一種避免大規(guī)格圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)與粗軋工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)及粗軋工藝，粗軋第1個孔型?第n-1個孔型的槽底寬度尺寸1?與首次進(jìn)入該孔型的來料寬度B滿足如下關(guān)系：b/B=l.030?1.045。粗軋第n個孔型的槽底寬度尺寸與來料寬度B滿足如下關(guān)系出-1^=0?3mm?？仔筒劭趯挾菳i與出該孔型的軋件寬度的最大值b及展寬余量A滿足關(guān)系出#6+A。粗軋工藝的開乳溫度控制在110CTC?120CTC;終乳溫度控制在100CTC?110CTC。本發(fā)明有效解決了大規(guī)格圓鋼表面的軋制裂紋，顯著提高了產(chǎn)品成材率。
【專利說明】一種避免大規(guī)格圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)與粗軋工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種軋輥孔型系統(tǒng)，特別是用于避免大矩形連鑄坯軋制Φ 100?Φ 180大規(guī)格熱軋圓鋼表面產(chǎn)生裂紋的孔型系統(tǒng)與粗軋工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]直徑在φ 100?Φ 180mm的大規(guī)格圓鋼在汽車、機械、軍工、石油等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。目前，此類大規(guī)格圓鋼普遍以大矩形坯采用單機架多道次可逆粗軋加多機架熱連軋方式生產(chǎn)。為便于組織生產(chǎn)，提高孔型共用性，直徑為Φ100?Φ 180mm的大規(guī)格圓鋼粗軋往往采用一套孔型系統(tǒng)。然而，由于粗軋變形量大，軋制溫度不合理，軋件表面金屬質(zhì)點的變形容易進(jìn)入流變失穩(wěn)區(qū)，從而造成軋后圓鋼表面存在大量裂紋缺陷。
[0003]中國專利ZL200720129828.2公布了一種防止圓鋼棒材劃傷裝置。該專利通過變滑動摩擦為滾動摩擦，避免了圓鋼表面的劃傷，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。該專利解決了軋制生產(chǎn)過程中軋件被輔助設(shè)備劃傷所產(chǎn)生的裂紋缺陷，但為關(guān)注軋制工藝所引發(fā)的裂紋缺陷。中國專利ZL200820076362.9公布了一種避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面產(chǎn)生皺褶的軋輥孔型結(jié)構(gòu)。該專利所采用的技術(shù)方案是:粗軋機第一道次軋輥孔型槽底寬度尺寸B與加熱后坯料的寬度尺寸b應(yīng)滿足B-b = 3?5mm的關(guān)系。該專利注意到軋制孔型對軋件表面質(zhì)量的影響，但僅考慮了粗軋第一道次的影響。
[0004]為此，設(shè)計一套適用于大矩形坯軋制生產(chǎn)大規(guī)格圓鋼的粗軋孔型系統(tǒng)及工藝，對提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和成材率具有十分顯著的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服已有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種避免大規(guī)格圓鋼表面裂紋的孔型結(jié)構(gòu)與粗軋工藝，本發(fā)明通過合理選擇粗軋機粗軋孔型系統(tǒng)及軋制工藝，從而解決以大矩形連鑄坯軋制生產(chǎn)大規(guī)格圓鋼時所產(chǎn)生表面裂紋的問題。
[0006]本發(fā)明有目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)，其特征在于:該孔型系統(tǒng)包括一組η個孔型；所述η = 3?5 ;所述第I個孔型?第η_1個孔型的槽底寬度尺寸:bk與首次進(jìn)入該孔型的來料寬度B滿足如下關(guān)系:bk/B = 1.030?1.045 ;所述第η個孔型的槽底寬度尺寸bk與來料寬度B滿足如下關(guān)系:B-bk = O?3mm ;所述孔型槽口寬度Bk與出該孔型的軋件寬度的最大值b及展寬余量Λ滿足關(guān)系:Bk = b+Δ ;所述展寬余量Λ取值為5?12mm。
