CN111760906A - 一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，属于棒材轧制工艺技术领域。为解决上述现有初轧机轧制工艺不适应大规格棒材内部质量要求的问题，本发明提供了一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，包括初期轧制、中期轧制和后期轧制，其中中期轧制采用大压下量和小压下量相结合进行轧制，且至少有两个道次采用大压下量以使轧件达到相对变形量(H‑h/H)×100％≥20％的渗透轧制条件，H‑轧件变形前高度，h‑轧件变形后高度。本发明初期轧制采用小压下量轧制，减轻轧件芯部所受的拉应力状态对芯部疏松组织的影响；中期轧制采用大压下量轧制有效改善芯部疏松组织，从而实现了改善大规格棒材内部质量的目标。

Description

一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺
技术领域
本发明属于棒材轧制工艺技术领域，尤其涉及一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺。
背景技术
近些年，随着加工制造业的不断发展及与国际市场的接轨，市场对大规格棒材的需求量越来越多，同时，对大规格棒材的质量要求也越来越高，尤其是对内部质量的探伤级别给冶金企业提出了更高的要求。而目前冶金企业对大规格棒材生产的质量控制，仍存在产品内部质量的不稳定问题，主要体现在探伤时，暴露出疏松和缩孔缺陷。因此，现有初轧机轧制工艺所采用的均匀分配各道次压下量的设计，已不适应用户对大规格棒材内部质量的要求。
发明内容
为解决上述现有初轧机轧制工艺不适应大规格棒材内部质量要求的问题，本发明提供了一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺。
本发明的技术方案：
一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，包括初期轧制、中期轧制和后期轧制，其中中期轧制采用大压下量和小压下量相结合进行轧制，且至少有两个道次采用大压下量以使轧件达到相对变形量(H-h/H)×100％≥20％的渗透轧制条件，H-轧件变形前高度，h-轧件变形后高度。
进一步的，所述初期轧制各道次均采用30～50mm的小压下量进行轧制。
进一步的，所述初期轧制包括8个道次，第1道次至第4道次压下量均为50mm，第5道次和第6道次压下量均为40mm，第7道次和第8道次压下量均为30mm。
进一步的，所述中期轧制采用80～100mm的大压下量与25～30mm的小压下量相结合进行轧制。
进一步的，所述中期轧制包括5个道次，第9道次压下量为100mm，第10道次压下量为20mm，第11道次压下量为30mm，第12道次压下量为80mm，第13道次压下量为20mm。
进一步的，所述后期轧制各道次采用25～45mm压下量进行轧制，在均匀分配压下量的情况下得到精确的断面尺寸坯料。
进一步的，所述初轧机轧制工艺的开轧温度为1220～1240℃。
本发明的有益效果：
本发明充分利用大规格棒材在轧制过程中不同轧制阶段的变形特点，在轧制的初始阶段，采用小压下量轧制，减轻轧件芯部所受的拉应力状态对芯部疏松组织的影响。在轧制的中间阶段，采用大压下量轧制，通过轧件芯部所受的压应力状态特点，使渗透轧制对芯部疏松组织进行有效改善，达到改善大规格棒材内部质量的目的。本发明适用于合金结构钢和碳素结构钢大规格棒材的初轧，提高了大规格棒材产品内部质量和成材率，降低了大规格棒材探伤废品率，从而降低了生产成本。
附图说明
图1为实施例1提供的初轧机轧制工艺轧制的轧件经连轧机轧制成的φ270mm的大规格棒材横截面的低倍照片；
图2为对比例1传统轧制工艺轧制的轧件经连轧机轧制成的φ270mm的大规格棒材横截面的低倍照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
本实施例提供了一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，以两辊可逆式850初轧机轧制42CrMo的大规格棒材，原料为φ550mm大圆连铸坯，初轧完成的目标尺寸是305mm×305mm方坯，连轧机完成的目标是φ270mm大规格棒材。
将大圆连铸坯加热至开轧温度1220～1240℃，在初轧机第一号孔型进行初期轧制，初期轧制包括8个道次，第1道次压下量为50mm，得到的轧件高度为500mm，轧件宽度为550mm；第2道次压下量为50mm，得到的轧件高度为450mm，轧件宽度为560mm；第3道次前翻钢，第3道次压下量为50mm，得到的轧件高度为510mm，轧件宽度为460mm；第4道次压下量为50mm，得到的轧件高度为460mm，轧件宽度为470mm；第5道次前翻钢，第5道次压下量为40mm，得到的轧件高度为430mm，轧件宽度为470mm；第6道次压下量为40mm，得到的轧件高度为390mm，轧件宽度为480mm；第7道次压下量为30mm，得到的轧件高度为360mm，轧件宽度为490mm；第8道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为500mm.
