一种控制大规格中碳CrMo类钢材组织转变的冷却工艺

摘要

本发明公开了一种控制大规格中碳CrMo类钢材组织转变的冷却工艺，包括以下步骤：将长尺轧件在横移台架空冷待温；通过横移台架输出至长尺冷床输入辊道，控制并实测进入长尺冷床输入辊道时的温度即为转变起始温度；由长尺冷床输入辊道进入长尺冷床保温罩，在罩内运送，根据所需的转变终了温度，结合转变起始温度和长尺轧件在该长尺冷床保温罩内的温降速率控制长尺轧件在长尺冷床保温罩内的停留时间，即长尺冷床保温罩的运送速度；长尺轧件运送出保温罩，实测温度即为转变终了温度。采用本发明冷却工艺可获得较多珠光体(P)和铁素体(F)，使得钢材硬度≤260HB，以解决入坑缓冷工艺中存在的工序多、生产周期长、生产成本高、硬度不受控制的问题。

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种控制大规格中碳CrMo类钢材组织转变的冷却工艺。

背景技术

轧钢生产线的轧后冷却工艺是控制高温轧件组织转变的基本技术手段，而轧件组织转变起始温度和终了温度是关键控制参数，而Φ105mm以上大规格中碳CrMo类(如42CrMoA、42CrMo-N2、SCM440等)棒材的冷却工艺则是难点。目前国内外对此类钢材采取的冷却工艺主要是高温入坑缓冷的方法，若要坑冷过程中实现组织转变，钢材入坑时表面温度至少应达到680℃以上，在坑内缓冷时间需达到48小时以上。该工艺的不足之处：

(1)入坑时钢材表面温度应达到680℃以上，从钢材下冷床到吊运入坑全部为人工操作，无固定测温点，温度不能稳定受控，使得珠光体转变少，硬度易超标；

(2)入坑前钢材已定尺锯切成6～8m长度，使得温降极不均匀，每支钢材两端温降快中间温度高，组织转变不均匀；

(3)每个缓冷坑一般只能放约100吨钢材，48小时后才能出坑，一批次生产能力有限，一般都成为了轧钢生产线的工序瓶颈；

(4)入坑缓冷钢材易弯曲须矫直，而钢材组织和硬度不达标，还应退火处理，使得生产成本很高；

(5)从入坑缓冷、退火，到矫直入库，工序多生产周期长，交货期至少增加15天以上；

(6)钢材出坑时温度约200℃，操作工人工作环境很差，劳动强度大，尤其是夏天作业时易使人中暑。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种控制大规格中碳CrMo类钢材组织转变的冷却工艺，获得较多珠光体(P)和铁素体(F)，使得钢材硬度≤260HB，以解决入坑缓冷工艺中存在的工序多、生产周期长、生产成本高、硬度不受控制的问题。

技术方案：本发明公开的一种控制大规格中碳CrMo类钢材组织转变的冷却工艺，包括以下步骤：

将长尺轧件在横移台架空冷待温；

通过横移台架输出至长尺冷床输入辊道，控制并实测进入长尺冷床输入辊道时的温度即为转变起始温度；

由长尺冷床输入辊道进入长尺冷床保温罩，在罩内运送，根据所需的转变终了温度，结合转变起始温度和长尺轧件在该长尺冷床保温罩内的温降速率控制长尺轧件在长尺冷床保温罩内的停留时间，即长尺冷床保温罩的运送速度；

长尺轧件运送出保温罩，实测温度即为转变终了温度。

其中，所述长尺轧件为Φ105mm-Φ130mm的圆钢轧件。

进一步的，所述转变起始温度为710℃-730℃。

进一步的，长尺冷床保温罩内通过矫直齿板挨个由动齿机构按运送速度进行步进运送。

进一步的，所述转变终了温度≤550℃。

有益效果：本发明对比现有技术的工艺方法：

(1)冷却生产线中的测温点均为固定测温点，转变起始温度和终了温度均可控，从而轧件组织转变可控，硬度指标受控，超声探伤合格；

(2)在保温罩里发生组织转变的轧件均为长尺钢材，当转变完成后再定尺锯切成小尺寸钢材，每支定尺材两端和中间硬度不均匀性可忽略不计；

(3)工序生产能力大幅提高，交货周期缩短10天以上，本发明每小时可生产130吨钢材，若采用入坑缓冷工艺，生产这些钢材则需要增加约240h；

(4)不需要退火和矫直处理，以及工序间物流转运成本；

(5)工人劳动强度和作业环境大大改善，只需在操作室远程操作。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

一种控制大规格中碳CrMo类钢材组织转变的冷却工艺，采用如下生产线：

长尺轧件→横移台架→长尺冷床输入辊道→长尺冷床保温罩→轧件出罩

冷却工艺包括以下步骤：

将Φ105mm-Φ130mm的圆钢轧件(本实施例采用42CrMo-N2、Φ120mm，长约73m圆钢轧件)在横移台架空冷待温；

通过横移台架按约160s的节奏输出至长尺冷床输入辊道，轧件规格越大，时间越长，控制并实测进入长尺冷床输入辊道时的温度即为转变起始温度，此时实测710℃-730℃；

由长尺冷床输入辊道进入长尺冷床保温罩，在罩内运送，根据所需的转变终了温度，结合转变起始温度和长尺轧件在该长尺冷床保温罩内的温降速率控制长尺轧件在长尺冷床保温罩内的停留时间，即长尺冷床保温罩的运送速度。轧件从长尺冷床输入辊道翻进保温罩，罩内共13个矫直齿板，每来一支轧件冷床动齿步进一步，每支轧件在保温罩内共步进13步，轧件由动齿机构按160s节奏向前步进运送，即每支轧件在罩内停留时间为13×160＝2080s，Φ120mm轧件在保温罩内温降速度约0.09℃/s，则温度降低约187℃。

长尺轧件运送出保温罩，实测温度即为转变终了温度，实测为518℃-546℃。

经取样检测，钢材组织中珠光体占84％以上，硬度为230-260HB，且钢材经超声波探伤合格率100％，弯曲度＜2.5‰，满足用户技术要求，不需要矫直和离线退火。