CN114657350B - 风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法 - Google Patents
风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法，该方法包括：步骤一：42CrMoA连铸坯经加热炉加热到1050‑1250℃，加热时间为3‑3.5h；加热后的42CrMoA钢坯经热轧工序加工为42CrMoA热轧棒材，此时该热轧棒材温度为950‑980℃；步骤二：将步骤一处理后的热轧棒材输送至强冷区，使棒材温度降低至880‑920℃；步骤三：将步骤二处理后的42CrMoA热轧棒材上架至编组台架，并送至热锯切成规定尺寸；再将切成定尺的热轧棒材运至冷床进行冷却，冷却20‑30min，冷却后温度≤450℃；步骤四：将步骤三处理后的42CrMoA热轧棒材送入缓冷坑进行缓冷，冷却时间36h，冷却后温度≤150℃；最后，将经过缓冷坑冷却的热轧棒材精整处理后入库。该方法通过控制铸造过程中温度的变化使得铸造产品的硬度满足产品质量要求。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢领域，具体地涉及一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法。
背景技术
风电螺栓套筒用42CrMoA棒材的硬度要求范围与珠光体的硬度范围相适应，因此风电螺栓套筒用42CrMoA棒材在热处理的过程中需要控制其珠光体组织的含量，但是目前的铸造工艺中对热轧件的冷却过程不稳定，成品中的各种金相组织的比例也不稳定，特别是初始阶段降温过快，使得更多的高温奥氏体转化为贝氏体，导致硬度高的贝氏体含量超标，表现为成品的平均硬度高，无法满足高端客户的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法，该方法能够通过控制铸造过程中42CrMoA热轧棒材的降温速度，进而控制42CrMoA热轧棒材中的高温奥氏体更多的转化为珠光体，使得产品的硬度满足产品质量要求。
为了实现上述目的，本发明提供了一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
步骤一：42CrMoA连铸坯经加热炉加热到1050-1250℃，加热时间为3-3.5h；加热后的42CrMoA钢坯经热轧工序加工为42CrMoA热轧棒材，此时42CrMoA热轧棒材温度为950-980℃；
步骤二：将步骤一处理后的42CrMoA热轧棒材输送至强冷区进行强冷降温，使得42CrMoA热轧棒材温度降低至880-920℃；
步骤三：将步骤二处理后的42CrMoA热轧棒材上架至编组台架，并由辊道送至热锯切成规定尺寸；再将切成定尺的42CrMoA热轧棒材经辊道运至冷床进行冷却，冷却20-30min，冷却后温度≤450℃；
步骤四：将步骤三处理后的42CrMoA热轧棒材送入缓冷坑进行缓冷，冷却时间36h，冷却后温度≤150℃；最后，将经过缓冷坑冷却的42CrMoA热轧棒材精整处理后入库。
优选地，步骤一中的热轧工序设置在保温罩内操作。
优选地，步骤二中的强冷区设置有穿水箱，用于冷却42CrMoA热轧棒材，穿水箱的中部设置有通道，通道用于通过42CrMoA热轧棒材的输送设备。
优选地，通道的内壁均匀地设置有多个冷却喷头。
优选地，穿水箱沿热轧件的运行方向间隔设置3-5个。
优选地，穿水箱连接有冷却水循环系统，冷却水循环系统设置为与输送设备同步开启或关闭。
优选地，冷却水循环系统设置有水泵，水泵向穿水箱提供高压水。
优选地，步骤三中的编组台架设置为能够沿竖直方向升降、沿左右方向平移，并且，编组台架通过竖直升降与左右平移能够实现上料和下料。
优选地，编组台架的上方设置有工作台，工作台的上表面设置有多个承载齿，承载齿沿42CrMoA热轧棒材的运行方向延伸，两个相邻的承载齿之间形成有置物凹槽，置物凹槽用于放置42CrMoA热轧棒材。
优选地，编组台架上设置有多个置物凹槽，并且，每个置物凹槽内均放置有至少两个42CrMoA热轧棒材。
根据上述技术方案，本发明提供一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法，该方法通过在热轧工序后增加强冷工序，使得42CrMoA热轧棒材的温度降低，实现减缓在后续工艺过程中42CrMoA热轧棒材的降温速度的目的，也降低了在温度转变区对高温42CrMoA热轧棒材的降温过程的控制难度，使得42CrMoA热轧棒材内的奥氏体转化为珠光体的转化率得到保障，进而控制了42CrMoA热轧棒材的硬度指标。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。附图中：
