CN116536594A - 一种CrMo系合金钢控轧控冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CrMo系合金钢控轧控冷方法，通过加热炉加热、初轧机开坯、连轧机轧制、钢材收集入保温坑保温等工序技术参数的设定，以控轧控冷方法代替常规退火工艺，使轧后钢材硬度与退火后钢材的硬度相当，这样可以节省退火工序带来的时间、能源和人工成本，提高企业竞争力，为企业带来更多效益。退火工序需要工人对钢材进行吊坠和摆架处理，其中涉及高空作业，并且退火过程作业环境还涉及到高温等，工作环境恶劣，本发明的合金钢控轧控冷方法代替了常规的退火工艺，可以减少工人的劳动强度，体现以人为本的企业价值观。
Description
技术领域
本发明属于金属材料制备技术领域，具体涉及一种CrMo系合金钢控轧控冷方法。
背景技术
CrMo系合金钢主要包括25CrMo、30CrMo、35CrMo等，该系列钢种具有高的强度、韧性和淬透性，热强性较好，在500℃左右仍具有一定的高温强度，可用于制造截面较大、在高应力条件下工作的调质零件，如轴、螺栓、齿轮等。
CrMo系合金钢轧后受不同规格和冷却方式的影响，轧后硬度一般在230HBW～250HBW之间，国家标准GB/T3077《合金结构钢》中要求25CrMo、30CrMo、35CrMo等退火状态交货硬度不大于229HBW，以方便切割下料和冷加工，因此，该系列钢种有硬度要求时都需要进行退火处理。
但随着目前钢厂降低成本和节能减排的要求，退火处理一方面增加了钢材的工序成本，另一方面热处理需消耗燃气资源或电能，给企业带来额外的成本和环保的压力。因此，需要发明一种控轧控冷方法以代替常规的退火工艺，并且，此控轧控冷方法能够使钢材在轧后状态下满足标准中规定的硬度要求，而不需要额外进行退火处理。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明目的在于以控轧控冷方法代替退火处理，以达到降低成本和节能减排的目的，并且以控轧控冷方式生产的钢材能够达到与退火处理相同的硬度指标，即硬度不大于229HBW。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种CrMo系合金钢控轧控冷方法，所述合金钢化学成分范围按质量百分含量计，C：0.22％～0.40％、Si：0.17％～0.37％、Mn：0.40％～0.90％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr：0.80％～1.20％、Mo：0.15％～0.30％，余量为铁和不可避免的杂质。所述合金钢铸坯为连铸坯或模铸锭，成品钢材规格范围为φ210mm～φ300mm圆钢。
所述一种CrMo系合金钢控轧控冷方法包括如下工序：加热炉加热→初轧机开坯→连轧机轧制→钢材收集入保温坑保温。
一种上述的CrMo系合金钢控轧控冷方法，进一步的，在加热炉加热工序，采用冷装工艺，即铸坯已冷却到室温后才开始入炉加热，预热段温度＜700℃，加二段温度850℃～870℃，加一段温度1210℃～1240℃，均热段温度1200℃～1230℃，总加热时间210min～540min。
上述技术方案中，进一步的，在初轧机开坯工序，初轧机开坯采用可逆式初轧机，初轧开坯采用7道次压下工艺，第1～第7道次压下量分别为50mm～70mm、40mm～75mm、40mm～60mm、36mm～58mm、48mm～63mm、18mm～59mm、1mm～76mm，并且在第1、3、5、7道次要进行翻钢操作。预备方横截面尺寸为(265mm～321mm)×(232mm～342mm)。入初轧机温度1180℃～1210℃，出初轧机温度1100℃～1200℃。
上述技术方案中，进一步的，在连轧机轧制工序，经过初轧机开坯后，预备方再经过连轧机组进行轧制，采用3架连轧机进行轧制，第1架轧机孔型尺寸为(220mm～317mm)×(263mm～380mm)，轧制速度为0.150m/s～0.240m/s；第2架轧机孔型尺寸为(203mm～304mm)×(245mm～365mm)，轧制速度为0.170m/s～0.302m/s；第3架轧机孔型尺寸为(213mm～304mm)×(216mm～309.5mm)，轧制速度为0.210m/s～0.340m/s。开轧温度1100℃～1200℃，终轧温度1000℃～1100℃。
上述技术方案中，进一步的，在钢材收集入保温坑保温工序，轧后钢材要及时收集入保温坑缓冷，入坑温度≥800℃，出坑温度≤200℃，缓冷时间≥48h。以保证钢材在相变过程中缓慢冷却得到更多的平衡组织，即更多的铁素体和粗片状的珠光体，这样有利于降低钢材的硬度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
①本发明所述CrMo系合金钢控轧控冷方法，可以代替常规的退火工艺，使轧后钢材的硬度与退火后钢材的硬度相当，这样可以节省退火工序带来的时间、能源和人工成本，提高企业的竞争力，为企业带来更多的效益。
②目前对企业节能减排的考核力度也逐渐加大，钢铁企业是碳排放的大户，更应该积极采取措施来应对。钢铁企业退火采用的能源一般为高炉或焦炉煤气，燃烧产物为二氧化碳，本发明所述的CrMo系合金钢控轧控冷方法，可代替常规的退火工艺，这样就可以减少碳排放，积极响应国家政策。
③退火工序需要工人对钢材进行吊坠和摆架处理，其中涉及到了高空作业，退火过程温度一般都很高，作业环境还涉及到高温等，可以说工作环境是比较恶劣的，本发明所述CrMo系合金钢控轧控冷方法代替了常规的退火工艺，可以减少工人的劳动强度，体现以人为本的企业价值观。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。为免赘述，以下实施例中的原材料若无特别说明则均为市售产品，所用方法若无特别说明则均为常规方法。依据标准GB/T231.1进行性能检测。
