一种抑制小方坯轴承钢加热弯钢的工艺方法

摘要

本发明涉及一种抑制小方坯轴承钢加热弯钢的工艺方法，包括如下步骤：1）选用轴承钢坯长12000mm，坯料两端搭出蓄热式步进梁长度不大于950mm；2）轴承钢小方坯入炉布料时采用前空5步，加热温度随前钢种，待前接钢种出钢完毕后再升温保温，小方坯在预热段温度为≤950℃，加热段加热时采用1130-1180℃保温70-100分钟，均热段功能含加热段及均热段的双重功能，采用1200-1240℃保温70-100分钟；3）保温至规定时间后进行轧制，待本批轴承钢入炉后空25步再接其他钢种。本发明通过选取小方坯生产轴承钢盘条，抑制小方坯加热弯钢的问题，碳化物扩散均匀，碳化物不均匀性满足标准要求，是一种安全，低成本，高效的轴承钢生产方法。

说明书

技术领域

本发明属于轴承钢生产方法技术领域，特别涉及一种抑制小方坯轴承钢加热弯钢的 工艺方法，该方法适用于生产轴承滚针、滚珠所使用的小规格高碳铬轴承钢盘条。

背景技术

轴承钢含碳量高，在连铸过程中会不同程度地析出碳化物，有研究表明这种碳化物 的不均匀性对轴承的使用寿命有很大影响。为了消除上述缺陷，在轴承钢轧制前需要较 高的加热温度和较长的保温时间，以达到消除碳化物不均匀性的目的。目前主要有两种 生产方式：一种是大坯料经先加热开坯再进行轧制，目前我国大部分钢铁企业所生产轴 承钢盘条都是这种两火成材的生产方法（坯料为280mm×380mm），该方法增加一道加热 开坯工序，电力、燃气等消耗增大，生产效率低，烧损大，吨钢生产成本增加100元以 上。另一种是小坯料直接生产轴承钢，该方法一般选用150mm×150mm×9000mm的小方坯， 特钢企业大部分采用常规步进梁式加热炉，上下烧嘴或者端部烧嘴加热后进行轧制，该 炉型燃料利用率低，成材率低，生产成本高。

目前很多钢企都采用高效、节能的蓄热式步进梁式加热炉，该类型加热炉炉子燃料 消耗量低，可节能25%～30%。但加热方式为蓄热式烧嘴和换向系统组成的两端加热，存 在炉内两端温度高于炉内中间的情况，使得坯头温度过高导致在加热时坯头下弯，难以 出钢从而引发生产事故。同时，在生产不同钢种加热时为避免加热温度相互影响，一般 企业通常在两钢种之间采用大量空步的方式，待前面钢种出钢结束后进行倒空步后再进 行该钢种的轧制，但轴承钢温度一般高于其它钢种，在高温下倒空步时，由于大量空步 所在炉腔处没有吸热源，热量高，坯料端部靠空步侧热膨胀较大，导致坯料在步进梁上 移动时端头向空步反向弯曲，发生坯料侧弯，造成难以出钢，从而发生安全事故。而如 果降低加热温度则又会引起碳化物不均匀性难以缓解的问题。因此蓄热式步进梁式加热 炉对正常坯长在12000mm左右的小方坯难以生产轴承钢。

在轴承钢盘条加热方面的技术专利CN101177728A《一种连铸轴承钢大方坯的加热方 法》中，采用280mm×380mm大方坯经加热段1220-1280℃保温不低于2小时，均热段 1200-1250℃保温不低于3小时的加热方法，该方法提高了加热温度，缩短了保温时间， 保证了碳化物不均匀性合格和不过烧，满足了轴承钢连铸坯的批量生产需求。但是却存 在大方坯本身偏析更加严重，坯料难以烧透，需加热温度高，加热时间长，对炉体损耗 大，燃气消耗大，生产效率低，生产成本高等问题。

发明内容

本发明的目的是为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够保证钢坯不弯 钢，安全、高效、成本低的小方坯轴承钢的生产方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种抑制小方坯轴承钢加热弯钢的工艺方法，包括如下步骤：

1）选用轴承钢坯长12000mm，坯料两端搭出蓄热式步进梁长度不大于950mm；

2）轴承钢小方坯入炉布料时采用前空5步，加热温度随前钢种，待前接钢种出钢完 毕后再升温保温，小方坯在预热段温度为≤950℃，加热段加热时采用1130-1180℃保温 70-100分钟，均热段功能含加热段及均热段的双重功能，采用1200-1240℃保温70-100 分钟；

3）保温至规定时间后进行轧制，待本批轴承钢入炉后空25步再接其他钢种。

还包括如下的步骤：上述步骤2）之后在进行轧制调试时，若加热段保温时间达到要 求后则降温至1050-1100℃，均热段保温时间达到要求后则开始降温至1150-1180℃保温， 若在该保温温度下超过40分钟，则降温至1120-1150℃，待生产正常后，加热段温度升 至1130℃以上，均热温度升至1200℃以上方可出钢。

所述步骤2）中均热段采用1230℃保温70分钟。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.选用12000mm替代原有12500mm的坯长，缩短坯料两端搭出步进梁的最大长度， 最大值由1200mm缩至950mm，避免坯料两端温度过高后刚度下降，因重力原因导致坯料 下弯，造成难以出钢的生产事故。同时较其它坯料长度为9000mm的小方坯，成材率更高。