图1是一种优选实施方式的编组台架工作台的结构示意图；
图2是一种优选实施方式的穿水箱的剖面图；
图3是一种优选实施方式的穿水箱的左视图；
图4是一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法的流程图。
附图标记说明
11冷却喷头 12进水口
13通道 2工作平台
21承载齿 22置物凹槽
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、远、近、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
如图4所示的一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法包括以下步骤：
步骤一：42CrMoA连铸坯经加热炉加热到1050～1250℃，加热时间约为3-3.5小时；加热后的42CrMoA钢坯经热轧工序加工为42CrMoA热轧棒材，CrMoA热轧棒材温度为950-980℃；
步骤二：将步骤一处理后的42CrMoA热轧棒材输送至强冷区进行强冷降温，使得所示42CrMoA热轧棒材温度降低至880-920℃；
步骤三：将步骤二处理后的42CrMoA热轧棒材上架至编组台架，并由辊道送至热锯切成规定尺寸；再将切成定尺的42CrMoA热轧棒材经辊道运至冷床进行冷却，冷却时间：20-30min，冷却后温度≤450℃；
步骤四：将步骤三处理后的42CrMoA热轧棒材送入缓冷坑进行缓冷，冷却时间：36h，冷却后温度≤150℃；最后，将经过缓冷坑冷却的42CrMoA热轧棒材精整处理后入库。
通过上述技术方案的实施，42CrMoA连铸坯首先经过加热炉和热轧工序被加工成42CrMoA热轧棒材，这些热轧棒材会经过强冷区进行降温，通过强冷区后，温度会下降至880-920℃，经过强冷后的42CrMoA热轧棒材温度降低了约100℃。热轧棒材的冷却速度与温度成正比，温度越高冷却的速度越快，所以经过强冷工序后，随着热轧棒材的温度降低棒材的冷却速度也降低了。而且强冷只能针对42CrMoA热轧棒材的表面进行，实际棒材内部的温度仍然较高，因此在接下来的冷却过程中，棒材表面的温度会因为与外界的环境热交换降低，但是降低的速度会因为棒材内部向外传递热量而减缓，因此，经过强冷阶段的处理后，高温42CrMoA热轧棒材的失温速度得到了明显的控制，这就能够有效抑制因为降温过快导致的高温奥氏体向贝氏体转变的情况的发生，使得经过强冷处理的热轧棒材的降温曲线更加符合珠光体的转变要求，从而控制了材料中的珠光体含量，控制了成品钢材的硬度平均值，避免了42CrMoA热轧棒材硬度平均值偏高的问题。
42CrMoA热轧棒材的硬度要求与珠光体硬度相似，因此在需要在金相组织的主要转变温度区间合理控制降温速度，以实现奥氏体组织更多的转变为珠光体组织，避免转变为贝氏体组织或者马氏体组织。根据经验，主要温度转变区间在800-500℃之间，经过强冷处理后的42CrMoA热轧棒材温度就接近该转变温度区间了，只要控制降温速度就可以控制42CrMoA热轧棒材内的珠光体含量。温度在880-920℃范围内的42CrMoA热轧棒材，首先会被送至编组台架，在热锯工序切定尺寸，而这一段时间就是42CrMoA热轧棒材的主要金相组织转变过程，能够通过强冷工序控制进入该编组台架的42CrMoA热轧棒材的表面温度为880-920℃，较热轧工序完成后的温度降低了100℃，在主要转变温度区间内42CrMoA热轧棒材的降温速度得到了有效的改善，保证了在该正常工序时间内，材料内的珠光体含量。
然后42CrMoA热轧棒材就被送至冷床冷却，热轧棒材在冷床停留20-30min，温度下降至不高于450℃，这个过程中热轧棒材的温度缓慢的降低，42CrMoA热轧棒材内的高温奥氏体将会更多的转变为珠光体，避免因为快速降温转变为贝氏体或者马氏体。经冷床冷却后的42CrMoA热轧棒材会被送至缓冷区，当热轧棒材的温度冷却至不高于150℃时就可以离开缓冷区经精整处理进入成品库了。
在该实施方式中，优选地，步骤一中的热轧工序设置在保温罩内操作。热轧工序包括粗轧、第一次飞剪、中轧、第二次飞剪、精轧和第三次飞剪，这些工序都在保温罩内进行，避免42CrMoA热轧棒材在该过程中失温，步骤一完成后，42CrMoA热轧棒材温度为950-980℃。
