一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝的製作方法
2023-10-10 19:14:24 3
專利名稱：一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵行業中的低碳錳鋼，具體地說是一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝。
背景技術：
帶狀組織是影響鋼的組織和性能均勻性的重要原因。帶狀組織的存在會使鋼的力學性能呈各向異性，影響鋼的橫向塑性，因此降低了鋼的衝擊韌性和斷面收縮率。SA-210C、20MnG、25MnG等低碳錳鋼，為生產高壓鍋爐用無縫鋼管的坯料，主要用於工業蒸汽鍋爐的製造，其工作壓力達到lOMPa，工作溫度達到450°C，由於高壓鍋爐管用途的特殊性及高安全性的要求，對鋼的橫向和縱向性能要求較高。因此，材料的帶狀組織級別的控制非常重要， 要求棒材的帶狀組織控制在2. O級以下，因此，普通的軋制工藝已經不能滿足要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，採用該軋制工藝能夠將低碳錳鋼棒材的帶狀組織穩定控制在2. O級以下，鋼的橫向與縱向性能一致，滿足使用要求。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特徵在於該軋制工藝具體要求如下
I)在加熱過程中，控制裝鋼和出鋼節奏，鋼坯總加熱時間210 240分鐘，並在1220 1250°C的爐氣溫度下均熱90 110分鐘，保證碳元素擴散充分且均勻，並使奧氏體晶粒尺寸超過原始帶狀的條帶寬度；可以是按照130 150秒/支節奏裝鋼和出鋼。鋼坯在高溫段均熱時間可以為100分鐘。2)在冷卻過程中，對軋材進行風冷，使軋材在兩相區加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎上的長距離擴散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。可以在冷床入口處設置風扇對軋材進行風冷。下面具體說明本發明技術方案制定的理由。I、帶狀組織的定義
低碳錳鋼的帶狀組織是指沿鋼材軋制方向形成的，以先共析鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此堆疊而成的組織形態。2、帶狀組織形成的原因
由於鋼液在連鑄結晶過程中選擇性結晶形成化學成分呈不均勻分布的枝晶組織，連鑄坯中的粗大枝晶在軋制時沿變形方向被拉長，並逐漸與變形方向一致，從而形成碳及錳元素的貧化帶和貧化帶彼此交替堆疊。在冷卻過程中，先在碳及合金元素貧化帶(過冷奧氏體穩定性較低)析出先共析鐵素體，將多餘的碳排入兩側的富化帶，最終形成以鐵素體為主的帶；而碳及錳元素富化帶(過冷奧氏體穩定性較高)，在其後形成以珠光體為主的帶，因而形成了以鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此交替的帶狀組織。按照本發明軋制工藝生產的低碳錳鋼棒材的帶狀組織級別小於2. O級，鋼的橫向與縱向性能一致。本發明具有以下優點採用控制裝鋼和出鋼節奏，保證每支鋼坯加熱的均勻性，同時保證鋼坯的總加熱時間；採用高溫均熱的方法，鋼坯在高溫下均熱一定的時間，保證碳、錳元素擴散充分且均勻，同時使得奧氏體晶粒尺寸超過原始帶狀的條帶寬度；採用軋材風冷，使軋材在兩相區加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎上的長距離擴散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。
具體實施例方式 實施例I
一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，該軋制工藝具體要求如下
O在加熱過程中，加熱爐有效尺寸為34. 4X10. 9米；燃料為高爐煤氣；加熱能力為180t/h ;坯料斷面為220X260mm2 ;坯料長度8. 8 10. 25米。控制裝鋼和出鋼節奏，按照130秒/支節奏裝鋼和出鋼。鋼坯總加熱時間220分鐘，鋼坯在1240°C的溫度下均熱100分鐘，保證碳、錳元素擴散充分且均勻，並使奧氏體晶粒尺寸超過原始帶狀的條帶寬度。13架連軋機組800X3、700X2、610X4、430X4 二輥短應力線軋機，將鋼坯軋製成圓鋼。4臺熱鋸I臺固定鋸、3臺移動鋸，按照用戶要求鋸切定尺。2)在冷卻過程中，對軋材進行風冷，冷床為步進齒條式，冷床寬度38. 5m ;冷床長度22m;在冷床入口處架風扇對棒材進行風冷。使軋材在兩相區加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎上的長距離擴散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。得到的高壓鍋爐管用SA-210C低碳錳鋼棒材為# 70mm，鋼的帶狀組織最高為I. O級，最低為O級，平均為O. 5級。實施例2
高壓鍋爐管用SA-210C低碳錳鋼棒材為β 90mm，鋼的帶狀組織最高為2. O級，最低為O. 5級，平均為I. O級其餘實施如實施例I。實施例3
高壓鍋爐管用SA-210C低碳錳鋼棒材為β 110mm，鋼的帶狀組織最高為2. O級，最低為O. 5級，平均為I. 5級其餘實施如實施例I。本發明生產的低碳錳鋼，如SA_210C、20MnG等鋼種經過高壓鍋爐管生產企業的檢驗及使用，其生產的高壓鍋爐管的橫向和縱向的塑性和韌性基本一致，滿足了使用要求。
權利要求
1.一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特徵在於該軋制工藝具體要求如下 1)在加熱過程中，控制裝鋼和出鋼節奏，鋼坯總加熱時間210 240分鐘，並在1220 1250°C的爐氣溫度下均熱90 110分鐘，保證碳、錳元素擴散充分且均勻，並使奧氏體晶粒尺寸超過原始帶狀的條帶寬度； 2)在冷卻過程中，對軋材進行風冷，使軋材在兩相區加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎上的長距離擴散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。
2.根據權利要求I所述的能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特徵在於步驟I)中，按照130 150秒/支節奏裝鋼和出鋼。
3.根據權利要求I所述的能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特徵在於步驟I)中，在1240°C的爐氣溫度下均熱100分鐘。
4.根據權利要求I所述的能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特徵在於步驟2)中，在冷床入口處設置風扇對軋材進行風冷。
全文摘要
本發明公開了一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，具體要求如下控制裝鋼和出鋼節奏，鋼坯總加熱時間210～240分鐘，並在1220～1250℃的爐氣溫度下均熱90～110分鐘，保證碳、錳元素擴散充分且均勻，並使奧氏體晶粒尺寸超過原始帶狀的條帶寬度；對軋材進行風冷，使軋材在兩相區加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎上的長距離擴散，控制鐵素體—珠光體帶狀組織。可以在冷床入口處設置風扇對軋材進行風冷。採用該軋制工藝能夠將低碳錳鋼棒材的帶狀組織穩定控制在2.0級以下，鋼的橫向與縱向性能一致，滿足使用要求。
文檔編號C21D8/00GK102876868SQ20121038906
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者許加陸, 周浩, 趙新春 申請人:中天鋼鐵集團有限公司