CN114672624A - 一种合金钢制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金钢制备工艺，包括如下步骤：S1：酸洗，热轧钢卷经过开卷、矫直后进行焊接，然后送入酸洗槽内除锈，除锈完成后送入水洗槽水洗，再烘干、收卷；S2：软化退火，将步骤S1中所得钢卷依次进行升温、保温、缓冷并降温；S3：轧制；S4：球化退火；S5：平整分条，将步骤S4中所得的钢卷降温至50摄氏度以下，然后送入平整机进行平整，再送入分条机进行分条，得到半成品；S6：包装入库，对步骤S5中所得的半成品进行包装、入库，本发明在轧制前先进行退火处理，可使得最终产品更软，可更好地控制轧制的压下量，通过低速轧制并增大压下量后再进行上述操作的球化退化，极大地提高了产品性能与稳定性，尤其有利于后续的冲压。

Description

一种合金钢制备工艺
技术领域
本发明涉及一种金属加工，尤其涉及一种合金钢制备工艺。
背景技术
合金钢是锅炉、轮机以及汽车零配件上使用的比较广泛的一种低碳合金钢，拥有较高的热强性与抗氧化性，以及良好的综合力学性能。经过冷轧球化退火后的卷板拥有较好的冲压性能，可以冲压成型较为复杂的形状，再经过调质热处理或表面渗氮渗碳后进行强化，达到工件的使用性能要求，相对于锻件加工，生产效率更高，成本更低。
SCM415合金钢属于低碳合金钢，相对于其它合金钢或高碳钢较易于轧制，现有的生产工艺是选择较薄的热轧钢卷，酸洗后直接轧制，再球化退火后交付，整个生产工序较为简单，但性能始终难以提升。
发明内容
本发明目的在于提供一种合金钢制备工艺，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种合金钢制备工艺，包括如下步骤：S1：酸洗，热轧钢卷经过开卷、矫直后进行焊接，然后送入酸洗槽内除锈，除锈完成后送入水洗槽水洗，再烘干、收卷；S2：软化退火，将步骤S1中所得钢卷依次进行升温、保温、缓冷并降温；S3：轧制，将步骤S2中所得的钢卷进行多次低速轧制，每次轧制的速度不超过16.5m/s，总压下量为钢卷起始厚度的50％至60％；S4：球化退火，将步骤S3中所得的钢卷送入退火炉内，在5小时内升温至450摄氏度后并保温5小时，然后在15至20小时内将升温至715摄氏度并保温3小时，再在5至10小时内降温至685摄氏度并保温5小时，最后在10至15小时内降温至80摄氏度后出炉；S5：平整分条，将步骤S4中所得的钢卷降温至50摄氏度以下，然后送入平整机进行平整，再送入分条机进行分条，得到半成品；S6：包装入库，对步骤S5中所得的半成品进行包装、入库。
该技术方案至少具有如下的有益效果：钢卷在酸洗后先进行软化退火再轧制，可使得钢卷更加软，更有利于后续的轧制，在每次轧制时控制轧制的速度不超过16.5m/s，通过低速轧制，确保初始板型良好，为后续板型控制做铺垫，可更好地控制压下量，经过多次轧制后的总压下量为钢卷起始厚度的50％至60％，然后再送入至球化退火，其中，前期采用快速升温，缩短升温时间同时不破坏钢卷内部组织，同时抑制其变形量等不利影响，有利于降低生产成本，并在450摄氏度处保温5小时，可更好地挥发板面在轧制时残留的轧制油，防止轧制油在高温阶段裂解形成炭黑，同时均热钢卷，减少钢卷内外温差，在450摄氏度至715摄氏度之间缓慢加热，有利于减少内外温差导致的性能与组织差异，在715摄氏度只保温3小时，略微超过相变温度，溶解部分渗碳体，然后缓冷至相变温度以下685摄氏度，再保温5小时，得球化组织更加细小均匀弥散和圆润，经过第二次保温后球化组织已完成，在685摄氏度保温结束后可直接正常冷却至出炉，最后进行平整分条、包装出库，如此在轧制前先进行退火处理，可使得最终产品更软，可更好地控制轧制的压下量，通过低速轧制并增大压下量后再进行上述操作的球化退化，极大地提高了产品性能与稳定性，尤其有利于后续的冲压。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S2中，将步骤S1中所得钢卷送入退火炉内退火，在5小时内升温至400摄氏度，然后在11小时内升温至690摄氏度并保温10小时，再在4小时内降温至650摄氏度，最后在30小时内降温至80摄氏度后出炉。