在该实施方式中，优选地，步骤二中的强冷区设置有穿水箱，用于冷却42CrMoA热轧棒材，穿水箱的中部设置有通道13，通道用于通过42CrMoA热轧棒材的输送设备。强冷区设置如图2-3所示的穿水箱，输送设备通过通道13穿过穿水箱，位于该输送设备之上的高温42CrMoA热轧棒材经过穿水箱后，会在穿水箱的通道13内与环境进行热交换，实现降温的目的，通过调节穿水箱的水温可以调节强冷区的冷却效果。
在该实施方式中，优选地，通道13的内壁均匀地设置有多个冷却喷头。如图3所示，为了进一步提高强冷区的冷却效果，可以在穿水箱的通道13内设置冷却喷头11，通过向高温42CrMoA热轧棒材喷淋冷却水的方式实现对高温42CrMoA热轧棒材进行降温的目的。此时可以通过控制水温和冷却喷头11的数量来控制强冷区的冷却效果。
穿水箱通道13的内壁均匀布置冷却喷头11，以保证对高温42CrMoA热轧棒材的降温过程是均匀进行的，可以通过调节冷却喷头11的疏密程度控制强冷区的降温效果。
在该实施方式中，优选地，穿水箱沿热轧件的运行方向连续设置3-5个。步骤二完成后42CrMoA热轧棒材的温度为880-920℃。当强冷区的冷却效果无法满足要求时，可以设置多个穿水箱，延长强冷区的工作时间，实现更好的冷却效果。
在该实施过程中，优选地，穿水箱连接有冷却水循环系统，冷却水循环系统设置为与输送设备同步开启或关闭。冷却水循环系统包括水泵和地坑，冷却水喷出后流入地坑内实现对冷却水的回收，回收后的冷却水可以经过滤再由水泵泵入穿水箱的进水口12，这样就可以实现冷却水的循环使用。当输送设备开启后，冷却水循环系统就开始工作，冷却喷头11开始喷水对输送设备上的高温42CrMoA热轧棒材进行冷却。
在该实施过程中，优选地，冷却水循环系统设置有水泵，水泵向穿水箱提供高压水。水泵将水加压送至穿水箱的进水口12，穿水箱内装满高压水，这些高压水会经通道13内表面上的冷却喷头11向着输送设备上的高温42CrMoA热轧棒材喷出，穿水箱内的水压越大，单位时间内冷却喷头11喷出的冷却水就会越多，冷却覆盖面积也会更大，降温效果也会更明显，因此通过调整水泵的输出压力也可调节降温效果。
在该实施方式中，优选地，步骤三中的编组台架设置为能够沿竖直方向升降、沿左右方向平移，并且，编组台架通过竖直升降与左右平移能够实现上料和下料。编组台架在竖直方向有三个停止位：上限位、0位和下限位；水平方向有两个停止位：上料位、下料位。如图1所示的编组台架上有工作台2，当编组台架上升至0位位置时，编组台架的工作台2的上表面与上一工序的出料台高度一致，上一工序的高温42CrMoA热轧棒材能够顺利的输送至编组台架的工作台2上，当所有的高温42CrMoA热轧棒材都已经输送至编组台架的工作台2后，编组台架开始升起，升起至上限位位置后编制台架开始左右平移，即由上料位向下料位平移，到达下料位位置后，编组台架开始下降，下降至0位时，后一工序的运输设备会将编组台架上的部分高温42CrMoA热轧棒材运出，下料完成后编组台架上仍然会有一部分高温42CrMoA热轧棒材，此时编组台架会继续下降，没有被运出的高温42CrMoA热轧棒材就会被前后工序的工作台托起，不会随编组台架下降，编组台架下降到下限位后开始向上料位平移。编组台架平移至上料位后再次升起，升起至0位时编组台架将会再次托起之前被前后工序的工作台托举的高温42CrMoA热轧棒材。这些棒材会移动到靠近下料位的空位处，并将之前它们所占用的位置空出，用于上料。通过这种方式，编组台架实现了将先进入的高温42CrMoA热轧棒材先送出的目的。避免了由于上下料不合理导致部分高温42CrMoA热轧棒材在编组台架上长期滞留的问题。
在该实施方式中，优选地，编组台架的上方设置有工作台2，工作台2的上表面设置有多个承载齿21，承载齿21沿42CrMoA热轧棒材的运行方向延伸，两个相邻的承载齿21之间形成有置物凹槽22，置物凹槽22用于放置42CrMoA热轧棒材。高温42CrMoA热轧棒材经过上料工序后会进入如图1所示的置物凹槽22内。
