CN114769314A - 一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁轧钢生产技术领域，涉及一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法。本发明通过采用高温轧制与轧制力心部渗透技术、焊合铸坯心部疏松、缩孔等质量缺陷，提高热轧圆钢致密度；高温快速收集及围挡避风堆冷方式，弥补了低轧制比磨球钢圆钢致密度与超声波质量等级低，同时避免了磨球钢圆钢端部产生穿晶应力裂纹，降低了精整成本，提高了产品合格率。

Description

一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法
技术领域
本发明属于钢铁轧钢生产技术领域，涉及一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法。
背景技术
2021年前，中小棒高碳铬轴承钢Ф40～70mm规格圆钢出现超声波探伤不合格和端部开裂现象，超声波探伤不合格为中心长条缺陷，金相分析为中心裂纹或未焊合的孔洞；端部开裂为刚直的穿晶应力裂纹。因裂纹而产生的废品增多，会造成成本提高，资源浪费，因此需要找一种方法来解决，提高产品合格率。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明所要解决的技术问题是：保证磨球钢热轧圆钢超声波满足EN 10308标准探伤平底孔≤Ф2.0mm，同时避免圆钢端部产生穿晶应力裂纹。220mm×220mm方坯轧制Ф40～70mm规格，轧制比＞12～38，不能满足部门内贸磨球钢用户需求(轧制比≥15)。
本发明通过采用高温轧制与轧制力心部渗透技术、焊合铸坯心部疏松、缩孔等质量缺陷，提高热轧圆钢致密度；高温快速收集及围挡避风堆冷方式，弥补了低轧制比磨球钢圆钢致密度与超声波质量等级低，同时避免了磨球钢圆钢端部产生穿晶应力裂纹，降低了精整成本，提高了产品合格率。该磨球钢与高碳铬轴承钢同属于裂纹敏感性高碳钢，其生产工艺可相互借鉴。
一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢，按质量百分比计的化学成份包括：C0.95～1.05％、Si 0.15～0.40％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.025％、S≤0.035％、Cr 0.65～0.75％、Ni≤0.25％、Cu≤0.40％、Mo≤0.10％、V≤0.030％、Sn≤0.030％、Al 0.015～0.030％、Ti 0.010～0.025％、N 0.0060～0.0100％、O≤0.0014、H≤0.0002％、Di≥3.50，其余为铁及参与元素。
一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法，包括如下步骤：铁水+废钢、转炉、LF精炼、VD真空脱气、连铸、入坑缓冷、钢坯加热、除鳞、高温轧制、剪切分段、高温收集、避风堆冷、精整、超声波探伤、检验、包装、称重、标记、入库；
其中，
入坑缓冷步骤中：铸坯入坑缓冷时间≥36h，出坑温度≤200℃，确保铸坯内部气体充分扩散，防止铸坯内部产生白点。
钢坯加热步骤中：预热段温度≤860℃，加热一段温度900～1150℃，加热二段温度1180～1230℃，均热段温度1170～1220℃，总加热时间≥240min，加热二段+均热段时间≥150min，通过控制钢坯加热温度与加热时间，保证铸坯均匀烧透，铸坯心部温度较高时，轧制时有利于改善疏松、缩孔等缺陷。
高温轧制步骤中：开轧温度为1040～1120℃，终轧温度≥900℃；
轧制力心部渗透技术：全线轧槽冷却水开到最大，成品轧制速度降低16.9％～19.1％。
优选地，轧制速度：Ф40～70mm由4.51到1.73m/s降至3.75到1.40m/s。
控制思路及原理：降温降速轧制，利用粗轧单道次大压下量轧制和粗轧后轧件表面穿水冷却，中间轧件内部温度高于表面温度，使得轧制力向铸坯心部渗透，控制轧制，提高轧制力向心部渗透的效果。根据艾克隆德轧制力公式，轧制速度降低10％以上，可提高轧制过程粘度系数，增加单位轧制力。在塑性变形中，有效地向轧件心部渗透，进而有效地改善铸坯心部质量，压合疏松、缩孔质量缺陷，提高钢材致密度。
高温收集步骤中：500℃以上高温快速收集；
避风堆冷步骤中，采用围挡避风堆冷，可防止磨球钢圆钢端部产生穿晶应力裂纹。
本发明所述生产方法制得的低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢，经检测：
①磨球钢圆钢超声波探伤(执行EN 10308标准平底孔≤Ф2.0mm)合格率100％。