在起始加热时快速升温，缩短升温时间同时不破坏钢卷内部组织，然后缓慢升温，使得钢卷各表面均匀升温至结晶温度后保温，再缓慢降温，如此可提高钢卷内应力并使得钢卷变软，减少钢卷开裂的问题，更有利于后续的轧制操作。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S3中，经过4次轧制，在第一次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的18％至20％，在第二次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的14％至16％，在第三次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的11％至13％，在第四次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的10％至12％。经过四道次的轧制，并且每次的轧制量逐渐降低，而总轧制量保持在钢卷起始厚度的50％至60％，使得钢卷在球化退火后表现出更好的力学性能。
作为上述技术方案的进一步改进，在第一次轧制时，轧制的速度为2m/s至3m/s，在第二次轧制时，轧制的速度为5.5m/s至6.5m/s，在第三次轧制时，轧制的速度为6m/s至7m/s，在第四次轧制时，轧制的速度为6m/s至7m/s。首次的轧制速度远低于最高速度，并比其他道次的轧制速度低，以便更好地控制轧制厚度与板型，提高最终产品质量，同时较低的开坯速度能够规避较多的生产意外。
作为上述技术方案的进一步改进，在第一次轧制时，开卷张力为80千牛，在轧制入口的张力为0千牛，在轧制出口的张力为170千牛，在第二次轧制、第三次轧制、第四次轧制中，轧制入口的张力与轧制出口的张力均为170千牛。开卷并经过第一次轧制后，钢卷轧制时的前后张力设置到最大，确保轧制压力能够尽量降低，防止过高的轧制力导致厚度波动大。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S1中，钢卷在酸洗槽内除锈速度为每分钟50米至60米。保持较低速度的酸洗除锈速度，可更好地除去表面氧化铁皮。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S5中，平整机采用高润滑平整液进行湿平整。常规的平整液压下量不够，无法消除屈服平台，而采用油或乳化液平整板面会较脏，需要清洗，当平整机采用高润滑平整液进行湿平整时，可确保板面洁净度的同时，更好地控制合适的压下量从而稳定性能。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S5中，平整机以整平前钢卷厚度的1.5％为变形量对钢卷压下平整。有利于更好消除屈服平台的变形量。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S1中，焊接后的钢卷经过破鳞辊松动表面氧化铁皮，然后再送入酸洗槽。利用破鳞辊作用于钢卷上可使得钢卷表面的氧化铁皮开裂，进入酸洗槽后，可更好地对钢卷进行除锈处理。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
一种合金钢制备工艺，包括步骤S1酸洗、步骤S2软化退火、步骤S3轧制、步骤S4球化退火、步骤S5平整分条、步骤S6包装入库。
在步骤S1中包括如下加工操作：酸洗，热轧钢卷经过开卷、矫直后进行焊接，然后送入酸洗槽内除锈，除锈完成后送入水洗槽水洗，再烘干、收卷。具体的，热轧钢卷经过开卷机和矫平辊送入焊机进行焊接，焊接后的钢卷经过破鳞辊松动表面氧化铁皮，然后再送入酸洗槽，利用破鳞辊作用于钢卷上可使得钢卷表面的氧化铁皮开裂，进入酸洗槽后，可更好地对钢卷进行除锈处理，钢卷在四个酸洗槽内除锈，除锈完成后进入五个水洗槽内除去残余酸，钢卷在酸洗槽内除锈速度为每分钟50米至60米，保持较低速度的酸洗除锈速度，可更好地除去表面氧化铁皮。