在该实施方式中，优选地，编组台架上设置有多个置物凹槽22，并且每个置物凹槽22内均放置有至少两个42CrMoA热轧棒材。由于经过强冷后的高温42CrMoA热轧棒材的温度已经接近主要转变温度区，所以接下来的工序都需要注意控制高温42CrMoA热轧棒材的冷却速度，为了进一步控制温度降低的速度，如图1所示的编组台架工作台上需要设置有至少15个置物凹槽22，这些置物凹槽22内可以放置至少30根高温42CrMoA热轧棒材，一方面，这些高温42CrMoA热轧棒材可以作为整体与周围环境进行热交换，在这种情况下每一根高温42CrMoA热轧棒材的温度损失就会减少；另一方面，编组台架上的30根高温42CrMoA热轧棒材也持续的对外释放热量，能够对周围的环境温度起到很好的调节作用。通过这种方式可以避免高温42CrMoA热轧棒材在该工序过程的降温量波动的问题，保证了产品质量的一致性。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种风电螺栓套筒用42CrMoA棒材热轧态硬度的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
步骤一：42CrMoA连铸坯经加热炉加热到1050-1250℃，加热时间为3-3.5h；加热后的42CrMoA钢坯经热轧工序加工为42CrMoA热轧棒材，此时所述42CrMoA热轧棒材温度为950-980℃；
步骤二：将步骤一处理后的所述42CrMoA热轧棒材输送至强冷区进行强冷降温，使得所述42CrMoA热轧棒材温度降低至880-920℃；
步骤三：将步骤二处理后的所述42CrMoA热轧棒材上架至编组台架，并由辊道送至热锯切成规定尺寸；再将切成定尺的所述42CrMoA热轧棒材经辊道运至冷床进行冷却，冷却20-30min，冷却后温度≤450℃；
步骤四：将步骤三处理后的所述42CrMoA热轧棒材送入缓冷坑进行缓冷，冷却时间36h，冷却后温度≤150℃；最后，将经过缓冷坑冷却的所述42CrMoA热轧棒材精整处理后入库；
步骤三中的所述编组台架设置为能够沿竖直方向升降、沿左右方向平移，并且，所述编组台架通过竖直升降与左右平移能够实现上料和下料；
所述编组台架的上方设置有工作台(2)，所述工作台(2)的上表面设置有多个承载齿(21)，所述承载齿(21)沿所述42CrMoA热轧棒材的运行方向延伸，两个相邻的所述承载齿(21)之间形成有置物凹槽(22)，所述置物凹槽(22)用于放置所述42CrMoA热轧棒材；
所述编组台架上设置至少15个所述置物凹槽(22)，并且，每个所述置物凹槽(22)内均放置有至少两个所述42CrMoA热轧棒材。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤一中的所述热轧工序设置在保温罩内操作。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤二中的所述强冷区设置有穿水箱，用于冷却42CrMoA热轧棒材，所述穿水箱的中部设置有通道(13)，所述通道用于通过所述42CrMoA热轧棒材的输送设备。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述通道(13)的内壁均匀地设置有多个冷却喷头(11)。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述穿水箱沿所述热轧件的运行方向连续设置3-5个。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述穿水箱连接有冷却水循环系统，所述冷却水循环系统设置为与所述输送设备同步开启或关闭。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述冷却水循环系统设置有水泵，所述水泵向所述穿水箱提供高压水。
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-
2022
- 2022-02-28 CN CN202210187718.0A patent/CN114657350B/zh active Active
Patent Citations (5)
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|---|
| 42CrMo钢轧制工艺优化;李小龙;周敦世;周立新;程卫国;邹晖;;锻压技术(第01期) * |
| 42CrMo钢轧制工艺优化;李小龙等;《锻压技术》;第42卷(第1期);第71-74页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114657350A (zh) | 2022-06-24 |
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