CN113695399B - 一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，采用双金属复合大圆坯轧制为复合方坯，具体操作步骤如下：1)组坯：覆层+内芯经抽真空、焊接，形成复合大圆坯；2)加热：复合大圆坯加热温度在1200℃‑1240℃之间，加热时间不小于6h；3)往复开坯轧制成复合方坯；4)缓冷或堆冷。本发明双金属大圆坯开方坯具有较多优势：增大变形量，减少坯料中的疏松，提高坯料质量；提高组坯效率，降低组坯成本；经多道次轧制，增大整体变形量和双金属结合力，有效提高双金属复合效果；适应后续产线，降低生产风险。避免轧制过程中出现内外层剥离、耳子、脱方等现象，为后续轧制成成品提供合格的方坯。
Description
技术领域
本发明涉及复合方坯的制备领域，特别涉及一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法
背景技术
随着复合材料研究及应用的飞速发展，“圆坯套管+焊接封口”已然成为当下流行的复合坯组坯方式，为了匹配后续成品轧制并提高生产效率，一种复合大圆坯的开坯轧制方法有待开发。
专利CN201711105461.5一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋及其制造工艺，提倡将四块不锈钢板摆焊在碳钢方坯的四周，得到方形复合坯料的发明。
CN201910433186.2一种抗拉复合钢筋，复合方坯的基本制造方式同上，此类发明工艺对焊接工艺要求较高，不仅极大的降低了现场的生产效提高生产成本，也无法判断焊接质量，对后续轧制存在诸多不可预见性。
CN02120732.1一种复合方坯的方法及连铸机设备，通过该连铸机，将第一次结晶后的普碳钢方坯感应加热穿入复合钢水中间包，再次进入结晶器中，通过熔焊的方式在连铸过程中进行复合，得到连铸方坯。此发明在实际实施过程中难度较大，前期不仅需要投入大量资金制造连铸机设备，中期操作摸索过程中也有诸多不可控因素，在成品层面上看，高合金的连铸难度较大，易产生皮下裂纹、角裂等表面质量缺陷，对成材率影响较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，操作简单、复合效果较好、无中空孔洞，为后续轧制成成品提供合格的方坯。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，采用双金属复合大圆坯轧制为复合方坯，具体操作步骤如下：
1)组坯：覆层+内芯经抽真空、焊接，形成复合大圆坯；
2)加热：复合大圆坯加热温度在1200℃～1240℃之间，加热时间不小于6h；
3)往复开坯轧制成复合方坯：开轧温度在1100℃～1180℃；轧制9～13个道次；前两个道次中空过一道次，另一道次采用大压下轧制，第三道次到第六道次采用小压下+大压下往复轧制；从第七道次至最后道次之前采用大压下轧制；
4)缓冷或堆冷。
所述的复合大圆坯直径为
所述的覆层材为不锈钢，内芯材料为碳钢，覆层与内芯截面积比为0.3～0.78之间。
所述的步骤3)的轧制过程中不开高压水除磷。
所述的步骤3)前两个道次中空过一道次，另一道次压下量控制在20％～25％；第三、四道次压下量分别为3.5％～8％，20％～25％；第五、六道次压下量分别为6％～12％，20％～25％；从第七道次的后续道次至最后一道次之前压下量均为20％～35％；最后一道次压下量为5％～35％。
所述的步骤3)中第六道次之前，选用无孔型轧制或槽底宽度bk≥Δh*β+Bmm的箱型孔型。
所述的步骤3)中第六道次之后包含第六道次，用箱型孔型，构成参数如下：
槽底宽度bk＝B+(2～10)；mm
槽口宽度Bk＝Δh*β/2+B+(1～5)；mm
孔型侧壁斜度tanψ＝[Δh*β-(2～10)]/4(H-Δh)；
槽底圆角半径r1＝(0.1～0.3)B；mm
槽口圆角半径r2＝(0.05～0.2)B；mm
辊缝s＝(0.02～0.05)D0；mm
孔型高度h≤H-Δh；mm
轧槽深度hp＝(h-s)/2；mm
公式中
B-来料宽度；
H-来料高度；
Δh-道次压下量；
β-宽展系数；
D0-轧辊名义直径。
符合该公式的孔型可在第六道次对轧件提供侧压力，有利于复合方坯的复合，是轧制复合方坯的最佳参数。
由于双金属轧制变形特性不同于一般材质，采用常规材料的轧制工艺无法控制产品规格和质量，多次发生倒方或耳子的问题。
在日常生产中，可根据现有孔型匹配，保证H/B≤1.6，否则有倒方风险。
此工艺综合了两种材料不同的延展和宽展系数以及轧机孔型的计算，在轧制过程中，根据轧机孔型特点规避倒方的风险，第六道次之后，需通过公式选择相匹配的孔型进行轧制，对轧件提供侧压力，利于轧件后续变形和复合效果。
不同于一般复合板材的复合轧制工艺--在保证不脱方可咬入的前提下，尽量增大道次压下量，圆坯的开方坯过程压下量过大将不利于翻钢后的轧制及双金属的复合，此工艺针对于复合型材变形过程中双金属的结合及规格的考虑，放空第一道次，将第二道次压下率增大促进双金属的首次变形为单鼓形变形，后将压下率降低让压下凸起变形的外层不锈钢贴合碳钢，并在往返轧制道次增加压下量，进一步增加双金属协同变形，为确保双金属未能在前三个道次完全复合，将第五和第六道次类比第三、四道次设计，这对双金属大圆坯开方坯轧制过程中方坯的规格控制和双金属的复合效果有着至关重要的意义。