在步骤S2中包括如下加工操作：软化退火，将步骤S1中所得钢卷依次进行升温、保温、缓冷并降温。具体的，在步骤S2中，将步骤S1中所得钢卷送入退火炉内退火，在5小时内升温至400摄氏度，然后在11小时内升温至690摄氏度并保温10小时，再在4小时内降温至650摄氏度，最后在30小时内降温至80摄氏度后出炉。在起始加热时快速升温，缩短升温时间同时不破坏钢卷内部组织，然后缓慢升温，使得钢卷各表面均匀升温至结晶温度后保温，再缓慢降温，如此可提高钢卷内应力并使得钢卷变软，减少钢卷开裂的问题，更有利于后续的轧制操作。
在步骤S3中包括如下加工操作：轧制，将步骤S2中所得的钢卷进行多次低速轧制，每次轧制的速度不超过16.5m/s，此处m的单位为米，s的单位为秒，总压下量为钢卷起始厚度的50％至60％。以原规格为2.75*1250毫米的SCM415钢卷为例，经过4次轧制，在第一次轧制前厚度为2.75毫米，轧后的厚度为2.23毫米，压下量为0.52毫米；在第二次轧制后厚度为1.82毫米，压下量为0.41毫米；在第三次轧制后厚度为1.5毫米，压下量为0.32毫米；在第四次轧制后厚度为1.2毫米，压下量为0.3毫米。经过四道次的轧制，并且每次的轧制量逐渐降低，而总轧制量为钢卷起始厚度的56％，使得钢卷在球化退火后表现出更好的力学性能。
每次轧制的最高速度不超过16.5m/s，以上述的四道次轧制为例，在第一次轧制时，轧制的速度为2.41m/s，在第二次轧制时，轧制的速度为5.99m/s，在第三次轧制时，轧制的速度为6.36m/s，在第四次轧制时，轧制的速度为6.54m/s。首次的轧制速度远低于最高速度，并比其他道次的轧制速度低，以便更好地控制轧制厚度与板型，提高最终产品质量，同时较低的开坯速度能够规避较多的生产意外。
同样的，以上述四道次轧制为例，在第一次轧制时，开卷张力为80千牛，在轧制入口的张力为0千牛，在轧制出口的张力为170千牛，在第二次轧制、第三次轧制、第四次轧制中，轧制入口的张力与轧制出口的张力均为170千牛。开卷并经过第一次轧制后，钢卷轧制时的前后张力设置到最大，确保轧制压力能够尽量降低，防止过高的轧制力导致厚度波动大。
在步骤S4中包括如下加工操作：球化退火，将步骤S3中所得的钢卷送入退火炉内，在5小时内升温至450摄氏度后并保温5小时，然后在15至20小时内将升温至715摄氏度并保温3小时，再在5至10小时内降温至685摄氏度并保温5小时，最后在10至15小时内降温至80摄氏度后出炉。其中，前期采用快速升温，缩短升温时间同时不破坏钢卷内部组织，同时抑制其变形量等不利影响，有利于降低生产成本，并在450摄氏度处保温5小时，可更好地挥发板面在轧制时残留的轧制油，防止轧制油在高温阶段裂解形成炭黑，同时均热钢卷，减少钢卷内外温差，在450摄氏度至715摄氏度之间缓慢加热，有利于减少内外温差导致的性能与组织差异，在715摄氏度只保温3小时，略微超过相变温度，溶解部分渗碳体，然后缓冷至相变温度以下685摄氏度，再保温5小时，得球化组织更加细小均匀弥散和圆润，经过第二次保温后球化组织已完成，在685摄氏度保温结束后可直接正常冷却至出炉，最后进行平整分条、包装出库，如此在轧制前先进行退火处理。
在步骤S5中包括如下加工操作：平整分条，将步骤S4中所得的钢卷降温至50摄氏度以下，然后送入平整机进行平整，再送入分条机进行分条，得到半成品。具体的，钢卷在球化退火后出炉自然冷却约48至72小时，待表面温度下降到50摄氏度以下后进入平整工序，平整机采用高润滑平整液进行湿平整。常规的平整液压下量不够，无法消除屈服平台，而采用油或乳化液平整板面会较脏，需要清洗，当平整机采用高润滑平整液进行湿平整时，可确保板面洁净度的同时，更好地控制合适的压下量从而稳定性能。平整机以整平前钢卷厚度的1.5％为变形量对钢卷压下平整，有利于更好消除屈服平台的变形量。采用粗糙度Ra:1.8/Rpc:100的电火花毛化辊平整，得到均匀细致的表面，有利于后续生产对钢卷冲压成型。
在步骤S6中包括如下加工操作：包装入库，对步骤S5中所得的半成品进行包装、入库。
