CN112845609B - 一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，包括如下步骤：对连铸坯端部的缩孔及凹坑进行焊实处理；根据轧制规格从焊实处理后的连铸坯中挑选钢坯，对钢坯进行加热；对加热后的钢坯进行高压水除鳞；对高压水除鳞后的钢坯进行一次粗轧；脱头辊道保护条件下对一次粗轧后的钢坯依次进行二次粗轧、中轧及精轧；将轧制完成的棒材送入冷床缓冷收集，得到钢芯部无显微孔隙的轴承钢。本发明实现了低温控轧，改善了轧材内部显微组织，提高了探伤合格率。
Description
技术领域
本发明涉及轴承钢制造领域，具体涉及一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法。
背景技术
轴承钢是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一，GB/T 18254-2016国家标准中关于轴承钢显微孔隙的要求公称直径小于等于60mm的不允许出现显微孔隙。但当前显微孔隙是轴承钢的常见内部组织缺陷之一，对产品的加工、性能及寿命有很大的影响，现有生产的Φ50～70mm规格GCr15轴承钢产品，进行超声探伤时发现，轧制规格越大，探伤合格率越低，对探伤缺陷进行金相分析可知，缺陷均为显微孔隙。
发明内容
针对以上不足，本发明的目的在于提供一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，以解决现有技术中存在大量显微孔隙的问题，提高轴承钢产品的探伤合格率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，包括如下步骤：
对连铸坯端部的缩孔及凹坑进行焊实处理；
根据轧制规格从焊实处理后的连铸坯中挑选钢坯，对钢坯进行加热；
对加热后的钢坯进行高压水除鳞；
对高压水除鳞后的钢坯进行一次粗轧；
脱头辊道保护条件下对一次粗轧后的钢坯依次进行二次粗轧、中轧及精轧；
将轧制完成的棒材送入冷床缓冷收集，得到钢芯部无显微孔隙的轴承钢。
进一步的，所述加热中的高温段加热温度为1160～1230℃，高温段加热时间≥120min。
进一步的，所述加热中总在炉加热时间≥240min，炉内空煤比为1.12～1.35。
进一步的，根据轧制规格从焊实处理后的连铸坯中挑选钢坯，包括：
选择首炉浇铸和异常连铸坯的轧制规格；
根据连铸坯缩孔宽度和缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格；
根据过热度选择轧制规格中Φ50～70mm规格圆钢的炉次。
进一步的，选择首炉浇铸和异常连铸坯的轧制规格，包括：
将首炉浇铸和异常连铸坯用于轧制Φ45mm及以下规格圆钢；
根据缩孔宽度和缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格，包括：
若纵剖样缩孔宽度d≥5mm且连续贯穿或纵剖样缩孔非连续贯穿且连续长度 D≥25mm，则轧制≤Φ45mm规格圆钢，否则根据缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格；
根据缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格，包括：
若缩孔级别≤1.0级，则轧制Φ50～70mm规格圆钢；
若1.0<缩孔级别≤2.0级，则轧制<Φ50mm规格圆钢；
若2.0<缩孔级别≤3.0级，则轧制≤Φ45mm规格圆钢；
根据过热度选择轧制规格中Φ50～70mm规格圆钢的炉次，包括：
若坯料足够时，选用过热度≤30℃的炉次，若坯料不够时，依次挑选31℃和 32℃的炉次，且上限过热度为32℃。
进一步的，轧制的控制条件包括：
轧制Φ50mm规格圆钢时的成品速度由3.21m/s降至2.50m/s；轧制Φ60mm 规格圆钢时的成品速度由2.11m/s降至1.69m/s；轧制Φ70mm规格圆钢时的成品速度由1.73m/s降至1.40m/s。
进一步的，高压水除鳞的压力为21MPa；一次粗轧进入二次粗轧的条件为：轧机的速度由0.6m/s降低至0.48m/s，温度由1015℃降至1010℃。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明通过焊实钢坯端部缩孔及凹坑，改善轧材内部的金属夹杂，减少轧制过程中切头切尾的量，提高产品成材率；根据轧制规格挑选坯料，控制压缩比，加大了芯部变形程度，促成了孔隙焊合；优化GCr15轴承钢的加热工艺避免钢坯出现过烧现象；控制轧制工艺，细化晶粒，改善了轧材内部显微组织。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，
(1)控制坯料质量
连铸坯验收时，将端部发现的缩孔及凹坑进行焊实处理；
焊实端部存在缩孔及凹坑的钢坯，防止端部的缩孔及凹坑在加热过程中钢坯中的合金元素Mn、Cr等发生氧化，轧制后造成产品内部夹杂，同时可减少轧制过程中切头切尾量，提高产品的成材率。
(2)控制轧制规格
根据轧制规格挑选连铸坯炉坯次坯料；轧制规格挑选连铸坯炉坯次坯料，是通过控制坯料的轧制规格来控制压缩比，使变形渗透到中心促进缩孔焊合，消除残余缩孔和显微孔隙，提高探伤合格率，包括：
根据缩孔等级和缩孔宽度对加热后的钢坯进行轧制分类，具体包括：
选择首炉浇铸和异常连铸坯的轧制规格；
根据缩孔宽度和缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格；
根据过热度选择轧制规格中Φ50～70mm规格圆钢的炉次。
其中，首炉浇铸或异常连铸坯用于轧制Φ45mm及以下规格圆钢；
