本发明涉及轴承钢热轧，具体为一种热轧轴承钢棒材网状碳化物控制模型。
背景技术：
1、碳化物是轴承钢中的重要组成相，具有耐磨、抑制晶粒长大及吸收合金元素以使钢经过热处理后获得满意的性能等作用，但粗大、多角状及偏析碳化物对轴承的使用寿命非常有害，轴承钢中微观偏析主要表现为合金碳化物分布的不均匀性，根据轧材中碳化物在显微组织中的形状，分布及其形成原因，轴承钢中的碳化物可分为带状碳化物和网状碳化物，其中网状碳化物是过共析钢在冷却过程中沿奥氏体晶粒间界析出的呈网络状分布的过剩碳化物，轴承钢属于过共析钢，在轧后冷却过程中，由于碳化物的形成元素沿奥氏体晶界的扩散速度远大于晶内的扩散速度，因此二次碳化物多沿晶界析出，从而形成断续或连续的网络状。碳化物网状会增加轴承钢的脆性，降低轴承零件的疲劳寿命，因此，在使用状态下的轴承组织中不允许有严重的碳化物网状组织存在。
2、为了降低轴承钢中的碳化物网状组织，本领域所公知的控制方式是将轧件进入减定径机组的温度，通过第一次穿水冷却强制冷却将轧件冷到奥氏体与碳化物两相区温度范围，约720-900℃，经过两相区变形，使先析碳化物与未再结晶的奥氏体同时受到塑性变形，未再结晶的奥氏体经变形，晶粒被拉长，晶粒内变形带和位错密度增加，同时先析碳化物因塑性变形形成大量位错，使先析碳化物形成细小、分散碳化物颗粒，从而减少碳化物的尺寸。并通过第二次穿水冷却使轧件快速冷却，通过碳化物析出温度区900℃～700℃，进一步降低碳化物的析出长大，例如，中国专利文献cn106086353a(201610750155.6)公开了一种控制大断面gcr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法，就对第一次穿水冷却冷却后以及第二次穿水冷却后轧件的温度范围做了限定，并且基于水冷速度的取值范围对第一次穿水冷却以及第二次穿水冷却的水冷压力以及流量的取值范围做了限定，但是现有方法只给出了第一次穿水冷却以及第二次穿水冷却的水冷压力以及流量的取值范围，实际生产中，水冷效果受到轧制速度、坯料尺寸的影响，当轧制速度以及坯料尺寸改变后，需要对第一次穿水冷却以及第二次穿水冷却的水冷压力以及流量的具体取值进行实时调整，增加了现场工人的劳动量，并且造成质量控制不稳定。
技术实现思路
1、本发明的目的是建立一种热轧轴承钢棒材网状碳化物控制模型，用于一定轧制规格棒材的轧制控制，便于实际操作时，可直接在电脑控制系统中输入数据，现场操作方便，实现了轴承钢的网状碳化物级别的可控。
2、本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种热轧轴承钢棒材网状碳化物控制模型，热轧工艺包括原料加热、原料粗轧机组轧制、中轧机组轧制、精轧机组轧制和减定径机组轧制，精轧机组后对铸坯进行第一次穿水冷却，减定径机组后进行第二次穿水冷却；
3、设定控制模型中的初轧温度范围、终轧温度范围、进入减定径机组的温度范围和第二次穿水冷却后的温度范围；
4、基于初轧温度范围和终轧温度范围确定一组固定的轧机速度，以同时适用于直径在a～b规格棒材的轧制；轧制速度固定，轧制速度影响水箱穿水后钢材温度，轧线速度越高，穿水后温度会越高，调整的目标是确保进入减定径机组的温度和最终穿水后的温度，在满足初轧温度范围和终轧温度范围的变化要求的基础上选择合适的轧制速度；由于轧制系统固定，轧制距离是固定的，因此对于不同的轧制系统，需要调整的主要是轧制速度，本发明所记载的技术方案是确定轧制系统下的控制模型的建立，在此不做具体轧制距离的限定；
5、原料加热阶段参数的设定：基于直径在a～b规格棒材坯料的尺寸和初轧温度范围确定预热段温度取值范围和预热段的加热时间要求、加热ι段温度取值范围和加热ι段的加热时间要求、加热ii段温度取值范围和加热ii段的加热时间要求、均热段温度取值范围和均热段加热时间要求，使加热后的所有坯料的温度满足初轧温度范围的要求；
6、第一次穿水冷却和第二次穿水冷却参数的设定：基于精轧后坯料的尺寸、终轧温度范围、进入减定径机组的温度范围和轧机速度确定一组固定的第一次穿水冷却对应冷却设备的冷却参数，以同时适用于直径在a～b规格棒材的轧制；基于成品棒材的尺寸、进入减定径机组的温度范围、第二次穿水冷却后的温度范围和轧机速度确定一组固定的第二次穿水冷却对应冷却设备的冷却参数，以同时适用于直径在a～b规格棒材的轧制；进而建立第一次穿水冷却和第二次穿水冷的控冷轧制模型。
7、本发明轧制过程控制思路：一是确保适宜的终轧温度，终轧温度越低越利于穿水温度的降低，二是确保减定经机组轧制温度在两相区温度范围轧制。而温度的控制是通过原料加热、第一次穿水冷却和第二次穿水冷进行综合控制实现的，本发明通过现场多次试验，测量生产过程数据，进行轧制速度、水量、水压等数据积累，最终确定合适的温度制度、轧制速度和水箱数据，以设定一种适用于一定规格范围内的热轧轴承钢棒材网状碳化物控制模型，可制定多种规格棒材网状碳化物控制模型，只需针对根据尺寸规格的组织要求选定控制模型即可，极大的减少了现场工人的劳动量，保证了轧制棒材质量的稳定性。
