CN112792126B - 一种大压缩比轴承钢的热轧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大压缩比轴承钢的热轧方法，包含圆铸坯在大型轧制线一次轧制开坯为矩形坯，矩形坯转运至中型轧制线进行二次轧制成材。棒材在中型轧线进行控轧控冷生产。压缩比可达35以上。轴承钢圆铸坯料经过两次设计合理的加热工艺、热轧、控制冷却后，细化铁素体晶粒，减少珠光体片层间距，抑制碳化物在高温下析出。有效的改善轴承钢的液析、带状组织及网状碳化物级别，提高轴承钢棒材的强韧性和综合性能。
Description
技术领域
本发明涉钢铁冶金领域中的金属压力加工技术领域，具体的说，是一种大压缩比轴承钢的热轧方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展和工业技术水平、机加工能力的不断提高，以GCr15为代表的高碳铬轴承钢市场需求越来越强劲，同时对产品质量的要求也不断提高。
轴承钢作为机械行业的重要制造用钢，被广泛用于机械制造、汽车、国防、铁路等领域。主要用于制造轴承套圈和滚动体，轴承的套圈和滚动体由于受拉伸、压缩、剪切等复合应力，工作条件恶劣，所以对质量的要求非常严格，在所有的钢铁产品品种里，轴承钢是检验项目最多、质量要求最高、生产难度最大的钢种之一。衡量轴承钢质量优劣的主要标准是其疲劳寿命的高低，而影响疲劳寿命的主要因素，一是钢水的洁净度，即钢水中夹杂物的数量、组成等，二是碳化物的均匀性，即钢中碳化物的数量、分布、组织形态等。前者主要与轴承钢的冶炼过程有关，后者主要与轴承钢的热轧、热处理有关。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供了一种超常规大压缩比轴承钢的热轧工艺，工艺路线为：大型轧线连铸圆坯加热-粗轧机组（φ1350×1 BD轧机）-运输至中型轧线-矩形坯加热-粗轧机组（φ1000×6+φ780×1）-中轧机组（φ780×4）-精轧机组（φ600×4）-1#湍流管式水冷箱-2#湍流管式水冷箱-3#湍流管式水冷箱-kocks500++减径机组-4#湍流管式水冷箱-5#湍流管式水冷箱-6#湍流管式水冷箱-倍尺冷床冷却-锯切-打捆收集-入坑缓冷-精整
其主要步骤如下：
（1）圆铸坯轧制为矩形坯
步骤1：圆铸坯规格为φ500×5650mm，经入炉辊道装入步进梁式加热炉加热，预热段温度600～1050℃，加热段温度1050～1250℃，均热段温度1180～1200℃，均热段保温时间2.8～3.3小时，总加热时间12～14小时。
步骤2：圆铸坯出炉后进入高压水除磷装置，水压25-28MPa，去除铸坯表面氧化铁皮。
步骤3：铸坯开轧温度控制范围1080～1180℃，圆铸坯进入粗轧机，粗轧机组共设1架轧机，轧机类型为二辊可逆式BD轧机，铸坯经BD轧机轧制7道次，生产出300×260mm规格矩形坯，长度13.5～13.8米。
步骤4：轧制成型的矩形坯由行车吊运至缓冷坑进行缓冷，缓冷时间40-48小时。
（2）矩形坯二次轧制成材
步骤1：矩形坯规格为260mm×300mm×6000～7000mm，经过工艺称重、测长，经入炉辊道和钢坯拖入机装入步进梁式加热炉加热，预热段温度500～950℃，加热Ⅰ段温度950～1170℃，加热Ⅱ段温度1170～1250℃，均热段温度1190～1230℃，高温扩散时间≥180分钟，总加热时间≥360分钟。
步骤2：矩形坯出炉后进入高压水除磷装置，水压20-25MPa，去除表面氧化铁皮。
步骤3：开轧温度控制范围1030～1100℃，矩形坯进入粗轧机组，粗轧机组共设7架轧机，由6架φ1000mm轧机、1架φ780mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，平-立交替布置，粗轧后由液压剪一切头；
步骤4：粗轧后的坯料进入中精轧机组，中轧机组由4架φ780mm轧机组成，中轧后由液压剪二切头；
步骤5：坯料经中轧后进入精轧机组，精轧机组由4架φ600mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，采用平-立交替布置。精轧后温度即终轧温度940-965℃。
所述高刚度短应力线轧机为本领域的常规装置。
步骤6：精轧后进入1#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为830～900℃；
步骤7：棒材由1#水冷箱进入2#水冷箱，长度5米，水压0.5MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；
