[發明專利]一種降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度的加熱方法

在審

• 申請號: 202010570726.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111842485A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 蘇振偉;屠興壙;周淼;張盛華
• 申請（專利權）人: 中天鋼鐵集團有限公司;常州中天特鋼有限公司
• 主分類號: B21B3/00
• 分類號: B21B3/00;B21B3/02;B21B37/74;B21B45/00;B21B45/02;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明屬于加熱技術領域，公開了一種降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度的加熱方法。鋼坯在三段式加熱爐內以不高于1230℃溫度加熱2.5～3小時，加熱前兩段低加熱溫度，抑制脫碳，并使鋼坯溫度均勻，防止隨后快速升溫鋼坯產生熱應力裂紋；加熱第三段提高溫度，使鋼的氧化速度大于脫碳速度，抑制脫碳的形成，并使鑄態組織充分奧氏體化，具備開軋條件；精軋機組、mini機組采用不高于920℃的較低溫度軋制，吐絲溫度采用不高于820℃的較低溫度；控冷前期采用風機快速強冷至不高于600℃，抑制軋后氧化脫碳，隨后關閉保溫罩緩冷減少馬氏體的析出。該工藝有效降低了含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度。

技術領域

本發明屬于加熱技術領域，涉及一種鋼材的加熱工藝，具體的說是一種降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度的加熱方法。

背景技術

合金結構鋼是指用作機械零件和各種工程構件并含有一種或數種一定量的合金元素的鋼，常見的合金元素包括Cr、Mo、Mn、V、B、Si、Ti、Ni、Cu等。合金結構鋼由于具有合適的淬透性，經適宜的金屬熱處理后，顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體，因而具有較高的抗拉強度和屈強比，較高的韌性和疲勞強度，和較低的韌性－脆性轉變溫度，可用于制造截面尺寸較大的機器零件。

含鋁合金結構鋼是調質結構鋼的一個組成部分，其在一般CrMo鋼的基礎上加入了人較高的Al元素，以改善鋼的冷成型塑性，同時又可以通過調質熱處理獲得足夠高的強度和硬度，因此常被用于加工變形量較大、高機械性能要求較高的金屬結構件。鋼坯加熱過程中，由于鋼中含有較高的Al元素使脫碳傾向明顯加劇，采用常規生產工藝生產的含鋁合金結構鋼熱軋盤條會存在較深的脫碳層甚至完全脫碳層。采用脫碳層較深或存在完全脫碳的加工的金屬結構件，其機械性能和疲勞性能都將明顯降低，存在因為零件表層硬度不足導致的變形、斷裂、疲勞壽命降低、引發失效等問題。

目前，國內多數鋼廠為降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳，采用二火成材工藝路線和鋼坯增加防脫碳涂料兩種主要解決方案，但目前還未有通過精確控制加熱溫度，采用控溫以及結合控制控冷工藝，有效降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳，并實現批量生產的方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度的加熱方法，采用該工藝方法可有效降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度，解決了因含鋁合金結構鋼熱軋盤條脫碳明顯而引起的金屬結構件調質熱處理后表層硬度不足進而導致變形、斷裂、疲勞壽命降低、引發失效等問題。最終使盤條總脫碳層深度≤0.02mm，且無鐵素體脫碳現象。

一種降低含鋁合金結構鋼盤條脫碳層深度的加熱方法，工藝包括：加熱爐加熱、精軋機組軋制、mini機組軋制、吐絲、水霧風機及保溫罩冷卻，步驟如下：

(1)鋼坯通過加熱爐加熱，在不高于1230℃溫度的溫度下加熱2.5～3小時；

進一步，優選的加熱溫度：加熱一段700～750℃，加熱二段890～920℃，均熱段1180～1230℃。加熱時間方面，均熱段實際加熱時間不超過半小時，加熱一段、加熱二段的實際總加熱時間都不低于1小時。空燃比方面，加熱一段、加熱二段、均熱段分別控制在0.50～0.60、0.50～0.55、0.65～0.75。

(2)軋件進入精軋機組軋制，精軋機組軋制溫度不高于920℃；

進一步，優選的軋制溫度在890～920℃；

(3)精軋機組軋制后的軋件進入mini機組軋制成盤條成品規格，mini機組軋制溫度不高于920℃，終軋溫度不高于950℃；

進一步，優選的軋制溫度在890～920℃，終軋溫度920～950℃；

(4)終軋后盤條通過吐絲機成圈，吐絲溫度不高于820℃；

進一步，優選的吐絲溫度在800～820℃；