8、本发明优选的，轴承钢棒材规格为φ50-55mm时，轧机速度为2.97m/s，初轧温度范围为950～1050℃，终轧温度范围为900～950℃，进入减定径机组的温度范围为800～850℃，第二次穿水冷却后的温度范围为610～680℃；
9、在原料加热阶段，预热段温度500～850℃，预热段的加热时间≥100分钟，加热ι段温度900～1170℃，加热ι段的加热时间≥80分钟，加热ii段温度1170～1240℃，加热ii段的加热时间≥90分钟，均热段温度1180～1220℃，均热段加热时间≥60分钟，总加热时间≥330分钟。
10、本发明优选的，所述第一次穿水冷却，精轧机组后设置1号～3号三组水箱，进水冷箱温度控制为800～850℃，轧制后棒材进入1号水冷箱，水压2.13mpa，水流量190m3/h，出水冷箱温度控制为950℃；
11、棒材由1号水冷箱进入2号水冷箱，水压1.65mpa，水流量170m3/h，出水冷箱温度控制为750℃；
12、棒材由2号水冷箱进入3号水冷箱，水压1.45mpa，水流量150m3/h，出水冷箱温度控制为700℃。第一次穿水冷却各水冷箱的进水为并联设置，通入相同温度的冷却水。基于各水冷箱的出水温度判断棒材坯料的大致温度，以保证使轧件快速通过碳化物析出温度区900℃～700℃，并且确保进入减定经机组的轧制温度在两相区温度范围内。
13、本发明优选的，所述第二次穿水冷却，减定径机组后设置4号～6号三组水箱，进水冷箱温度控制为500～580℃，棒材进入4号水冷箱，水压1.3mpa，水流量140m3/h，出水冷箱温度控制为660℃；
14、棒材由4号水冷箱进入5号水冷箱，水压0.9mpa，水流量90m3/h，出水冷箱温度控制为600℃；
15、棒材由5号水冷箱进入6号水冷箱，水压0.5mpa，水流量70m3/h，出水冷箱温度控制为580℃。第二次穿水冷却的各水冷箱的进水也为并联设置，通入相同温度的冷却水。基于各水冷箱的出水温度判断棒材坯料的大致温度，确保后续的上床冷却温度。
16、本发明优选的，热轧工艺还包括步进式冷床空冷和入坑缓冷；
17、棒材经水箱控制冷却后，进入倍尺冷床冷却，上冷床温度为610～680℃，下冷床温度为290～350℃；
18、棒材经过锯切分段，收集打捆，然后入坑缓冷，入坑温度为260～320℃，棒材在缓冷坑充分缓冷24小时，出坑温度≤100℃。控制上下冷床温度，可以控制钢材最终入坑温度，对消除钢材轧后应力有积极作用，温度在260-320℃对消除轧后应力有作用，出坑温度太高，会影响钢材应力释放。
19、本发明优选的，粗轧机组由7架轧机组成，轧机采用短应力线高刚度轧机，平立交替布置；
20、中轧机组由6架轧机组成，轧机采用短应力线高刚度轧机，平立交替布置；
21、精轧机组由4架轧机组成，轧机采用短应力线高刚度轧机，平立交替布置；
22、减定径机组，包括4架轧机组。轧机数量影响轧制行程，进而影响坯料的温度变化。平立交替布置避免了翻钢，提高轧制效率。
23、本发明优选的，第一次穿水冷却和第二次穿水冷的控冷轧制模型中，同一个轧机速度可对应多组第一次穿水冷却对应冷却设备的冷却参数和第二次穿水冷却对应冷却设备的冷却参数的固定取值的组合。
24、本发明优选的，所述减定径机组的型号为kocks减定径机组。
25、本发明优选的，所述水冷箱均为文氏管式水冷箱。
26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在于建立设定轧制规格的一种数据模型，便于实际操作时，可直接在电脑控制系统中输入数据现场操作方便。
27、本发明基于初轧温度范围和终轧温度范围确定一组固定的轧机速度，以同时适用于直径在a～b规格棒材的轧制。
28、基于直径在a～b规格棒材坯料的尺寸和初轧温度范围确定预热段温度取值范围和预热段的加热时间要求、加热ι段温度取值范围和加热ι段的加热时间要求、加热ii段温度取值范围和加热ii段的加热时间要求、均热段温度取值范围和均热段加热时间要求，使加热后的所有坯料的温度满足初轧温度范围的要求。
29、基于精轧后坯料的尺寸、终轧温度范围、进入减定径机组的温度范围和轧机速度确定一组固定的第一次穿水冷却对应冷却设备的冷却参数，以同时适用于直径在a～b规格棒材的轧制；基于成品棒材的尺寸、进入减定径机组的温度范围、第二次穿水冷却后的温度范围和轧机速度确定一组固定的第二次穿水冷却对应冷却设备的冷却参数，以同时适用于直径在a～b规格棒材的轧制；进而建立第一次穿水冷却和第二次穿水冷的控冷轧制模型。
30、本发明的控制模型根据设定控制模型中的初轧温度范围、终轧温度范围、进入减定径机组的温度范围和第二次穿水冷却后的温度范围，并且结合预设轧制规格以及冷却设备的性能，由于预设轧制规格对应的轧制系统的参数唯一确定，进而在轧制时确定了轧制系统的轧制速度以及冷却设备的固定的参数数据，形成了适用于预设轧制规格棒材的轧制速度与轧制冷却数据的固定组合模型，生产时只需基于轧制规格在电脑控制模块输入各个数据或直接调取对应轧制模型即可，保证了轧制质量的稳定可控。