步骤8：棒材由2#水冷箱进入3#水冷箱，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；
步骤9：棒材进入减径机组进行轧制，减径机组由四架轧机组成，轧机类型为KOCKS500++，孔新系统采用单一孔型轧制原理设计。轧后温度即终轧温度840-920℃。
步骤10：棒材进入4#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.5MPa，出水冷箱温度控制为630～700℃；
步骤11：棒材由4#水冷箱进入5#水冷箱，长度5米，水压0.4MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；
步骤12：棒材由5#水冷箱进入6#水冷箱，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；
步骤13：棒材经水箱控制冷却后，经飞剪分段剪切后进入倍尺冷床冷却，棒材在冷床上间隔2-3个齿距排列，上冷床温度≤700℃。下冷床温度200℃～270℃。
步骤14：棒材经过锯切分段，收集打捆。然后入坑缓冷，入坑温度200～250℃.
步骤15：棒材在缓冷坑充分缓冷30小时，出坑温度≤100℃。
步骤16：棒材经过性能检验、矫直、探伤后，进行标准化包装。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明方法是针对轴承钢的热轧工序，采用一种超常规大压缩比轴承钢的热制工艺，使用端面较大的φ500mm轴承钢圆铸坯在大型轧制线一次轧制开坯为260mm×300mm矩形坯，矩形坯转运至中型轧制线进行二次轧制成材。棒材在中型轧线进行控轧控冷生产；压缩比可达35以上。轴承钢圆铸坯料经过两次设计合理的加热工艺、热轧、控制冷却后，细化铁素体晶粒，减少珠光体片层间距，抑制碳化物在高温下析出。有效的改善轴承钢的液析、带状组织及网状碳化物级别，提高轴承钢棒材的强韧性和综合性能。
附图说明
图1为轴承钢棒材热轧控冷工艺流程图；
附图标记：
1-大型轧线加热炉；2-高压水除鳞；3-粗轧机组；4-缓冷坑；5-中型轧线加热炉；6-中轧高压水除鳞；7-中轧粗轧机组；8-液压剪一；9-中轧机组；10-液压剪二；11-精轧机组；12-1#冷却水箱；13-2#冷却水箱；14-3#冷却水箱；15-减径机组；16-4#冷却水箱；17-5#冷却水箱；18-6#冷却水箱；19-飞剪；20-倍尺冷床。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
图1轴承钢棒材热轧控冷工艺流程图；
1、以生产轴承钢规格φ55mm的棒材为例，圆铸坯规格为φ500×5650mm×7500mm，经入炉辊道装入步进梁式大型轧线加热炉1加热，预热段温度600～1050℃，加热段温度1050～1230℃，均热段温度1180～1200℃，均热段保温时间2.8～3.3小时，总加热时间12～14小时。圆铸坯出炉后进入高压水除磷装置2，水压28MPa，去除铸坯表面氧化铁皮。铸坯开轧温度控制范围1080～1180℃，圆铸坯进入粗轧机，粗轧机组3共设1架轧机，轧机类型为二辊可逆式BD轧机，铸坯经BD轧机轧制7道次，生产出300×260mm规格矩形坯，长度13.5～13.8米。轧制成型的矩形坯由行车吊运至缓冷坑4进行缓冷，缓冷时间48小时。矩形坯运输至中型轧制线，矩形坯规格为260mm×300mm×6000～7000m，经过工艺称重、测长，经入炉辊道和钢坯拖入机装入步进梁式中型轧线加热炉5加热，预热段温度500～950℃，加热Ⅰ段温度950～1170℃，加热Ⅱ段温度1170～1250℃，均热段温度1190～1230℃，高温扩散时间≥180分钟，总加热时间≥360分钟。连铸坯出炉后进入中轧高压水除磷6装置，水压25MPa，去除连铸坯表面氧化铁皮。
开轧温度控制范围1030～1100℃，连铸坯进入中轧粗轧机组7，粗轧机组共设7架轧机，由6架φ1000mm轧机和1架φ780mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，平-立交替布置，粗轧后由液压剪一8切头；粗轧后的连铸坯进入中精轧机组，中轧机组9由4架φ780mm轧机组成，中轧后由液压剪二10切头；连铸坯经中轧后进入精轧机组，精轧机组11由4架φ600mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，采用平-立交替布置。精轧后温度即终轧温度940-965℃。