综上所述，钢卷在酸洗后先进行软化退火再轧制，可使得钢卷更加软，更有利于后续的轧制，在每次轧制时控制轧制的速度不超过16.5m/s，通过低速轧制，确保初始板型良好，为后续板型控制做铺垫，可更好地控制压下量，经过多次轧制后的总压下量为钢卷起始厚度的50％至60％，然后再送入至球化退火，可使得最终产品更软，以更好地控制轧制的压下量，通过低速轧制并增大压下量后再进行上述操作的球化退化，极大地提高了产品性能与稳定性，尤其有利于后续的冲压。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种合金钢制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：酸洗，热轧钢卷经过开卷、矫直后进行焊接，然后送入酸洗槽内除锈，除锈完成后送入水洗槽水洗，再烘干、收卷；
S2：软化退火，将步骤S1中所得钢卷依次进行升温、保温、缓冷并降温；
S3：轧制，将步骤S2中所得的钢卷进行多次低速轧制，每次轧制的速度不超过16.5m/s，总压下量为钢卷起始厚度的50％至60％；
S4：球化退火，将步骤S3中所得的钢卷送入退火炉内，在5小时内升温至450摄氏度后并保温5小时，然后在15至20小时内将升温至715摄氏度并保温3小时，再在5至10小时内降温至685摄氏度并保温5小时，最后在10至15小时内降温至80摄氏度后出炉；
S5：平整分条，将步骤S4中所得的钢卷降温至50摄氏度以下，然后送入平整机进行平整，再送入分条机进行分条，得到半成品；
S6：包装入库，对步骤S5中所得的半成品进行包装、入库。
2.根据权利要求1所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在步骤S2中，将步骤S1中所得钢卷送入退火炉内退火，在5小时内升温至400摄氏度，然后在11小时内升温至690摄氏度并保温10小时，再在4小时内降温至650摄氏度，最后在30小时内降温至80摄氏度后出炉。
3.根据权利要求1所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在步骤S3中，经过4次轧制，在第一次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的18％至20％，在第二次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的14％至16％，在第三次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的11％至13％，在第四次轧制时，压下量为钢卷起始厚度的10％至12％。
4.根据权利要求3所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在第一次轧制时，轧制的速度为2m/s至3m/s，在第二次轧制时，轧制的速度为5.5m/s至6.5m/s，在第三次轧制时，轧制的速度为6m/s至7m/s，在第四次轧制时，轧制的速度为6m/s至7m/s。
5.根据权利要求3所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在第一次轧制时，开卷张力为80千牛，在轧制入口的张力为0千牛，在轧制出口的张力为170千牛，在第二次轧制、第三次轧制、第四次轧制中，轧制入口的张力与轧制出口的张力均为170千牛。
6.根据权利要求1所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在步骤S1中，钢卷在酸洗槽内除锈速度为每分钟50米至60米。
7.根据权利要求1所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在步骤S5中，平整机采用高润滑平整液进行湿平整。
8.根据权利要求1所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在步骤S5中，平整机以整平前钢卷厚度的1.5％为变形量对钢卷压下平整。
9.根据权利要求1所述的一种合金钢制备工艺，其特征在于：在步骤S1中，焊接后的钢卷经过破鳞辊松动表面氧化铁皮，然后再送入酸洗槽。
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