双金属复合轧制，轧制初期两材料并未完成复合，需根据材料的特殊性和设备的特点设计轧制参数，使材料在轧制过程中完成冶金复合，并达到要求的尺寸规格。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明双金属大圆坯开方坯具有较多优势：1、增大变形量，减少坯料中的疏松，提高坯料质量；2、提高组坯效率，降低组坯成本；3、经多道次轧制(大于9道次)，增大整体变形量和双金属结合力，有效提高双金属复合效果；4、适应后续产线，降低生产风险。避免轧制过程中出现内外层剥离、耳子、脱方等现象，为后续轧制成成品提供合格的方坯。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明：
以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。
一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，采用双金属复合大圆坯轧制为复合方坯，具体操作步骤如下：
1)组坯：覆层+内芯经抽真空、焊接，形成复合大圆坯；复合大圆坯直径为
覆层材为不锈钢，内芯材料为碳钢。
2)加热：复合大圆坯加热温度在1200℃-1240℃之间，加热时间不小于6h；
3)往复开坯轧制成复合方坯：开轧温度在1100℃-1180℃；轧制分为9-13个道次；第一道次空过，第二道次压下量控制在20％-25％；第三、四道次压下量分别为3.5％-8％，20％-25％；第五、六道次压下量分别为6％-12％，20％-25％；后续道次至最后一道次之前压下量均为20％-35％；最后一道次压下量为5％-35％；轧制过程中不开高压水除磷。
第六道次之前，不含第六道次选用无孔型轧制或槽底宽度bk≥Δh*β+Bmm的箱型孔型。
第六道次之后，包含第六道次，用箱型孔型，构成参数如下：
槽底宽度bk＝B+(2～10)；mm
槽口宽度Bk＝Δh*β/2+B+(1～5)；mm
孔型侧壁斜度tanψ＝[Δh*β-(2～10)]/4(H-Δh)；
槽底圆角半径r1＝(0.1～0.3)B；mm
槽口圆角半径r2＝(0.05～0.2)B；mm
辊缝s＝(0.02～0.05)D0；mm
孔型高度h≤H-Δh；mm
轧槽深度hp＝(h-s)/2；mm
公式中
B-来料宽度；
H-来料高度；
Δh-道次压下量；
β-宽展系数；
D0-轧辊名义直径。
符合该公式的孔型可在第六道次对轧件提供侧压力，有利于复合方坯的复合，是轧制复合方坯的最佳参数。
由于双金属轧制变形特性不同于一般材质，采用常规材料的轧制工艺无法控制产品规格和质量，多次发生倒方或耳子的问题。
在日常生产中，可根据现有孔型匹配，保证H/B≤1.6，否则有倒方风险。
4)缓冷或堆冷。
实施例
双金属复合大圆坯轧制为复合方坯的方法：
1)组坯：覆层+内芯经抽真空、焊接，形成复合大圆坯；覆层316L不锈钢，内芯为HRB400E优质碳钢材质。覆层与内芯截面积比为0.5。
实施例1轧制过程中第六道次之前，不含第六道次，选用槽底宽度bk≥Δh*β+Bmm的箱型孔型轧制。实施例2、3轧制过程中第六道次之前，不含第六道次，选用无孔型轧制。
实施例1、2、3，第六道次之后，包含第六道次，用箱型孔型。
加热及轧制工艺见下表：
Claims (5)
1.一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，其特征在于，采用双金属复合大圆坯轧制为复合方坯，具体操作步骤如下：
1)组坯：覆层+内芯经抽真空、焊接，形成复合大圆坯；
2)加热：复合大圆坯加热温度在1200℃～1240℃之间，加热时间不小于6h；
3)往复开坯轧制成复合方坯：开轧温度在1100℃～1180℃；轧制9～13个道次；前两个道次中空过一道次，另一道次采用大压下轧制，另一道次压下量控制在20％～25％；第三道次到第六道次采用小压下+大压下往复轧制；第三、四道次压下量分别为3.5％～8％，20％～25％；第五、六道次压下量分别为6％～12％，20％～25％；从第七道次至最后道次之前采用大压下轧制；从第七道次的后续道次至最后一道次之前压下量均为20％～35％；最后一道次压下量为5％～35％；从第六道次开始用箱型孔型，箱型孔型构成参数如下：
槽底宽度bk＝B+(2～10)；mm
槽口宽度Bk＝Δh*β/2+B+(1～5)；mm
孔型侧壁斜度tanψ＝[Δh*β-(2～10)]/4(H-Δh)；
槽底圆角半径r1＝(0.1～0.3)B；mm
槽口圆角半径r2＝(0.05～0.2)B；mm
辊缝s＝(0.02～0.05)D0；mm
孔型高度h≤H-Δh；mm
轧槽深度hp＝(h-s)/2；mm
其中：
B-来料宽度；
H-来料高度；
Δh-道次压下量；
β-宽展系数；
D0-轧辊名义直径；
4)缓冷或堆冷。
2.根据权利要求1所述的一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，其特征在于，所述的复合大圆坯直径为
3.根据权利要求1所述的一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，其特征在于，所述的覆层材为不锈钢，内芯材料为碳钢，覆层与内芯截面积比为0.3～0.78之间。
4.根据权利要求1所述的一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，其特征在于，所述的步骤3)的轧制过程中不开高压水除鳞。
5.根据权利要求1所述的一种双金属复合大圆坯开方坯的轧制方法，其特征在于，所述的步骤3)中第六道次之前，选用无孔型轧制或槽底宽度bk≥Δh*β+Bmm的箱型孔型。
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