[發明專利]一種改善金屬棒材低倍缺陷的軋制方法

無效

• 申請號: 201110342275.X
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102357537A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 曹娜;陳宏豫;王彥文;程少鵬;周勝剛
• 申請（專利權）人: 承德建龍特殊鋼有限公司
• 主分類號: B21B37/46
• 分類號: B21B37/46;B21B1/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳麗燕

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，涉及一種金屬棒材及其軋制工藝，主要適用 于改善金屬棒材低倍缺陷縮孔和疏松的軋制。

背景技術

棒材一般指橫截面形狀為圓形、方形、六角形、八角形等簡單圖形、長度 相對橫截面尺寸來說比較大并且通常都是以直條狀提供的一種材料產品。棒材 一般都可進行機械加工。能制成棒材的材料非常多，例如：鋼棒、鋁棒和銅棒 等金屬棒材、木棒、橡膠棒、塑料棒、玻璃棒。棒材與絲材的區別主要有以下 幾點：

1)絲材通常不是以直條狀提供，而是以盤狀提供；

2)絲材的長度相對其橫截面尺寸來說一般非常大；

3)絲材的橫截面方向一般不再加工。

金屬棒材主要品種包括圓鋼和螺紋鋼，產品主要用于建筑、橋梁、公路、 機械加工、水利、石油等行業。

金屬棒材的生產工藝流程主要包括：原料準備→鋼坯加熱澆鑄形成鋼錠→ 軋制→倍尺剪切→冷卻→剪切→檢驗→包裝→計量→入庫。

原料準備主要是對原料鋼坯進行驗貨。鋼坯加熱的目的是提高鋼的塑性， 降低變形抗力，以便于軋制，正確的加熱工藝，還可以消除或減輕鋼坯內部組 織缺陷。軋制是利用金屬的塑性使金屬在兩個旋轉的軋輥之間受到壓縮產生塑 性變形，從而得到具有一定形狀、尺寸和性能的鋼材的加工過程，是整個軋鋼 生產工藝過程的核心，對產品質量起著決定性作用。軋制產品質量包括：產品 的幾何形狀、尺寸精確度、內部組織、工藝力學性能及表面光潔度等幾個方面。 因此，軋制工序必須根據產品技術標準或技術要求，生產產品特點和生產技術 裝備能力，以及生產成本和工人勞動條件等方面的要求，制定相應的軋制工藝 技術規程和工藝管理制度，以確保軋制產品質量和技術經濟指標達到最優化。 精整主要包括鋼材冷卻、鋼材剪切以及鋼材驗貨，主要是通過合理的工藝得到 具有特定尺寸以及質量優良的棒材。

鋼液在澆注形成鋼錠后的冷凝過程中，由于體積收縮而得不到液態金屬的 補充，逐步凝固時在鋼錠的中心部位形成孔進而形成空洞狀的缺陷。大而集中 的空洞稱為縮孔，細小而分散的空隙則稱為疏松，它們一般位于鋼錠最后凝固 的部分，其內壁粗糙，周圍多伴有許多雜質和細小的氣孔。疏松分為一般疏松 和中心疏松。一般疏松指在橫向低倍試片上表現的呈分散的小孔隙和小黑點， 孔隙多呈不規則的多邊形或圓形，分布在邊沿部分以外的整個斷面上，呈現組 織不致密現象；中心疏松指在橫向低倍試片上的中心部位呈集中的小孔隙和小 黑點，位于鋼錠中心部位。棒材橫向即棒材斷面圖從左至右的方向?？s孔、疏 松屬于常見的金屬棒材低倍缺陷。

為了減少低倍缺陷縮孔疏松，在鋼液澆注、結晶過程中要采用合理的工藝， 例如可以采用較高的鑄造溫度和較慢的鑄造速度相配合來減少縮孔和疏松的產 生，也可以采用適當的凝固方式和凝固方向。凝固方式主要包括逐層凝固、體 積凝固和中間凝固，凝固方向主要有順序凝固和同時凝固。但是通過這些方式 并不能完全杜絕低倍缺陷縮孔和疏松的產生。

從熱加工原理來講，當軋制比足夠(一般認為≥13)、溫度合適、變形制度 合理時，一般疏松可在軋制過程中焊合，但軋制比并不是唯一的決定因素。例 如縮孔與外界貫通，則加熱時被氧化，軋制后則不能焊合。而縮孔在軋制過程 中則不能焊合。

因此，在后續軋鋼過程中，如果不能有效地控制，低倍缺陷縮孔和疏松殘 留在鋼材內，低倍檢查時，就會顯示出來。低倍即宏觀檢驗，指用肉眼或借助 30倍以下的放大鏡對金屬的組織和缺陷進行檢查。低倍是控制金屬材料的產品 質量、研究鑄造和加工工藝的一種重要而簡便的方法。

低倍缺陷縮孔和疏松的存在減少了棒材的有效承載面積，造成應力集中， 降低了棒材的致密度、表面光潔度以及耐腐蝕性，使機械性能顯著降低，并降 低了棒材的使用壽命，嚴重影響了棒材的質量。

在現有工藝、設備條件下，金屬棒材按照既定的軋制制度進行，其軋制速 度、軋制溫度等受到設備能力、工藝設計等因素制約，對金屬尤其是一些特殊 要求品種的熱應力加工變形極為不利，軋制后金屬棒材低倍缺陷縮孔和疏松仍 會經常出現，嚴重影響了棒材的質量。因此，如何在金屬棒材軋制過程中有效 控制低倍缺陷縮孔和疏松就顯得尤為重要。

發明內容