初期轧制阶段采用小压下量轧制，减轻轧件芯部所受的拉应力状态对芯部疏松组织的影响。
进入中期轧制共5个道次，第9道次和第10道次在第二号孔型中进行，第9道次前翻钢，第9道次压下量为100mm，得到的轧件高度为400mm，轧件宽度为355mm，满足大压下量轧制尺寸高度的条件，其(H-h/H)*％＝(500-400/500)*100％＝20％，满足相对变形量达到渗透轧制的条件；第10道次压下量为20mm，得到的轧件高度为380mm，轧件宽度为360mm；
第11道次在第一号孔型进行，第11道次前翻钢，第11道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为390mm；
第12道次和第13道次在第二号孔型中进行，第12道次前翻钢，第12道次压下量为80mm，得到的轧件高度为310mm，轧件宽度为355mm，满足大压下量轧制尺寸高度的条件，其(H-h/H)*％＝(390-310/390)*100％＝21％，满足相对变形量达到渗透轧制的条件；第13道次压下量为20mm，得到的轧件高度为290mm，轧制宽度为360mm。
中期轧制阶段采用的两次大压下量轧制实现了渗透轧制，此时轧件芯部所受的应力状态为压应力，其渗透轧制使轧件芯部疏松组织得到有效改善。
进入后期轧制共2个道次，第14道次和第15道次在第三号孔型中进行，第14道次前翻钢，第14道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为300mm；第15道次压下量为25mm，得到的轧件高度为305mm，轧件宽度为305mm，得到305mm×305mm方坯。
后期轧制阶段，坯料的轧制规格已接近连轧机所需要的坯料断面尺寸，此阶段的压下量设计以保证得到精确的坯料断面尺寸为主。
实施例2
本实施例提供了一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，以两辊可逆式850初轧机轧制42CrMo的大规格棒材，原料为φ550mm大圆连铸坯，初轧完成的目标尺寸是290mm×290mm方坯，连轧机完成的目标是φ260mm大规格棒材。
将大圆连铸坯加热至开轧温度1220～1240℃，在初轧机第一号孔型进行初期轧制，初期轧制包括8个道次，第1道次压下量为50mm，得到的轧件高度为500mm，轧件宽度为550mm；第2道次压下量为50mm，得到的轧件高度为450mm，轧件宽度为560mm；第3道次前翻钢，第3道次压下量为50mm，得到的轧件高度为510mm，轧件宽度为460mm；第4道次压下量为50mm，得到的轧件高度为460mm，轧件宽度为470mm；第5道次前翻钢，第5道次压下量为40mm，得到的轧件高度为430mm，轧件宽度为470mm；第6道次压下量为40mm，得到的轧件高度为390mm，轧件宽度为480mm；第7道次压下量为30mm，得到的轧件高度为360mm，轧件宽度为490mm；第8道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为500mm.