若纵剖样缩孔宽度d≥5mm且连续贯穿或纵剖样缩孔非连续贯穿且连续长度 D≥25mm，则轧制≤Φ45mm规格圆钢，否则根据缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格；
根据缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格，包括：
若缩孔级别≤1.0级，则轧制Φ50～70mm规格圆钢；
若1.0<缩孔级别≤2.0级，则轧制<Φ50mm规格圆钢；
若2.0<缩孔级别≤3.0级，则轧制≤Φ45mm规格圆钢；
轧制Φ50～70mm规格圆钢，优先选用过热度≤30℃的炉次，若坯料不够时，依次挑选31℃和32℃的炉次，但是上限过热度为32℃。
(3)控制加热温度
挑选出来的坯料通过加热炉加热，GCr15轴承钢高温段(加热二段+均热段) 加热温度控制在1160～1230℃，且保证高温段加热时间≥120min，总在炉加热时间≥240min，炉内空煤比控制在1.12～1.35，防止加热温度过高，引起显微孔隙。
加热炉内共有4段温控区，炉内轴承钢加热工艺标准如下表：
(4)将加热后的钢坯高压水除鳞后送入粗轧机组，进行一次粗轧；加大高压水除磷压力，由18.4Mpa提高到21MPa，保证坯料表面的除鳞效果；
(5)钢坯在一次粗轧机组经1～4#轧机轧制后进入脱头辊道，开启脱头辊道保护罩，将粗轧4#轧机的速度由0.6m/s降低至0.48m/s，钢坯进入5#轧机的温度，由1015℃降至1010℃；
(6)控制轧制工艺：
将脱头辊道中坯料送入粗轧机组5#、6#轧机进行二次粗轧及后续中轧机组、精轧机组进行控制轧制；降低Φ50～70mm规格GCr15轴承钢的成品速度，Φ50mm 规格由3.21m/s→2.50m/s，Φ60mm规格由2.11m/s→1.69m/s，Φ70mm规格由 1.73m/s→1.40m/s，实现低温控轧，改善轧材内部显微组织。
(7)将轧制完成的棒材送入冷床缓冷收集。
将轧槽冷却水开启到最大，浊环水泵频率由48Hz调整到50Hz，降低轧槽表面温度，促进轧件在奥氏体非结晶区的组织转变；降低成品轧机的速度，降低圆钢的终轧及上冷床温度，细化形变过程中动态再结晶晶粒，改善成品内部组织，轧制过程控制参数详见下表：
上述改进措施实施后的效果：
(1)探伤合格率的变化：
Φ50～70mm规格GCr15轴承钢探伤合格率明显提高，其中Φ70mm规格改善最为明显。
(2)生产情况的变化：
本发明通过降低Φ50～70mm规格GCr15轴承钢的成品速度，虽然，在一定程度上降低了产量，但是实现了低温控轧，改善了轧材内部显微组织，提高了探伤合格率。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (5)
1.一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，其特征在于，包括如下步骤：
对连铸坯端部的缩孔及凹坑进行焊实处理；
根据轧制规格从焊实处理后的连铸坯中挑选钢坯，对钢坯进行加热；
对加热后的钢坯进行高压水除鳞；
对高压水除鳞后的钢坯进行一次粗轧；
脱头辊道保护条件下对一次粗轧后的钢坯依次进行二次粗轧、中轧及精轧；
将轧制完成的棒材送入冷床缓冷收集，得到钢芯部无显微孔隙的轴承钢；
根据轧制规格从焊实处理后的连铸坯中挑选钢坯，包括：
选择首炉浇铸和异常连铸坯的轧制规格；
根据连铸坯缩孔宽度和缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格；
根据过热度选择轧制规格中Φ50~70mm规格圆钢的炉次；
选择首炉浇铸和异常连铸坯的轧制规格，包括：
将首炉浇铸和异常连铸坯用于轧制Φ45mm及以下规格圆钢；
根据缩孔宽度和缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格，包括：
若纵剖样缩孔宽度d≥5mm且连续贯穿或纵剖样缩孔非连续贯穿且连续长度D≥25mm，则轧制≤Φ45mm规格圆钢，否则根据缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格；
根据缩孔等级选择正常连铸坯的轧制规格，包括：
若缩孔级别≤1.0级，则轧制Φ50~70mm规格圆钢；
若1.0<缩孔级别≤2.0级，则轧制<Φ50mm规格圆钢；
若2.0<缩孔级别≤3.0级，则轧制≤Φ45mm规格圆钢；
根据过热度选择轧制规格中Φ50~70mm规格圆钢的炉次，包括：
若坯料足够时，选用过热度≤30℃的炉次，若坯料不够时，依次挑选31℃和32℃的炉次，且上限过热度为32℃。
2.根据权利要求1所述的一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，其特征在于，所述加热中的高温段加热温度为1160~1230℃，高温段加热时间≥120min。
3.根据权利要求2所述的一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，其特征在于，所述加热中总在炉加热时间≥240min，炉内空煤比为1.12~1.35。
4.根据权利要求1所述的一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，其特征在于，轧制的控制条件包括：
轧制Φ50mm规格圆钢时的成品速度由3.21m/s降至2.50m/s；轧制Φ60mm规格圆钢时的成品速度由2.11m/s降至1.69m/s；轧制Φ70mm规格圆钢时的成品速度由1.73m/s降至1.40m/s。
5.根据权利要求1所述的一种改善轴承钢芯部显微孔隙的控轧方法，其特征在于，高压水除鳞的压力为21MPa；一次粗轧进入二次粗轧的条件为：轧机的速度由0.6m/s降低至0.48m/s，温度由1015℃降至1010℃。
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