实施例1
生产的钢种为25CrMo，规格为φ230mm，按质量百分含量计成分为C：0.24％、Si：0.25％、Mn：0.71％、P：0.013％、S：0.009％、Cr：0.98％、Mo：0.22％，余量为铁和不可避免的杂质。
加热炉预热段温度650℃，加二段温度855℃，加一段温度1230℃，均热段温度1210℃，总加热时间240min。初轧开坯第1～第7道次压下量分别为65mm、65mm、55mm、55mm、63mm、53mm、43mm，预备方横截面尺寸为267mm×272mm，入初轧机温度1190℃，出初轧机温度1150℃。连轧第1架轧机孔型尺寸为273mm×295.3mm，轧制速度为0.230m/s；第2架轧机孔型尺寸为203.14mm×270mm，轧制速度为0.302m/s；第3架轧机孔型尺寸为233mm×237.08mm，轧制速度为0.340m/s。连轧开轧温度1100℃，终轧温度1060℃。轧后钢材入坑温度850℃，出坑温度160℃，缓冷时间50h。
对轧后钢材取试片进行硬度检验，为178HBW～203HBW，满足标准要求。
实施例2
生产的钢种为30CrMo，规格为φ250mm，按质量百分含量计成分为C：0.30％、Si：0.27％、Mn：0.58％、P：0.011％、S：0.010％、Cr：1.03％、Mo：0.23％，余量为铁和不可避免的杂质。
加热炉预热段温度680℃，加二段温度860℃，加一段温度1220℃，均热段温度1215℃，总加热时间250min。初轧开坯第1～第7道次压下量分别为65mm、65mm、60mm、55mm、60mm、55mm、40mm，预备方横截面尺寸为265mm×278mm，入初轧机温度1200℃，出初轧机温度1160℃。连轧第1架轧机孔型尺寸为260mm×310mm，轧制速度为0.210m/s；第2架轧机孔型尺寸为250mm×293.55mm，轧制速度为0.260m/s；第3架轧机孔型尺寸为252.24mm×259.21mm，轧制速度为0.296m/s。连轧开轧温度1150℃，终轧温度1055℃。轧后钢材入坑温度870℃，出坑温度180℃，缓冷时间53h。
对轧后钢材取试片进行硬度检验，为180HBW～206HBW，满足标准要求。
实施例3
生产的钢种为35CrMo，规格为φ280mm，按质量百分含量计成分为C：0.36％、Si：0.23％、Mn：0.60％、P：0.014％、S：0.011％、Cr：0.95％、Mo：0.20％，余量为铁和不可避免的杂质。
加热炉预热段温度660℃，加二段温度870℃，加一段温度1230℃，均热段温度1220℃，总加热时间245min。初轧开坯第1～第7道次压下量分别为60mm、65mm、48mm、50mm、50mm、27mm、23mm，预备方横截面尺寸为285mm×310mm，入初轧机温度1195℃，出初轧机温度1166℃。连轧第1架轧机孔型尺寸为290mm×330mm，轧制速度为0.240m/s；第2架轧机孔型尺寸为285mm×324mm，轧制速度为0.260m/s；第3架轧机孔型尺寸为283mm×292.66mm，轧制速度为0.300m/s。连轧开轧温度1153℃，终轧温度1045℃。轧后钢材入坑温度865℃，出坑温度175℃，缓冷时间51h。
对轧后钢材取试片进行硬度检验，为195HBW～211HBW，满足标准要求。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种CrMo系合金钢控轧控冷方法，其特征在于，所述合金钢化学成分范围按质量百分含量计，C：0.22％～0.40％、Si：0.17％～0.37％、Mn：0.40％～0.90％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr：0.80％～1.20％、Mo：0.15％～0.30％，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的CrMo系合金钢控轧控冷方法，其特征在于，所述合金钢铸坯为连铸坯或模铸锭，成品钢材规格范围为φ210mm～φ300mm圆钢。
3.根据权利要求2所述的CrMo系合金钢控轧控冷方法，其特征在于，所述方法包括如下工序：加热炉加热→初轧机开坯→连轧机轧制→钢材收集入保温坑保温。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在加热炉加热工序，采用冷装工艺，预热段温度＜700℃，加二段温度850℃～870℃，加一段温度1210℃～1240℃，均热段温度1200℃～1230℃，总加热时间210min～540min。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在初轧机开坯工序，采用可逆式初轧机，7道次压下工艺，第1～第7道次压下量分别为50～70mm、40～75mm、40～60mm、36～58mm、48～63mm、18～59mm、1～76mm，且在第1、3、5、7道次要进行翻钢操作；入初轧机温度1180℃～1210℃，出初轧机温度1100℃～1200℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在连轧机轧制工序，采用3架连轧机进行轧制；开轧温度1100℃～1200℃，终轧温度1000～1100℃。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在钢材收集入保温坑保温工序，轧后钢材收集入保温坑缓冷，入坑温度≥800℃，出坑温度≤200℃，缓冷时间≥48h。
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