一种晶粒组织均匀的中碳钢及其生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种晶粒组织均匀的中碳钢及其生产工艺，所述生产工艺包括对连铸坯依次进行二段加热、轧制以及冷却轧制，得到所述晶粒组织均匀的中碳钢；所述二段加热包括依次进行的加热段以及均热段；所述二段加热的时间为150

【技术实现步骤摘要】
一种晶粒组织均匀的中碳钢及其生产工艺


[0001]本专利技术属于中碳钢热处理
，尤其涉及一种晶粒组织均匀的中碳钢及其生产工艺。

技术介绍

[0002]中碳钢具有一定的塑性、韧性和强度，被广泛应用于制作泵的活塞、重型机械的轴、蜗杆、齿轮等各种机械零件和工程结构件。虽然这几年钢铁行业的快速发展，轧钢工艺技术改进，控冷控轧技术作为先进生产工艺，被各大钢铁厂重视。钢材组织性能的均匀性是轧钢质量重点关注点，也是满足高端客户质量需求的前提。由于连铸坯冷却结晶过程故有偏析现象，通过轧钢工艺改进，可实现组织性能均匀化。
[0003]CN 104328239A公开了一种大断面球墨铸铁的组织均匀性与性能的提升方法，所述提升方法包括如下步骤：(1)熔炼：A、选取炉料，炉料包括重量为30
‑
35％的生铁、25
‑
30％的废钢和35
‑
45％的回炉料：B、添加预处理剂，预处理剂一定要在炉料熔化之前添加，以起到固定氧的作用，添加量为待出炉铁液重量的0.15
‑
0.2％：C、待炉料熔清后，扒渣并取炉前试样，检测C、Si、M、P、S含量，根据检测结果，添加适量的75硅铁和增碳剂，调整C和Si的成分：脱硫处理使S含量低于0.02质量％；D、将铁水调整至出水温度1490
±
10℃，准备出炉进入球化包：(2)炉前处理：A、将堤坝式球化包用1500℃以上的铁水烫包，在球化包的一侧依次加入占待出炉铁液重量1.0％
‑
1.1％的球化剂、占待出炉铁液重量0.4％的包内孕育剂、球铁压板、生铁和占待出炉铁液重量50
‑
100ppm的Sb；B、出铁球化，铁液对着没有球化剂的一侧冲入，待铁液漫过堤坝时发生球化和包内孕育；C、当铁液出炉到待出炉铁液质量的2/3时，加入占待出炉铁液重量0.2％的包内孕育剂，进行出铁孕育；D、球化和孕育处理结束后，扒渣后测温并取光谱试样分析成分；(3)浇注：A、采用呋喃树脂砂造型，造型时保证砂子紧实，铸件的吃砂量在100
‑
200mm之间；B、当包内温度降至1340
‑
1360℃时开始浇注，浇注时采用随流孕育剂进行瞬时孕育，孕育量为待出炉铁液重量的0.15％
‑
0.20％；C、待铸件温度降至300℃以下时开箱、抛丸。该专利提供的工艺方法过程复杂繁琐，不利于工程化生产。
[0004]CN 109317631A公开了一种改善连铸方坯组织均匀性的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：1)将按预设成分冶炼完成的钢水进行连铸后形成连铸方坯：2)连铸方坯通过连铸机扇形段的二次冷却区，控制连铸方坯表面温度冷却至500
‑
800℃，冷却速率不大于200℃/m；3)将经过步骤2)的连铸方坯依次通过第一组电磁感应线圈总成进行加热至1000～1450℃、第一组若干个冷却段进行冷却至500
‑
800℃、第二组电磁感应线圈总成进行加热至1000
‑
1450℃、第二组若干个冷却段进行冷却至500
‑
800℃、
……
、第n
‑
1组电磁感应线圈总成进行加热至1000
‑
1450℃、第n
‑
1组若干个冷却段进行冷却至500
‑
800℃、第n组电磁感应线圈总成进行加热至1000～1450℃：4)将经过步骤3)的连铸方坯冷却至500
‑
800℃后热送轧制生产线，或者将经过步骤3)的连铸方坯冷却至室温后库存。该专利提供的生产方法通过电磁感应圈对所述连铸方坯进行分区域加热，所述方法复杂难操作，且成本较高。
[0005]综上所述，提供一种可以低成本控制组织均匀性工艺，已经成为本领域亟需解决
的问题之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种晶粒组织均匀的中碳钢及其生产工艺，所述晶粒组织均匀的中碳钢的生产工艺通过控制加热方式以及冷却方式，进一步提高了中碳钢中的组织均匀性。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种中碳钢的生产工艺，所述生产工艺包括对连铸坯依次进行二段加热、轧制以及冷却轧制，得到所述晶粒组织均匀的中碳钢；
[0009]所述二段加热包括依次进行的加热段以及均热段；
[0010]所述二段加热的时间为150
‑
200min；
[0011]所述冷却轧制包括依次进行的第一水冷、精轧、第二水冷、减定径机轧制、穿水冷却以及冷床冷却。
[0012]本专利技术采用二段加热和冷却轧制，通过控制连铸坯每个阶段的加热温度以及轧制过程中的冷却温度，消除连铸坯材的混晶现象，进一步提高了中碳钢中的组织均匀性。
