一种过共析钢连铸坯的轧制方法与流程

本发明涉及钢铁制造领域，特别是一种过共析钢连铸坯的制造方法。

背景技术：

钢铁材料中的碳化物主要为碳与铁以及其他合金元素组成的金属化合物。碳原子在钢液、奥氏体和铁素体中的溶解度是有限的，并且随着温度的降低，其溶解度逐渐降低。当钢中含碳量超过其母相最大溶解度时，碳原子会结合铁和其他合金元素原子，进行晶格重组，以碳化物的形式从母相中析出。一次碳化物：钢液凝固时，共晶反应过程中直接从液相析出。二次碳化物：钢液完全凝固后，由奥氏体或者马氏体中析出。

碳化物对钢材性能的危害主要体现在一次碳化物的析出。一般存在于晶界位置，尺寸大、形状不规则、硬度高、韧性低、合金元素含量高。破坏金属的连续性，应力集中、塑性下降、变形抗力增大、受力时易形成孔洞和裂纹。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种过共析钢连铸坯的轧制方法，该轧制方法具有工艺简便、生产组织便捷的特点，可得到较为理想的碳化物析出状态，无大尺寸一次碳化物，二次碳化物数量合理、尺寸小、分布均匀，无明显的聚集，无明显的碳化物网状析出，提高了钢材的综合性能。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种过共析钢连铸坯的轧制方法，所述轧制方法包括以下步骤：

1)连铸坯Φ500mm，长度5.6-6m，加热炉预热段缓慢升温至650℃，待全奥氏体化后，提高加热速度，预热段温度≤900℃，预热时间≥3.5小时；加热段温度控制在1200-1250℃，加热时间≥5小时；均热段温度控制在1180-1230℃，均热时间≥1.5小时；

2)高压水除磷和再次高压水除磷的水压为20-25MPa；

3)开轧温度控制在1100-1150℃；

4)轧制过程要快速轧制，采用大压缩比，使一次碳化物破碎并均匀的分布在基体中，缩短碳原子扩散距离，为下一步高温均匀扩散做准备，轧后得到200×200mm的方坯；

5)再次均热，温度控制在1180-1230℃，均热时间≥1.5小时；

6)再次轧制，配合轧制过程中的机械扩散，使分散的一次碳化物溶解到基体中，绝大部分已生成的二次碳化物也在轧制中破碎，后期抑制了碳化物网状的形成；

7)锯切定尺后进入缓冷坑缓冷，入坑温度≥650℃，入坑缓冷时间≥48小时。

优选地，步骤4)中轧制道次为11道次；步骤6)中再次轧制的轧制道次为6。

本发明与现有技术相比较，具有如下实质性特点和显著优点：

本发明通过合理的加热制度和轧制制度，采用大压缩比轧制，通过两次加热轧制的方法改善了过共析钢的组织，基本抑制了碳化物网状的析出，提高产品性能，节约社会资源，降低生产成本。

附图说明

图1为实施例1所得样品的金相分析图；

图2为实施例2所得样品的金相分析图；

图3为实施例3所得样品的金相分析图。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种过共析钢连铸坯的轧制方法，包括以下步骤：

①连铸坯Φ500mm，长度5.6m，加热炉预热段缓慢升温至650℃，待全奥氏体化后，提高加热速度，预热段温度890℃，预热时间3.6小时；加热段温度控制在1200-1250℃，加热时间5.2小时；均热段温度控制在1180-1230℃，均热时间1.6小时；

②高压水除磷和再次高压水除磷的水压为21MPa；

③开轧温度为1130℃；

④轧制过程要采用快速轧制法，采用大压缩比，使一次碳化物破碎并均匀的分布在基体中，缩短碳原子扩散距离，为下一步高温均匀扩散做准备，200×200mm，轧制速度2m/s，名义辊径1350mm，孔型为箱型，额定功率6800kW，其他轧制工艺参数如表1所示；

表1实施例1轧制工艺参数

⑤再次均热，温度控制在1180-1230℃，均热时间1.7小时；

⑥再次轧制，配合轧制过程中的机械扩散，使分散的一次碳化物溶解到基体中，绝大部分已生成的二次碳化物也在轧制中破碎，后期抑制了碳化物网状的形成；

表2实施例1再次轧制工艺参数

⑦锯切定尺后进入缓冷坑缓冷，入坑温度为680℃，入坑缓冷时间50小时。

轧材出缓冷坑后取样做金相分析，如图1。可以看出基本没有碳化物网状析出，钢材组织均匀。

实施例2

一种过共析钢连铸坯的轧制方法，包括以下步骤：

①连铸坯Φ500mm，长度5.8m，加热炉预热段缓慢升温至650℃，待全奥氏体化后，提高加热速度，预热段温度900℃，预热时间3.8小时；加热段温度控制在1200-1250℃，加热时间5.5小时；均热段温度控制在1180-1230℃，均热时间1.8小时；

②高压水除磷和再次高压水除磷的水压为22MPa；

③开轧温度为1135℃；

④轧制过程要采用快速轧制法，采用大压缩比，使一次碳化物破碎并均匀的分布在基体中，缩短碳原子扩散距离，为下一步高温均匀扩散做准备，200×200mm，轧制速度2m/s，名义辊径1350mm，孔型为箱型，额定功率6800kW，其他轧制工艺参数如表3所示；

表3实施例2轧制工艺参数

⑤再次均热，温度控制在1180-1230℃，均热时间1.9小时；

⑥再次轧制，配合轧制过程中的机械扩散，使分散的一次碳化物溶解到基体中，绝大部分已生成的二次碳化物也在轧制中破碎，后期抑制了碳化物网状的形成；

表4实施例2再次轧制工艺参数

⑦锯切定尺后进入缓冷坑缓冷，入坑温度为660℃，入坑缓冷时间53小时。

轧材出缓冷坑后取样做金相分析，如图2。可以看出基本没有碳化物网状析出，钢材组织均匀。

实施例3

一种过共析钢连铸坯的轧制方法，包括以下步骤：

①连铸坯Φ500mm，长度6.0m，加热炉预热段缓慢升温至650℃，待全奥氏体化后，提高加热速度，预热段温度890℃，预热时间4小时；加热段温度控制在1200-1250℃，加热时间5.7小时；均热段温度控制在1180-1230℃，均热时间2小时；

②高压水除磷和再次高压水除磷的水压为21MPa；

③开轧温度为1140℃；

④轧制过程要采用快速轧制法，采用大压缩比，使一次碳化物破碎并均匀的分布在基体中，缩短碳原子扩散距离，为下一步高温均匀扩散做准备，200×200mm，轧制速度2m/s，名义辊径1350mm，孔型为箱型，额定功率6800kW，其他轧制工艺参数如表5所示；

表5实施例3轧制工艺参数

⑤再次均热，温度控制在1180-1230℃，均热时间2.1小时；

⑥再次轧制，配合轧制过程中的机械扩散，使分散的一次碳化物溶解到基体中，绝大部分已生成的二次碳化物也在轧制中破碎，后期抑制了碳化物网状的形成；

表6实施例3再次轧制工艺参数

⑦锯切定尺后进入缓冷坑缓冷，入坑温度为670℃，入坑缓冷时间52小时。

轧材出缓冷坑后取样做金相分析，如图3。可以看出基本没有碳化物网状析出，钢材组织均匀。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。