧温度、穿水冷却和冷床控制冷却工艺以及组织转变区的冷却速率，从而降低或消除了所述棒材的硬相比率，改善了棒材的布氏硬度和可加工性能，最终获得具有均匀化的横断面晶粒度与组织的免退火热轧棒材。
(3)本发明实施例通过优化特定阶段的控轧控冷工艺(即限定了粗轧的开轧温度、入连轧温度、精轧的终轧温度、穿水冷却工艺和冷床控制冷却工艺以及组织转变区的冷却速率)，使得所述棒材的横断面晶粒度细小均匀，满足用户对热轧棒材晶粒度极差的技术要求。
(4)本发明实施例的技术方案，使得在冶炼过程中析出的大颗粒Ti、Al(C/N)等颗粒充分回溶，在所述热轧、穿水冷却和冷床控制冷却过程中充分细小地弥散性析出，从而使得所述棒材中的晶粒细小均匀，晶粒度≥7级。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本发明实施例3得到的免退火热轧棒材的组织形貌图；
图2示出了本发明实施例3得到的免退火热轧棒材截面均匀性的晶粒度组织形貌图；
图3示出了本发明实施例3得到的免退火热轧棒材的析出形貌图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明提供一种免退火热轧棒材的制备方法，所述制备方法包括：冶炼并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；
其中，所述加热的温度为1150～1200℃；
所述热轧的过程中，粗轧的开轧温度为1000～1100℃。
本发明所述制备方法，将所述加热的温度限定为1150～1200℃，能够使得微合金中Ti、AL元素充分地固溶，以便于在后续轧制过程中析出细小均匀的析出相；同时，发明人限定了粗轧的开轧温度1000～1100℃，有利于获得截面均匀的轧制坯料；最终获得具有较高的可加工性能、截面均匀性和合适的晶粒度极差的免退火热轧棒材。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，所述入连轧温度为880～930℃。本发明实施例中，控制入连轧温度为880～930℃的原因为：为后续连轧过程提供特定的温度区间。该温度区间为880～930℃的原因为：(1)温度高于930℃将造成机间穿水段的冷速过大，则钢材表面易于出现异常组织；(2)温度低于880℃时，若达到了两相区，虽然对于实现免退火工艺是有利的，但在两相区不易于实现截面晶粒度极差的要求；此外，温度低于880℃将会增加轧机负荷并影响轧制节奏，不利于工艺的大规模推广。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，精轧的终轧温度≤950℃；
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，，所述精轧的终轧温度为930～950℃。
本发明实施例中，控制精轧的终轧温度为930～950℃的原因为：该精轧的终轧温度配合热连轧机架间水冷的方式来防止精轧过程升温过高而形成异常长大的混晶。精轧的终轧温度高于950℃会造成轧后的终轧温度过高，则横截面的组织性能均匀性较差，同时还会增加了轧后水冷对设备与回复能力的需求。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述精轧的轧制速率≤12m/s。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，上冷床的温度为750～850℃。
本发明实施例中，控制冷床控制冷却过程中上冷床的温度为750～850℃的原因为：该温度范围可以使钢材后续的组织转变过程中具有更多的形核点。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述穿水冷却的温度为700～800℃。本发明实施例中，控制穿水冷却的温度为700～800℃的目的为：使得钢坯获得更多的位错与应变能，在组织转变过程中减少硬相组织比率，使得所述棒材产品可以不经过退火直接进入加工工序，降低了生产成本。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述热轧的过程中，在粗轧过程中控制轧制速度(或轧制时间)或控制热轧机架间水冷的方式来控制所述入连轧温度或所述精轧的终轧温度。
本发明实施例中，采用热连轧机架间水冷的方式的目的为：获得相对恒温的轧制过程，使得所述钢坯所获得的均匀细小的再结晶晶粒与元素Ti、AL一起均匀地析出，又能确保在冷却过程中的不均匀截面温度差。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s。
本发明实施例通过设定软相组织转变区的冷却速率，使得所述免退火热轧棒材的横断面晶粒度细小均匀，满足用户对热轧棒材晶粒度极差的技术要求。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率≤1℃/s；
在一些优选实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s。
本发明实施例中，控制所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s，使得在冶炼过程中析出的大颗粒Ti、Al(C/N)等充分回溶，并在所述热轧、穿水冷却和冷床控制冷却过程中充分细小地弥散性析出，从而使得最终产品免退火热轧棒材中的晶粒细小均匀。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，所述免退火热轧棒材的尺寸为
所述免退火热轧棒材的晶粒度极差≤3级；
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，采用多级控温的方式，即：第一级控温为控制粗轧的开轧温度1000～1100℃；第二级控温为控制粗轧的终轧温度880～930℃；第三级控温为控制精轧的终轧温度≤950℃；第四级控温为控制上冷床的温度为750～850℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，采用分级分段水冷的方式，即：第一级水冷为采用热连轧机架间水冷的方式来控制所述粗轧的终轧温度或所述精轧的终轧温度；第二级水冷为控制穿水冷却的温度为700～800℃。