[0013]本专利技术采用二段加热。加热段前期温度低，后期温度高，整个加热过程波动较大，均热段要求温度范围窄，温度均匀。
[0014]优选地，所述加热段的温度为1120
‑
1250℃，例如可以是1120℃、1150℃、1180℃、1210℃、1230℃或1250℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]本专利技术所述加热段的温度为1120
‑
1250℃，温度过低会降低合金元素扩散系数，降低材料均匀性，过高则会造成铸坯过热、过烧缺陷，产生废品。
[0016]优选地，所述加热段的时间≥60min，例如可以是60min、70min、80min、90min、100min或110min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，所述均热段的温度为1180
‑
1240℃，例如可以是1180℃、1200℃、1220℃、1240℃或1260℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]本专利技术所述均热段的温度为1180
‑
1240℃，温度过低会会降低合金元素扩散系数，降低材料均匀性，过高则会会造成铸坯过热、过烧缺陷，产生废品。
[0019]优选地，所述均热段的时间≥50min，例如可以是50min、60min、70min、80min、90min、100min或110min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述二段加热后连铸坯的头尾温差≤30℃，例如可以是30℃、28℃、26℃、24℃、22℃、20℃或18℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用，头尾温差过大会导致连铸坯在轧制过程中，头尾温度不一致，导致整支棒材出现头、尾组织偏差大现象。
[0021]本专利技术所述二段加热的目的是：加热段通过快速加热，使连铸坯达到要求温度，在均热段通过长时间均热，使连铸坯合金元素通过高温扩散原理，均匀材料组织。
[0022]优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶粒组织均匀的中碳钢的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括对连铸坯依次进行二段加热、轧制以及冷却轧制，得到所述晶粒组织均匀的中碳钢；所述二段加热包括依次进行的加热段以及均热段；所述二段加热的时间为150
‑
200min；所述冷却轧制包括依次进行的第一水冷、精轧、第二水冷、减定径机轧制、穿水冷却以及冷床冷却。2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述加热段的温度为1120
‑
1250℃；优选地，所述加热段的时间≥60min；优选地，所述均热段的温度为1180
‑
1260℃；优选地，所述均热段的时间≥50min；优选地，所述二段加热后连铸坯的头尾温差≤30℃。3.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，所述轧制包括依次进行的第一粗轧、第二粗轧以及中轧；优选地，所述第一粗轧的开轧温度为1080
‑
1170℃；优选地，所述第一粗轧中采用8560轧机；优选地，所述第一粗轧中轧辊直径为600
‑
1000mm；优选地，所述第一粗轧中的压下量为46
‑
55mm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述第一水冷后的温度为900
‑
1000℃；优选地，所述第二水冷后的温度为800
‑
900℃；优选地，所述穿水冷却后的温度为650
‑
800℃；优选地，所述冷床冷却后的温度为500
‑
650℃。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述穿水冷却中冷却水的压力为0.8
‑
1.5MPa；优选地，所述穿水冷却中冷却水的流量为125
‑
135m3/h。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的生产工艺，其特征在于，所述减定径机轧制中采用KOCKS轧机；优选地，所述KOCKS轧机的入口温度为800
‑
900℃；优选地，所述减定径机轧制中的轧辊直径为358
‑
370mm；优选地，所述减定径机轧制中的压下量为5
‑
15mm。7.根据权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪原，高芳，张志民，郭闯，韩常海，
申请(专利权)人：海南龙祥原科技有限公司，
类型：发明
国别省市：