[發明專利]一種硬度低于200HBW合金鋼棒材的生產方法

在審

• 申請號: 201610180418.4
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105671281A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 柳洋波;佟倩;孫齊松;陳京生;丁寧;馬躍;劉珂;呂迺冰
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C21D8/06
• 分類號: C21D8/06
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 王普玉

技術領域

本發明屬于特殊鋼生產技術領域，特別涉及一種硬度低于200HBW合金鋼棒 材的生產方法。適用于規格范圍為Φ18mm-Φ35mm的合金鋼棒材。

背景技術

熱軋合金鋼棒材加工的第一道工序為冷剪下料或者拉拔。當鋼材熱軋硬度偏 高時，剪切下料和拉拔都造成一定困難。所以對于冷剪下料，用戶要求軋材硬度 ＜229HBW，對于拉拔則要求硬度＜200HBW。國標GB/T3077規定了鋼材退火或者 高溫回火供應狀態的布氏硬度的上限值在200HBW左右。合金鋼的淬透性越好， 熱軋棒材硬度越容易超過國標規定的硬度值。對于規格范圍Φ18mm-Φ35mm的棒 材，冷床冷速達到1-2℃/s的冷速，因此熱軋棒材硬度更容易超標。因此，為了 降低硬度采用退火或者高溫回火。但是退火交貨噸鋼成本增加300元左右。由于 鋼鐵行業不景氣，為降低生產成本取消退火勢在必行。

由于棒材生產線條件限制，冷速難以控制，受棒材的規格和氣候的影響較大。 因此眾多文獻提出，通過采用熱鋸后快速下線、冷床增加保溫罩等措施，使該鋼 緩冷后奧氏體全部轉變為珠光體，避免了產生硬度較高的貝氏體轉變，滿足用戶 對鋼硬度的要求。一方面，該方法要求對現有生產設備進行一定程度的改造，如 有目前的剪切改為熱鋸，增加冷床保溫罩等。另一方面，由于小規格冷速快，就 算是增加快速下線等措施，當棒材到達緩冷坑時，溫度也很低，無法達到上述效 果。

綜上所述，目前尚沒有一種基于現有棒材生產裝備，實現小規格合金鋼棒材 硬度低于200HBW的生產方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硬度低于200HBW合金鋼棒材的生產方法，解決 了小規格合金鋼棒材熱軋強度高的問題。適用于規格范圍為Φ18mm-Φ35mm的合 金鋼棒材。

一種硬度低于200HBW合金鋼棒材的生產方法，具體步驟及參數如下：

1)根據鋼種的性能要求設計成分，并按照中下限控制鋼材的化學成分；

用戶對于合金鋼棒材有淬透性或者熱處理性能的要求。根據神經網絡模擬， 按照中下限設計鋼材的化學成分，有利降低軋材的硬度。

2)軋鋼時，開軋溫度控制為950-1050℃；

根據終軋溫度的要求，同時避免較大的心表溫差，根據軋鋼時的溫降和穿水 情況，設定合理的開軋溫度。終軋前穿水越少，心表溫差也越小。因此建議開軋 溫度1000℃。

3)終軋溫度控制為850℃-1000℃；

根據大量的試驗，我們得出了軋材硬度和終軋溫度、軋后穿水以及冷床冷速 的關系，如圖1所示。從圖中可以看出，在軋后不穿水的情況下，軋材的硬度隨 著終軋溫度的升高而升高，隨著冷速的升高而升高；在軋后穿水的情況下，終軋 溫度對硬度的影響不大，冷速增大，硬度增加，但增加幅度小于不穿水的情況。 因此要實現軋材硬度小于200HBW，單獨控制終軋溫度不能奏效。而且將終軋溫 度降低850℃以下，必然大幅度提高軋材的變形抗力，對精軋機的功率要求較高。 因此我們提出，對終軋溫度控制在850℃-1000℃。

4)穿水后鋼材表面溫度控制為700℃-800℃；

對于Φ18mm-Φ35mm合金鋼棒材，終軋軋速范圍為6m/s-16m/s。當終軋溫度 控制在850℃-1000℃時，軋制升溫比較明顯，溫度越低軋制溫升越大。軋制溫 升和軋制變形能的綜合作用導致軋材的奧氏體晶粒迅速長大，不利于硬度的降低。 因此必須采用軋后穿水來抑制晶粒長大。將穿水后的鋼材表面溫度控制在小于 800℃有利于抑制晶粒長大。當進一步降低穿水后鋼材溫度時，必須考慮兩個問 題：貝氏體相變區和穿水的不均勻性。貝氏體相變發生在550℃以下。但當穿水 不均勻時，可能導致局部到達貝氏體相變區。根據大量的試驗，我們建議穿水下 限為700℃。因此穿水后鋼材表面溫度控制范圍為700℃-850℃。

5)快速下冷床和快速進入保溫坑，入坑溫度為200℃-300℃；合理控制軋 制節奏，快速下冷床，快速進入保溫坑緩冷，入坑溫度大于200℃，消除應力。

本發明的優點在于：將熱軋材硬度降低到200HBW以下，有利于下游用戶的 使用；基于現有棒材生產裝備，不需要對現有設備改造。

附圖說明

圖1為軋材硬度與終軋溫度、冷床冷速以及軋后穿水的關系圖。

具體實施方式

實施例1