精轧后进入1#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为830～900℃；棒材由1#水冷箱12进入2#水冷箱13，长度5米，水压0.5MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；棒材由2#水冷箱13进入3#水冷箱14，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；棒材进入减径机组15进行轧制，减径机组由四架轧机组成，轧机类型为KOCKS500++，孔新系统采用单一孔型轧制原理设计。轧后温度即终轧温度840-920℃。棒材进入4#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为630～700℃；棒材由4#水冷箱16进入5#水冷箱17，长度5米，水压0.4MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；棒材由5#水冷箱17进入6#水冷箱18，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；棒材经水箱控制冷却后，经过飞剪19进行分段剪切，进入倍尺冷床20冷却，棒材在冷床上间隔2-3个齿距排列，上冷床温度680℃。下冷床温度270℃。棒材经过锯切分段，收集打捆。然后入坑缓冷，入坑温度200-250℃.棒材在缓冷坑充分缓冷30小时，出坑温度≤100℃。棒材经过性能检验、矫直、探伤后，进行标准化包装。
轴承钢性能检验如下表所示：
2、以生产轴承钢规格φ50mm的棒材为例，圆铸坯规格为φ500×5650mm×7500mm，经入炉辊道装入步进梁式大型轧线加热炉1加热，预热段温度600～1050℃，加热段温度1050～1230℃，均热段温度1180～1200℃，均热段保温时间2.8～3.3小时，总加热时间12～14小时。圆铸坯出炉后进入高压水除磷装置2，水压28MPa，去除铸坯表面氧化铁皮。铸坯开轧温度控制范围1080～1180℃，圆铸坯进入粗轧机，粗轧机组3共设1架轧机，轧机类型为二辊可逆式BD轧机，铸坯经BD轧机轧制7道次，生产出300×260mm规格矩形坯，长度13.5～13.8米。轧制成型的矩形坯由行车吊运至缓冷坑4进行缓冷，缓冷时间48小时。矩形坯运输至中型轧制线，矩形坯规格为260mm×300mm×6000～7000m，经过工艺称重、测长，经入炉辊道和钢坯拖入机装入步进梁式中型轧线加热炉5加热，预热段温度500～950℃，加热Ⅰ段温度950～1170℃，加热Ⅱ段温度1170～1250℃，均热段温度1190～1230℃，高温扩散时间≥180分钟，总加热时间≥360分钟。连铸坯出炉后进入中轧高压水除磷6装置，水压25MPa，去除连铸坯表面氧化铁皮。
开轧温度控制范围1030～1100℃，连铸坯进入中轧粗轧机组7，粗轧机组共设7架轧机，由6架φ1000mm轧机和1架φ780mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，平-立交替布置，粗轧后由液压剪一8切头；粗轧后的连铸坯进入中精轧机组，中轧机组9由4架φ780mm轧机组成，中轧后由液压剪二10切头；连铸坯经中轧后进入精轧机组，精轧机组11由4架φ600mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，采用平-立交替布置。精轧后温度即终轧温度940-965℃。精轧后进入1#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为830～900℃；棒材由1#水冷箱12进入2#水冷箱13，长度5米，水压0.5MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；棒材由2#水冷箱13进入3#水冷箱14，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；棒材进入减径机组15进行轧制，减径机组由四架轧机组成，轧机类型为KOCKS500++，孔新系统采用单一孔型轧制原理设计。轧后温度即终轧温度840-920℃。棒材进入4#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为630～700℃；棒材由4#水冷箱16进入5#水冷箱17，长度5米，水压0.4MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；棒材由5#水冷箱17进入6#水冷箱18，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；棒材经水箱控制冷却后，经过飞剪19进行分段剪切，进入倍尺冷床20冷却，棒材在冷床上间隔2-3个齿距排列，上冷床温度680℃。下冷床温度270℃。棒材经过锯切分段，收集打捆。然后入坑缓冷，入坑温度200-250℃.棒材在缓冷坑充分缓冷30小时，出坑温度≤100℃。棒材经过性能检验、矫直、探伤后，进行标准化包装。