初期轧制阶段采用小压下量轧制，减轻轧件芯部所受的拉应力状态对芯部疏松组织的影响。
进入中期轧制共5个道次，第9道次和第10道次在第二号孔型中进行，第9道次前翻钢，第9道次压下量为100mm，得到的轧件高度为400mm，轧件宽度为355mm，满足大压下量轧制尺寸高度的条件，其(H-h/H)*％＝(500-400/500)*100％＝20％，满足相对变形量达到渗透轧制的条件；第10道次压下量为20mm，得到的轧件高度为380mm，轧件宽度为360mm；
第11道次在第一号孔型进行，第11道次前翻钢，第11道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为390mm；
第12道次和第13道次在第二号孔型中进行，第12道次前翻钢，第12道次压下量为80mm，得到的轧件高度为310mm，轧件宽度为355mm，满足大压下量轧制尺寸高度的条件，其(H-h/H)*％＝(390-310/390)*100％＝21％，满足相对变形量达到渗透轧制的条件；第13道次压下量为20mm，得到的轧件高度为290mm，轧制宽度为360mm。
中期轧制阶段采用的两次大压下量轧制实现了渗透轧制，此时轧件芯部所受的应力状态为压应力，其渗透轧制使轧件芯部疏松组织得到有效改善。
进入后期轧制共3个道次，在第三号孔型中进行，第14道次前翻钢，第14道次压下量为40mm，得到的轧件高度为320mm，轧件宽度为300mm；第15道次压下量为35mm，得到的轧件高度为285mm，轧件宽度为310mm；第16道次前翻钢，第16道次压下量为20mm，得到的轧件高度为290mm，轧件宽度为290mm，得到290mm×290mm方坯。
后期轧制阶段，坯料的轧制规格已接近连轧机所需要的坯料断面尺寸，此阶段的压下量设计以保证得到精确的坯料断面尺寸为主。
实施例3
本实施例提供了一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，以两辊可逆式850初轧机轧制42CrMo的大规格棒材，原料为φ550mm大圆连铸坯，初轧完成的目标尺寸是280mm×280mm方坯，连轧机完成的目标是φ250mm大规格棒材。
将大圆连铸坯加热至开轧温度1220～1240℃，在初轧机第一号孔型进行初期轧制，初期轧制包括8个道次，第1道次压下量为50mm，得到的轧件高度为500mm，轧件宽度为550mm；第2道次压下量为50mm，得到的轧件高度为450mm，轧件宽度为560mm；第3道次前翻钢，第3道次压下量为50mm，得到的轧件高度为510mm，轧件宽度为460mm；第4道次压下量为50mm，得到的轧件高度为460mm，轧件宽度为470mm；第5道次前翻钢，第5道次压下量为40mm，得到的轧件高度为430mm，轧件宽度为470mm；第6道次压下量为40mm，得到的轧件高度为390mm，轧件宽度为480mm；第7道次压下量为30mm，得到的轧件高度为360mm，轧件宽度为490mm；第8道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为500mm.
初期轧制阶段采用小压下量轧制，减轻轧件芯部所受的拉应力状态对芯部疏松组织的影响。
进入中期轧制共5个道次，第9道次和第10道次在第二号孔型中进行，第9道次前翻钢，第9道次压下量为100mm，得到的轧件高度为400mm，轧件宽度为355mm，满足大压下量轧制尺寸高度的条件，其(H-h/H)*％＝(500-400/500)*100％＝20％，满足相对变形量达到渗透轧制的条件；第10道次压下量为20mm，得到的轧件高度为380mm，轧件宽度为360mm；
第11道次在第一号孔型进行，第11道次前翻钢，第11道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为390mm；
第12道次和第13道次在第二号孔型中进行，第12道次前翻钢，第12道次压下量为80mm，得到的轧件高度为310mm，轧件宽度为355mm，满足大压下量轧制尺寸高度的条件，其(H-h/H)*％＝(390-310/390)*100％＝21％，满足相对变形量达到渗透轧制的条件；第13道次压下量为20mm，得到的轧件高度为290mm，轧制宽度为360mm。
中期轧制阶段采用的两次大压下量轧制实现了渗透轧制，此时轧件芯部所受的应力状态为压应力，其渗透轧制使轧件芯部疏松组织得到有效改善。
进入后期轧制共3个道次，在第三号孔型中进行，第14道次前翻钢，第14道次压下量为45mm，得到的轧件高度为315mm，轧件宽度为300mm；第15道次压下量为45mm，得到的轧件高度为270mm，轧件宽度为310mm；第16道次前翻钢，第16道次压下量为30mm，得到的轧件高度为280mm，轧件宽度为280mm，得到280mm×280mm方坯。
后期轧制阶段，坯料的轧制规格已接近连轧机所需要的坯料断面尺寸，此阶段的压下量设计以保证得到精确的坯料断面尺寸为主。
对比例1
本对比例提供了一种传统大规格棒材的初轧机轧制工艺，以两辊可逆式850初轧机轧制42CrMo的大规格棒材，原料为φ550mm大圆连铸坯，初轧完成的目标尺寸是305mm×305mm方坯，连轧机完成的目标是φ270mm大规格棒材。
将大圆连铸坯加热至开轧温度1220～1240℃，在初轧机第一号孔型进行初期轧制，初期轧制包括8个道次，第1道次压下量为50mm，得到的轧件高度为500mm，轧件宽度为550mm；第2道次压下量为50mm，得到的轧件高度为450mm，轧件宽度为560mm；第3道次前翻钢，第3道次压下量为50mm，得到的轧件高度为510mm，轧件宽度为460mm；第4道次压下量为50mm，得到的轧件高度为460mm，轧件宽度为470mm；第5道次前翻钢，第5道次压下量为40mm，得到的轧件高度为430mm，轧件宽度为470mm；第6道次压下量为40mm，得到的轧件高度为390mm，轧件宽度为480mm；第7道次压下量为30mm，得到的轧件高度为360mm，轧件宽度为490mm；第8道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为500mm.