②磨球钢圆钢低倍组织(按GB/T 226和GB/T 1979标准检验和评级)一般疏松≤0.5级、中心疏松≤1.0级、锭型偏析0级、中心偏析0级，未发现目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮和白点缺陷。
③磨球钢端部开裂比例由10.72％降低至0，折算后吨钢降本约2.68元。
本发明有益效果如下：
(1)本发明方法有效地压合疏松、缩孔质量缺陷，提高了磨球钢热轧圆钢致密度，同时避免了圆钢端部产生穿晶应力裂纹，降低成本。
(2)本发明保证磨球钢圆钢超声波满足EN 10308标准探伤平底孔≤Ф2.0mm，合格率100％；
(3)低倍质量满足外来协议标准要求；未发现目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮和白点缺陷；质量显著提升。
附图说明
图1为提高收集温度≥500℃后，不开裂圆钢端面照片。
图2为开裂圆钢的照片。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法，包括如下步骤：铁水+废钢、转炉、LF精炼、VD真空脱气、连铸、入坑缓冷、钢坯加热、除鳞、高温轧制、剪切分段、高温收集、避风堆冷、精整、超声波探伤、检验、包装、称重、标记、入库；
其中，步骤中具体工艺要求为：
入坑缓冷步骤中：铸坯入坑缓冷时间≥36h，出坑温度≤200℃；
钢坯加热步骤中：预热段温度≤860℃，加热一段温度900～1150℃，加热二段温度1180～1230℃，均热段温度1170～1220℃，总加热时间≥240min，加热二段+均热段时间≥150min；
高温轧制步骤中：开轧温度为1040～1120℃，终轧温度≥900℃；
轧制力心部渗透技术：全线轧槽冷却水开到最大，成品轧制速度Ф40～70mm由4.51到1.73m/s降至3.75到1.40m/s。
高温收集步骤中：500℃以上高温快速收集；
避风堆冷步骤中，采用围挡避风堆冷。
通过上述工艺获得的Ф70mm圆钢，其化学成份按质量百分比计包括：C 0.95％、Si0.25％、Mn 1.05％、P 0.015％、S 0.015％、Cr 0.70％、Ni 0.20％、Cu 0.20％、Mo 0.05％、V 0.010％、Sn 0.020％、Al 0.015％、Ti 0.015％、N 0.0080％、O 0.0010、H 0.0001％、Di≥3.50，其余为铁及参与元素。如图1所示，未发现目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮和白点缺陷，相较于图2的裂纹，图1产品经超声波探伤合格率100％。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：铁水+废钢、转炉、LF精炼、VD真空脱气、连铸、入坑缓冷、钢坯加热、除鳞、高温轧制、剪切分段、高温收集、避风堆冷、精整、超声波探伤、检验、包装、称重、标记、入库；
其中，
入坑缓冷步骤中：铸坯入坑缓冷时间≥36h，出坑温度≤200℃；
钢坯加热步骤中：预热段温度≤860℃，加热一段温度900～1150℃，加热二段温度1180～1230℃，均热段温度1170～1220℃，总加热时间≥240min，加热二段+均热段时间≥150min；
高温轧制步骤中：开轧温度为1040～1120℃，终轧温度≥900℃；
轧制力控制方式：全线轧槽冷却水开到最大，成品轧制速度降低16.9％～19.1％；
高温收集步骤中：500℃以上高温快速收集。
2.如权利要求1所述的一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法，其特征在于：高温轧制步骤中，轧制速度：Ф40～70mm由4.51到1.73m/s降至3.75到1.40m/s。
3.如权利要求1所述的一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢的生产方法，其特征在于：避风堆冷步骤中，采用围挡避风堆冷。
4.一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢，是通过权利要求1～3任一项所述生产方法得到的。
5.如权利要求4所述的一种低轧制比高致密度磨球钢热轧圆钢，其特征在于，其化学成份按质量百分比计如下：C 0.95～1.05％、Si 0.15～0.40％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.025％、S≤0.035％、Cr 0.65～0.75％、Ni≤0.25％、Cu≤0.40％、Mo≤0.10％、V≤0.030％、Sn≤0.030％、Al 0.015～0.030％、Ti 0.010～0.025％、N 0.0060～0.0100％、O≤0.0014、H≤0.0002％、Di≥3.50，其余为铁及参与元素。
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