轴承钢性能检验如下表所示：
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种大压缩比轴承钢的热轧方法，其主要步骤如下：
A：圆铸坯轧制为矩形坯
圆铸坯加热，预热段温度600～1050℃，加热段温度1050～1250℃，均热段温度1180～1200℃，均热段保温时间2.8～3.3小时，总加热时间12～14小时；圆铸坯出炉后进入高压水除磷装置，水压25-28MPa，去除铸坯表面氧化铁皮；铸坯开轧温度控制范围1050～1150℃，圆铸坯进入粗轧机，生产出矩形坯，轧制成型的矩形坯，进行缓冷，缓冷时间40-48小时；
B：矩形坯二次轧制成材
步骤1：矩形坯加热，预热段温度500～950℃，加热Ⅰ段温度950～1170℃，加热Ⅱ段温度1170～1250℃，均热段温度1190～1230℃，高温扩散时间≥180分钟，总加热时间≥360分钟；矩形坯出炉后进入高压水除磷装置，水压20-25MPa，去除表面氧化铁皮；
步骤2：开轧温度控制范围1030～1100℃，矩形坯进入粗轧机组；粗轧后的坯料进入中精轧机组；坯料经中精轧后进入精轧机组，精轧的终轧温度为940-965℃；
步骤3：精轧后进入1#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为830～900℃；棒材由1#水冷箱进入2#水冷箱，长度5米，水压0.5MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；棒材由2#水冷箱进入3#水冷箱，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；
步骤4：棒材进入减径机组进行轧制，轧后温度840-920℃；
步骤5：棒材进入4#湍流管式水冷箱，长度7米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为630～700℃；棒材由4#水冷箱进入5#水冷箱，长度5米，水压0.4MPa，出水冷箱温度控制为760～790℃；棒材由5#水冷箱进入6#水冷箱，长度5米，水压0.6MPa，出水冷箱温度控制为560～630℃；
步骤6：棒材经冷却水箱控制冷却后，进入倍尺冷床冷却，上冷床温度≤700℃，下冷床温度200℃-270℃；棒材入坑缓冷，入坑温度200-250℃；缓冷28-36小时，出坑温度≤100℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A中圆铸坯规格为φ500×5650mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A中粗轧机组共设1架轧机，轧机类型为二辊可逆式BD轧机，铸坯经BD轧机轧制7道次。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A中矩形坯规格为260mm×300mm，长度为13.5～13.8m。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中矩形坯规格为260mm×300mm×6000～7000mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中矩形坯进入粗轧机组，粗轧机组共设7架轧机，由6架φ1000mm轧机、1架φ780mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，平-立交替布置，粗轧后由液压剪切头。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中粗轧后的坯料进入中精轧机组，中精轧机组由4架φ780mm轧机组成，中轧后由液压剪切头。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中坯料经中精轧后进入精轧机组，精轧机组由4架φ600mm轧机组成，轧机类型为高刚度短应力线轧机，采用平-立交替布置。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中棒材进入减径机组进行轧制，减径机组由四架轧机组成。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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