一种非调质钢的轧制生产方法技术

本发明专利技术公开了一种非调质钢的轧制生产方法，以连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热

【技术实现步骤摘要】
一种非调质钢的轧制生产方法


[0001]本专利技术属于冶金行业特殊钢生产加工领域，涉及一种非调质钢的轧制生产方法，尤其涉及一种高强韧性非调质钢的轧制生产方法
。

技术介绍

[0002]非调质钢的研制最早起源于
20
世纪
70
年代，是一种高效节能钢，经热锻或热轧后其力学性能即可达到中碳调质钢水平，因而具有节能
、
环保
、
降低生产成本等特点
。
目前，非调质钢已被广泛应用于汽车
、
注塑模具
、
建筑机械
、
农业机械等行业
。
[0003]目前，国内机械加工行业切削用棒材多数使用
45、40Cr
和
42CrMo
等普通钢，这些棒材在作为机械加工切削用原料时需进行调质热处理，调质成本高，而且由于调质过程会增加能耗并污染环境，同时还有一些废品损耗，不符合现今的节能环保要求
。
因此，免去调质处理的可直接切削用非调质钢必将逐步替代普通钢种，成为未来发展趋势
。
[0004]非调质钢是指不经过热处理就可以达到性能要求的机械结构钢，采用此类钢制造零部件，可以省去调质热处理工序，具有节省能源
、
材料
、
工艺简单等优点，可以减少环境污染
、
避免氧化
、
脱碳
、
变形
、
开裂
。
现有国内外生产厂家大多通过改善非调质钢的化学成分来达到对钢材性能的控制，然而，研究证明，单纯通过成分设计很难使得非调质钢达到性能上的要求
。
目前，国内生产易切削非调质钢传统工艺为
:
电炉冶炼～精炼～模铸～控轧控冷
。
该种工艺在生产中的难点为：钢材性能的控制
。
此外，传统轧制工艺则是采用横列式轧制，例如，普通两辊轧制，这种轧制工艺效率较低
。
[0005]首钢总公司提出了一种非调质钢的生产工艺，主要包括：转炉冶炼
、LF
钢包精炼
、
钢包底吹氩以实现全保护浇铸
、
铸坯控温
、
控冷以及轧制等步骤，其中，在轧制步骤中，加热温度
1100
‑
1180℃
，开轧温度
1020
‑
1100℃
，终轧温度
850
‑
920℃
，相对变形量为
15
‑
35
％，轧后冷却到
600℃
后缓慢冷却到室温
。
采用该工艺生产的非调钢，通过缓慢冷却方式在短时间内很难保证钢材芯部和表面的温度趋于一致，很容易导致钢材芯表温差大，从而导致力学性能不均匀
。
[0006]专利
CN106119711A
公开了一种非调质钢棒材及其制造方法，其在精轧后采用强冷和弱冷交替的多段穿水冷却，以使钢材的芯部温度和表面温度趋于一致，从而确保钢材力学性能的均匀性
。
其中，强冷可以保证钢材表面温度迅速减低，弱冷可以使得钢材芯部的温度逐渐扩散到表面，随后再进行强冷，使得热量快速散出
。
采用该专利的技术方案所获得的非调质钢棒材的抗拉强度
905
‑
950MPa
，屈服强度
640
‑
700MPa
，室温下
U
型冲击功
≥108J
，布氏硬度为
240
‑
270HBW
，能够满足油缸活塞杆用棒材钢的高抗拉强度的要求
。
但是，该专利采用横列式轧制方法生产非调质钢棒材，为了控制轧制温度，现场轧制效率非常低，不利于规模化生产和效率提升
。
[0007]专利
CN104032214A
公开了一种非调质钢及其生产工艺，该非调质钢可以代替高要求调质
45
钢进行切削加工
。
该非调质钢的生产方法改变以往非调质钢生产中在精轧前进行冷却的方式，并且冷却方式已改现有技术中采用单一水冷或者空冷且强弱一致的冷却方
式，将强冷和弱冷交替进行，强冷可以保证钢材表面温度迅速减低，弱冷可以使得钢材芯部的温度逐渐扩散到表面，随后再进行强冷，使得热量快速散出，根据实际需要，强冷和弱冷可以交替进行多次
。
此外，该生产工艺在穿水冷却之后还采用喷雾冷却
、
冷床空冷和罩冷的冷却方式，使钢坯表面温度与芯部温度基本达到一致
。
该非调质钢棒材的抗拉强度
750
‑
820MPa
，屈服强度
500
‑
560MPa
，冲击韧性
≥42J
，硬度
190
‑
210HBW
，可以代替高要求调质
45
钢进行切削加工
。
但是由于，该非调质钢的生产工艺中冷却方式复杂，控制难度较高
。
此外，该生产工艺在冷床区域还需要专门设计喷雾冷却设备和装置，一方面增加了装备成本，另一方面，对现场生产组织带来极大问题
。
再者，该专利提供的非调钢生产工艺采用横列式轧制，为了控制轧制温度，现场轧制效率非常低，不利于规模化生产和效率提升
。
[0008]现有技术对于提高非调质钢棒材力学性能轧制方法，存在如下缺点：第一，目前工艺生产的非调钢，通过缓慢冷却方式在短时间内保证钢材芯部和表面的温度趋于一致，很容易导致钢材芯表温差大，从而导致力学性能不均匀
。
第二，为了继续降低钢材温度，冷床区域还需要专门设计喷雾冷却设备和装置，一方面增加了装备成本，另一方面，对现场生产组织带来极大问题
。
第三，目前非调钢采用的是横列式轧制，如专利
CN106119711A
中所述的精轧，其采用一组机架往复式轧制，为了控制轧制温度，现场轧制效率非常低，不利于规模化生产和效率提升
。
[0009]另外，由于非调质钢经轧制后不能再进行调质热处理，这进一步增加了生产高性能性能非调质钢的工艺控制难度
。