在一些实施方式中，本发明所述的免退火热轧棒材的制备方法中，采用特定区间控冷的方式，即：所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s；或，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率≤1℃/s；或，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s。
本发明实施例依据现有的设备以及合理的设备改造条件，并通过合理的工艺技术参数，使得所得产品的组织转变与全流程的控轧控冷相结合，即采用“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”的技术方案，在不改变钢材成分的基础上使得所得产品棒材的硬度达到理想的区间，满足了用户对棒材冷加工工艺的要求，降低了刀具的磨损，提高棒材在使用过程中的安全性能。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请所述的免退火热轧棒材的制备方法进行详细说明。
实施例1：
本实施例采用“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”的方法，制备低碳钢的
免退火热轧棒材，共有2架往复式开坯轧机和16架孔型连轧机。
通过冶炼(电炉→LF炉→VD炉)并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；按质量分数计，所述钢坯的化学成分包含：C 0.20％、Si 0.23％、Mn 0.90％、P0.01％、S 0.0050％、Cr 1.05％、Ti 0.05％。
(1)将所述钢坯加热至温度为1150℃；
(2)将步骤(1)得到的钢坯进行热轧，得到热轧棒材；具体包括：
将该钢坯经高压水除磷后进行粗轧机的多道次、大压下量的粗轧，粗轧的开轧温度为1000℃，入连轧的温度为880℃；在上述轧制过程中，通过采用热连轧机架间水冷的方式，实现轧制过程中的温度均匀化的变形，同时配以合适的轧制速度，并控制精轧的终轧温度为930℃，精轧的轧制速率为5m/s；
(3)将步骤(2)得到的热轧棒材进行穿水冷却；具体包括：
为了确保热轧棒材获得更多的位错与应变能，采用轧后穿水冷却方式，控制穿水冷却的温度为700℃；
(4)将步骤(3)得到的热轧棒材进行冷床控制冷却；具体包括：
在冷床控制冷却的过程中，控制上冷床的温度为750℃；
在冷床控制冷却的过程中，可以采用将热轧棒材的堆积密度增加的方式进行冷却；具体为采用冷床四齿四支摆放间隔五齿、冷床一齿一支摆放以及加保温罩等方式；
所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s；
为了进一步确保该热轧棒材在冷床控制冷却的过程中的冷却效能，在冷床控制冷却的过程中该热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4℃/s；当热轧棒材降至600℃后，采用自然冷却，直至冷却到室温，制备得到低碳钢的
免退火热轧棒材。
在室温状态下对所得到的低碳钢的
免退火热轧棒材的布氏硬度、晶粒度检测，结果显示：硬度为230HBW，截面晶粒度极差3级。
实施例2：
本实施例采用“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”的方法，制备中碳钢的
免退火热轧棒材，共有2架往复式开坯轧机和16架孔型连轧机。
通过冶炼(电炉→LF炉→VD炉)并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；按质量分数计，所述钢坯的化学成分包含：C 0.21％、Si 0.24％、Mn 1.0％、P0.01％、S 0.0050％、Cr 1.2％、Ti 0.08％。
(1)将所述钢坯加热至温度为1200℃；
(2)将步骤(1)得到的钢坯进行热轧，得到热轧棒材；具体包括：
将该钢坯经高压水除磷后进行粗轧机的多道次、大压下量的粗轧，粗轧的开轧温度为1100℃，入连轧的温度为930℃；在上述轧制过程中，通过采用热连轧机架间水冷的方式，实现轧制过程中的温度均匀化的变形，同时配以合适的轧制速度，并控制精轧的终轧温度为950℃，精轧的轧制速率为10m/s；
(3)将步骤(2)得到的热轧棒材进行穿水冷却；具体包括：
为了确保热轧棒材获得更多的位错与应变能，采用轧后穿水冷却方式，控制穿水冷却的温度为800℃；
(4)将步骤(3)得到的热轧棒材进行冷床控制冷却；具体包括：
在冷床控制冷却的过程中，控制上冷床的温度为850℃；
在冷床控制冷却的过程中，可以采用将热轧棒材的堆积密度增加的方式进行冷却；具体为采用冷床四齿四支摆放间隔五齿、冷床一齿一支摆放以及加保温罩等方式；
所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s；
为了进一步确保该热轧棒材在冷床控制冷却的过程中的冷却效能，在冷床控制冷却的过程中该热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为1℃/s；当热轧棒材降至600℃后，采用自然冷却，直至冷却到室温，制备得到低碳钢的
免退火热轧棒材。
在室温状态下对所得到的中碳钢的
免退火热轧棒材的布氏硬度、晶粒度检测，结果显示：硬度为320HBW，截面晶粒度极差2级。
实施例3：
本实施例采用“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”的方法，制备低碳钢的
免退火热轧棒材，共有2架往复式开坯轧机和16架孔型连轧机。
通过冶炼(电炉→LF炉→VD炉)并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；按质量分数计，所述钢坯的化学成分包含：C 0.21％、Si 0.24％、Mn 1.0％、P0.01％、S 0.0050％、Cr 1.2％、Ti 0.08％。