进入中期轧制共5个道次，第9道次和第10道次在第二号孔型中进行，第9道次前翻钢，第9道次压下量为60mm，得到的轧件高度为440mm，轧件宽度为345mm；第10道次压下量为60mm，得到的轧件高度为380mm，轧件宽度为360mm；
第11道次在第一号孔型进行，第11道次前翻钢，第11道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为390mm；
第12道次和第13道次在第二号孔型中进行，第12道次前翻钢，第12道次压下量为50mm，得到的轧件高度为340mm，轧件宽度为345mm；第13道次压下量为50mm，得到的轧件高度为290mm，轧制宽度为360mm。
进入后期轧制共2个道次，第14道次和第15道次在第三号孔型中进行，第14道次前翻钢，第14道次压下量为30mm，得到的轧件高度为330mm，轧件宽度为300mm；第15道次压下量为25mm，得到的轧件高度为305mm，轧件宽度为305mm，得到305mm×305mm方坯。
将实施例1经初轧机轧制的轧件和对比例1经初轧机轧制的轧件分别采用常规方法进行连轧机轧制，得到φ270mm的大规格棒材，分别检测所得大规格棒材的一般疏松、中心疏松和锭形偏析，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002559872500000071
由表1数据对比可以看出，经过初轧机中期轧制阶段采用的两次大压下量渗透轧制的轧件所轧制的大规格棒材的内部质量得到明显改善，一般疏松、中心疏松和锭形偏析均较传统工艺有了较大进步。
图1为实施例1提供的初轧机轧制工艺轧制的轧件经连轧机轧制成的φ270mm的大规格棒材横截面的低倍照片；图2为对比例1传统轧制工艺轧制的轧件经连轧机轧制成的φ270mm的大规格棒材横截面的低倍照片。通过图1和图2的对比可以直观的看出，本发明提供的初轧机轧制工艺能够用于改善大规格棒材的内部质量，是棒材芯部疏松组织得到有效改善。

Claims (7)

1.一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，包括初期轧制、中期轧制和后期轧制，其中中期轧制采用大压下量和小压下量相结合进行轧制，且至少有两个道次采用大压下量以使轧件达到相对变形量(H-h/H)×100％≥20％的渗透轧制条件，H-轧件变形前高度，h-轧件变形后高度。
2.根据权利要求1所述一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，所述初期轧制各道次均采用30～50mm的小压下量进行轧制。
3.根据权利要求1或2所述一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，所述初期轧制包括8个道次，第1道次至第4道次压下量均为50mm，第5道次和第6道次压下量均为40mm，第7道次和第8道次压下量均为30mm。
4.根据权利要求3所述一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，所述中期轧制采用80～100mm的大压下量与25～30mm的小压下量相结合进行轧制。
5.根据权利要求4所述一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，所述中期轧制包括5个道次，第9道次压下量为100mm，第10道次压下量为20mm，第11道次压下量为30mm，第12道次压下量为80mm，第13道次压下量为20mm。
6.根据权利要求5所述一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，所述后期轧制各道次采用25～45mm压下量进行轧制，在均匀分配压下量的情况下得到精确的断面尺寸坯料。
7.根据权利要求6所述一种用于改善大规格棒材内部质量的初轧机轧制工艺，其特征在于，所述初轧机轧制工艺的开轧温度为1220～1240℃。
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