技术实现思路

[0010]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种非调质钢的轧制生产方法，采用全连轧
(
即，纵列式轧制
)
方式对轧件进行一次性连续轧制，该轧制方法能够提高非调质钢的力学性能，其晶粒度控制
、
硬度控制和力学性能控制均可达到同类钢种的调质工艺要求
。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种非调质钢的轧制生产方法，所述非调质钢包括以下含量
(w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非调质钢的轧制生产方法，其特征在于，所述非调质钢包括以下重量百分含量
(wt.
％
)
的化学成分：
C
：
0.35
～
0.45
；
Si
：
0.30
～
0.80
；
Mn
：
1.20
～
1.60
；
Cr
：
0.10
～
0.25
；
P≤0.020
；
S≤0.035
；
V
：
0.05
～
0.15
；
Al:≤0.030
；
Ni:≤0.25
；
N:0.010
～
0.014
；其余为
Fe
及不可避免的杂质；所述轧制生产方法以连铸坯为原料，依次包括如下工序：加热
、
除鳞
、
粗轧
、
连轧
、
第一穿水冷却
、
棒材减定径机组精轧
、
第二穿水冷却和冷床冷却，最终得到成品棒材
。2.
根据权利要求1所述的非调质钢的轧制生产方法，其特征在于，所述加热工序中，对所述连铸坯进行加热，均热段的温度为
1150
～
1210℃
；和
/
或，所述加热工序中，所述预热段的温度
≤750℃
；和
/
或，所述加热工序中，所述加热一段的温度
900
～
1050℃
；和
/
或，所述加热工序中，所述加热二段的温度
1050
～
1150℃
；和
/
或，所述加热工序中的总加热时间为
3.5
～
5h
，所述均热段的均热时间为
30
～
80min。3.
根据权利要求1或2所述的非调质钢的轧制生产方法，其特征在于，所述粗轧工序中，入口温度为
950
～
1050℃
，粗轧道次为5～7道次；和
/
或，所述连轧工序包括中轧工序和预精轧工序，连轧后得到适合进入棒材减定径机组的来料，所述中轧工序的入口温度为
900
～
1000℃
，中轧道次为5～7道次；和
/
或，所述预精轧工序中，预精道次为3～5道次，预精轧出口温度为
850
‑
950℃
；和
/
或，所述棒材减定径机组精轧工序中，入口温度为
800
～
850℃。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的非调质钢的轧制生产方法，其特征在于，所述第一穿水冷却工序中，将连轧后的来料进行穿水冷却至轧件表面温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，周敦世，徐海锋，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：