(1)将所述钢坯加热至温度为1180℃；
(2)将步骤(1)得到的钢坯进行热轧，得到热轧棒材；具体包括：
将该钢坯经高压水除磷后进行粗轧机的多道次、大压下量的粗轧，粗轧的开轧温度为1050℃，入连轧的温度为900℃；在上述轧制过程中，通过采用热连轧机架间水冷的方式，实现轧制过程中的温度均匀化的变形，同时配以合适的轧制速度，并控制精轧的终轧温度为935℃，精轧的轧制速率为8m/s；
(3)将步骤(2)得到的热轧棒材进行穿水冷却；具体包括：
为了确保热轧棒材获得更多的位错与应变能，采用轧后穿水冷却方式，控制穿水冷却的温度为750℃；
(4)将步骤(3)得到的热轧棒材进行冷床控制冷却；具体包括：
在冷床控制冷却的过程中，控制上冷床的温度为800℃；
在冷床控制冷却的过程中，可以采用将热轧棒材的堆积密度增加的方式进行冷却；具体为采用冷床四齿四支摆放间隔五齿、冷床一齿一支摆放以及加保温罩等方式；
所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s；
为了进一步确保该热轧棒材在冷床控制冷却的过程中的冷却效能，在冷床控制冷却的过程中该热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.6℃/s；当热轧棒材降至600℃后，采用自然冷却，直至冷却到室温，制备得到低碳钢的
免退火热轧棒材。
在室温状态下对所得到的低碳钢的
免退火热轧棒材的布氏硬度、晶粒度检测，结果显示：硬度为165HBW，截面晶粒度极差3级。
综上，本发明实施例1～3制备免退火热轧棒材过程中：
采用多级控温的方式，即：第一级控温为控制粗轧的开轧温度1000～1100℃；第二级控温为控制粗轧的终轧温度880～930℃；第三级控温为控制精轧的终轧温度≤950℃；第四级控温为控制上冷床的温度为750～850℃；
采用分级分段水冷的方式，即：第一级水冷为采用热连轧机架间水冷的方式来控制所述粗轧的终轧温度或所述精轧的终轧温度；第二级水冷为控制穿水冷却的温度为700～800℃；
采用特定区间控冷的方式，即：所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s；或，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率≤1℃/s；或，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s。
本发明本发明实施例1～3中的一个或多个技术实施方案，证明本发明至少具有如下技术效果或优点：
(1)依据现有的设备并配合合理的设备改造条件，通过优化工艺技术参数，使得所得产品的组织转变与全流程的控轧控冷相结合，在不改变棒材成分的基础上使得所述棒材的硬度达到理想的区间，满足了用户对棒材冷加工工艺的要求，降低了刀具的磨损，提高棒材在使用过程中的安全性能。
(2)通过“多级控温+分级分段水冷+特定区间控冷”，从而降低或消除了所述棒材的硬相比率，改善了棒材的布氏硬度(≤230HBW)和可加工性能，最终获得具有均匀化的横断面晶粒度与组织的免退火热轧棒材。
(3)通过优化特定阶段的控轧控冷工艺，使得所述棒材的横断面晶粒度细小均匀，满足用户对热轧棒材晶粒度极差的技术要求。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的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发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种免退火热轧棒材的制备方法，所述制备方法包括：冶炼并连铸得到钢坯，将所述钢坯依次进行加热、热轧，得到热轧棒材；将所述热轧棒材依次进行穿水冷却和冷床控制冷却，得到所述免退火热轧棒材；
其中，所述加热的温度为1150～1200℃；
所述热轧的过程中，粗轧的开轧温度为1000～1100℃。
2.根据权利要求1所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述热轧的过程中，入连轧的温度为880～930℃。
3.根据权利要求1或2所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述热轧的过程中，精轧的终轧温度≤950℃；
优选地，所述精轧的终轧温度为930～950℃。
4.根据权利要求1或2所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述精轧的轧制速率≤12m/s。
5.根据权利要求1或2所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述冷床控制冷却的过程中，上冷床的温度为750～850℃。
6.根据权利要求1或2所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述穿水冷却的温度为700～800℃。
7.根据权利要求1或2所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在软相组织转变区的冷却速率≤1℃/s。
8.根据权利要求7所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率≤1℃/s；
优选地，所述冷床控制冷却的过程中，所述热轧棒材在温度区间为600～700℃的冷却速率为0.4～1℃/s。
9.根据权利要求1或2所述的免退火热轧棒材的制备方法，其特征在于，所述免退火热轧棒材的尺寸为
所述免退火热轧棒材的晶粒度极差≤3级；
优选地，当所述免退火热轧棒材为低碳钢的免退火热轧棒材时，硬度为165～230HBW；当所述免退火热轧棒材为中碳钢的免退火热轧棒材时，硬度≤340HBW。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的免退火热轧棒材的制备方法制备得到的免退火热轧棒材。
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