[發明專利]一種H13圓鋼連鑄連軋制造工藝

有效

• 申請號: 201811233843.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109158558B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 文輝;李英奎
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/043
• 分類號: B22D11/043;B22D11/115;B22D11/12;B21B1/46;B21B45/00;C21D1/32;C21D8/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

本發明涉及一種Φ50mm?Φ150mm規格熱作模具用H13圓鋼的連鑄連軋制造工藝，該鋼種合金含量9%，采用300mm×400mm以上斷面的弧形方坯連鑄機連鑄，采用850可逆式及連軋機組進行軋制。由于該鋼種合金含量較高，在凝固過程易產生嚴重的偏析、中間裂紋和中心裂紋，連鑄過程中變形抗力大，易產生表面軋制缺陷，內部疏松不易在軋制過程中焊合，軋后空冷易出現開裂現象，嚴重影響軋材及最終產品的質量。因此通過連鑄電磁攪拌技術、輕壓下技術、超弱冷技術的應用，結合高溫擴散處理、帶溫退火等工藝，從而有效的控制帶狀組織級別，防止連鑄坯中心裂紋、表面裂紋和軋材冷卻應力裂紋，提高軋材的超聲波探傷合格率、帶狀組織合格率。

技術領域

本發明涉及一種圓鋼的制造工藝，具體的說是一種Φ50mm-Φ150mm規格熱作模具用H13圓鋼連鑄連軋制造工藝。

背景技術

H13鋼屬于空冷淬硬鋼，是最具代表性的熱作模具鋼之一。該鋼種具有良好的熱強性、韌性、熱疲勞性能、耐磨性能及熱處理變形小的優點。由于該鋼種合金含量高，帶狀組織要求高等原因，國內大多采用模鑄、電渣重熔和鍛壓等工藝進行生產，生產成本較高。

H13鋼中的合金元素含量較高，達到9%左右，高溫熱塑性較低，碳及合金元素極易出現嚴重偏析，特別是鉻、釩元素的作用，使得該鋼在凝固過程中出現不平衡的亞穩定共晶碳化物，此類碳化物屬于一次碳化物，其形態大多呈粗大條狀。

H13鋼的液態導熱系數較小，溫度梯度較大，故結晶前沿無足夠的過冷度，阻礙了固相向前生長的速度，造成結晶溫度間隔增大，鋼中的Mo 和V 元素均為強碳化物形成元素，在高溫時，易以固相析出，相當穩定，阻礙了金屬液的流動，凝固過程中鑄坯熱應力大。因此H13鋼的偏析、縮松、裂紋等凝固缺陷明顯高于普通碳鋼。

H13鋼是空冷淬硬鋼，空冷條件下冷速過慢會產生網狀碳化物組織，會嚴重影響材料的力學性能，冷速過快極易出現材料冷卻應力開裂現象。

因此，由于H13鋼合金含量較高，在凝固過程易產生嚴重的偏析、中間裂紋和中心裂紋，連鑄過程中變形抗力大，易產生表面軋制缺陷，內部疏松不易在軋制過程中焊合，軋后空冷易出現開裂現象，嚴重影響軋材及最終產品的質量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，如何有效的控制H13鋼帶狀組織級別、防止連鑄坯中心裂紋、表面裂紋和軋材冷卻應力裂紋，提高軋材的超聲波探傷合格率、帶狀組織合格率。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種H13圓鋼連鑄連軋制造工藝，包括：

⑴連鑄：采用320mm×400mm以上斷面的弧形方坯連鑄機生產，采用超弱冷冷卻，比水量為0.21～0.25L/Kg，結晶器電磁攪拌參數：570A*2Hz，輕壓下模式為前三個壓下輥分別壓下2mm-2mm-2mm，后四個壓下輥壓下量全部為0mm，拉速：0.51～0.6m/min，過熱度為10℃～35℃；

⑵連鑄后熱裝熱送至加熱爐：鑄坯經全封閉保溫車熱送至加熱爐，熱送溫度控制在300℃～700℃。

⑶高溫擴散加熱：在步進式加熱爐進行高溫擴散加熱，不供熱段溫度300～800℃，預熱段溫度750～1000℃，加熱Ⅰ段溫度950～1220℃，加熱Ⅱ段溫度1230～1290℃，均熱段溫度1230～1280℃，鋼坯在加熱Ⅱ段和均熱段的總時間8～9小時，鋼坯總加熱時間10～12小時；

⑷軋制：軋機初軋采用大小壓下結合的方式，前3道次壓下控制在20～40mm，后3道軋制壓下控制在55mm～70mm；

⑸軋后在臺車爐進行帶溫球化退火處理：軋后圓鋼在冷床上空冷至300℃以下，帶溫裝入臺車退火爐進行球化退火，帶溫退火入爐溫度50℃～300℃，升溫速度40～100℃/小時，升溫至860±20℃后保溫15～17小時，隨爐冷至500℃后出爐空冷，爐冷速度10～20℃/小時。