2.采用与前钢种空5步并随前钢种加热，待前钢种出钢结束后再升温保温，有效地 抑制了坯料在高温下倒空步时端部侧弯的现象，同时能够防止由于不空步时前几颗坯料 靠近炉口，均热温度难以保证问题的发生；轴承钢小方坯全部入炉后空25步再接其它钢 种，防止后接钢种温度超出规范要求甚至导致弯钢事故。

3.均热段加热时采用1200-1240℃保温70-100分钟，特别是在1230℃保温70分钟， 便可达到碳化物扩散均匀，碳化物不均匀性完全满足标准要求，同时保证钢坯不弯钢， 保证安全生产。本专利中均热段均能含加热段及均热段的双重功能，即在高温段升温保 温，便于高温段温度的控制，防止加热段温度过高，均热保温时发生弯钢。

4.加热段及均热段超过保温时间后采用上述降温及升温机制，待生产正常后再次升 温至要求温度段，避免了因高温加热时间过长造成坯料弯曲的现象。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明 如下：

实施例一：Φ5.5mm热轧轴承钢盘条的生产

1）选用150mm×150mm×12000mm连铸轴承钢小方坯，坯料两端搭出蓄热式步进梁长 度950mm；

2）轴承钢小方坯入炉布料时采用前空5步，随前钢种温度进行加热，此时加热炉预 热段温度850℃，加热段温度1020℃，均热段温度1100℃，待前钢种出钢结束后，加热 炉各段开始升温保温，加热炉预热段温度850℃，加热段温度升至1130℃，保温90分钟， 均热段温度升至1210℃，保温90分钟，待本批轴承钢入炉后，后空25步再接其它钢种；

3）本次生产中进行轧制调试，加热段保温时间达到90分钟后降温至1050℃，均热 段保温时间达到90分钟后降温至1150℃保温，保温40分钟后，降温至1120℃；保温38 分钟后调试结束，加热段温度升至1135℃，均热温度升至1208℃后出钢。

本次生产顺利结束，未发现坯料弯曲。对轧制的轴承钢盘条进行碳化物检测，检测 结果见表1。数据表明碳化物不均匀性指标完全满足标准要求。

表1实施例中轴承钢盘条检测结果

实施例二：Φ8.0mm热轧轴承钢盘条的生产

1）选用150mm×150mm×12000mm连铸轴承钢小方坯，坯料两端搭出蓄热式步进梁 长度0.1mm；

2）轴承钢小方坯入炉布料时采用前空5步，随前钢种温度进行加热，此时加热炉预 热段温度900℃，加热段温度1040℃，均热段温度1130℃，待前接钢种出钢结束后，加 热炉各段开始升温保温，加热炉预热段温度900℃，加热段温度升至1150℃，保温70分 钟，均热段温度升至1230℃，保温70分钟，待本批轴承钢入炉后，后空25步再接其它 钢种；

3）本次生产中进行轧制调试，加热段保温时间达到70分钟后降温至1100℃，均热 段保温时间达到70分钟后降温至1180℃保温，保温40分钟后，降温至1140℃，保温27 分钟后调试结束，加热段温度升至1130℃，均热温度升至1200℃后出钢。

本次生产顺利结束，未发现坯料弯曲。对轧制的轴承钢盘条进行碳化物检测，检测 结果见表1。数据表明碳化物不均匀性指标完全满足标准要求。

实施例三：Φ14.0mm热轧轴承钢盘条的生产

1）选用150mm×150mm×12000mm连铸轴承钢小方坯，坯料两端搭出蓄热式步进梁 长度500mm；

2）轴承钢小方坯入炉布料时采用前空5步，随前钢种温度进行加热，此时加热炉预 热段温度920℃，加热段温度1080℃，均热段温度1140℃。待前接钢种出钢结束后，加 热炉预热段温度920℃，加热段温度升至1180℃，保温100分钟，均热段温度升至1240 ℃，保温100分钟，待本批轴承钢入炉后，后空25步再接其它钢种；

3）本次生产中进行轧制调试，加热段保温时间达到100分钟后降温至1090℃，均热 段保温时间达到100分钟后开始降温至1170℃保温，保温40分钟后，再次降至1130℃， 保温50分钟后调试结束。将加热段温度升至1140℃，均热温度升至1210℃开始正常轧 制。

本次生产直至结束，未发现坯料弯曲。对轧制的轴承钢盘条进行碳化物检测，检测 结果见表1。数据表明碳化物不均匀性指标完全满足标准要求。

采用本发明生产的轴承钢盘条，产品规格为Φ5.5-14.0mm，达到安全高效、碳化物 不均匀性指标能够完全得到保证的标准要求。

本发明通过选取小方坯生产轴承钢盘条，成功避免了大方坯生产高能耗，高烧损， 高成本的问题，也避免了普通加热炉9000mm小方坯成材率低的问题，同时成功抑制了 12000mm左右小方坯加热弯钢的问题，是一种安全，低成本，高效的小方坯轴承钢在蓄热 式步进梁式加热炉中的加热工艺方法。

本发明GCr15小方坯断面为150mm×150mm，选用蓄热式步进梁式加热炉进行加热， 主要从坯长选择，坯料排布，加热温度及时间匹配，升温及降温机制的设计，在保证轴 承钢碳化物不均匀性指标满足标准要求的前提下，达到了安全高效的小方坯生产轴承钢 盘条的目标。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员 应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替 换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术范围之内。