[0008]本發(fā)明中，所述輥縫S與軋輥輥徑D滿足如下關(guān)系:S = 0.020?0.02?。所述孔型高度hk與槽口寬度Bk、槽底寬度bk、孔型偵彳壁斜度tan Ψ和輥縫S滿足如下關(guān)系:hk =(Bk-bk)/tanu/+S。所述側(cè)壁斜度tanu/取值在10%?30%之間。所述槽底圓角R與孔型1?度hk滿足如下關(guān)系:R = 0.1?0.2Xhk。所述槽口圓角r與孔型1?度hk滿足如下關(guān)系:r = 0.05 ?0.15Xhk。
[0009]一種采用避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)的軋制工藝，其特征在于:粗軋工藝的開軋溫度控制在1100°c?1200°C ;所述粗軋工藝的終軋溫度控制在1000°C?1100。。。
[0010]本發(fā)明針對以大矩形連鑄坯軋制直徑為Φ 100?Φ 180mm的大規(guī)格圓鋼時所出現(xiàn)的表面裂紋問題，通過繪制熱加工圖及模擬粗軋過程金屬變形，發(fā)現(xiàn)大規(guī)格圓鋼表面裂紋缺陷出現(xiàn)的主要原因在于圓鋼表面金屬質(zhì)點的變形特性位于熱加工圖的流變失穩(wěn)區(qū)域。通過設(shè)計合理的孔型系統(tǒng)及選擇合理的粗軋工藝制度，可使處于流變失穩(wěn)區(qū)域的金屬質(zhì)點進(jìn)入安全區(qū)，從而有效避免了軋制過程中表面金屬質(zhì)點的失穩(wěn)，避免了表面裂紋的產(chǎn)生。采用本發(fā)明孔型系統(tǒng)及粗軋工藝，可明顯改善大規(guī)格圓鋼表面裂紋的形成幾率，有效提高了產(chǎn)品的成材率及生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明中孔型與坯料示意圖。
[0012]圖中I為孔型；2為首次進(jìn)入孔型熱坯料。

【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]以320mmX480mm矩形坯軋制成品規(guī)格為Φ 130mmSAE4137大規(guī)格圓鋼，其粗軋孔型系統(tǒng)設(shè)計為:孔型系統(tǒng)由孔型1、孔型II和孔型III構(gòu)成。其中孔型I和孔型II的槽底寬度尺寸bk與首次進(jìn)入該孔型的來料寬度B之比分別為1.043和1.033?？仔虸II的槽底寬度尺寸bk與來料寬度B之差為1mm?？仔筒劭趯挾菳k滿足關(guān)系:Bk = b+A。其中b為出該孔型的軋件寬度的最大值。三個孔型的展寬余量Λ分別為12mm、5mm和5mm。輥縫S = 0.021 X軋輥輥徑D?？仔透叨萮k=(槽口寬度Bk-槽底寬度bk)/孔型側(cè)壁斜度tan Ψ+輥縫S，其中三個孔型側(cè)壁斜度tanv的值分別為26.7 %、18.0 %和13.3 %。槽底圓角R = 0.13 X孔型高度hk。槽口圓角r = 0.0lOX孔型高度hk。軋件進(jìn)粗軋奇數(shù)道次前翻鋼，粗軋開軋溫度為1150± 10°C,道次壓下量分別為80mm、72mm、50mm、48mm、68mm、53mm和44mm。粗軋終軋溫度為1050±10°C。
[0015]實施例2
[0016]以320mmX480mm矩形坯軋制成品規(guī)格為Φ 150mm25MnCrNiMo大規(guī)格圓鋼，其粗軋孔型系統(tǒng)設(shè)計為:孔型系統(tǒng)由孔型1、孔型II和孔型III構(gòu)成。其中孔型I和孔型II的槽底寬度尺寸bk與首次進(jìn)入該孔型的來料寬度B之比分別為1.043和1.033?？仔虸II的槽底寬度尺寸bk與來料寬度B之差為1mm。孔型槽口寬度Bk滿足關(guān)系:Bk = b+Λ。其中b為出該孔型的軋件寬度的最大值。三個孔型的展寬余量Λ分別為12mm、5mm和5mm。輥縫S =
0.021X軋輥輥徑D。孔型高度hk=(槽口寬度Bk-槽底寬度bk)/孔型側(cè)壁斜度tan Ψ +輥縫S，其中三個孔型側(cè)壁斜度tan Ψ的值分別為26.7%、18.0%和13.3%。槽底圓角R =
0.13 X孔型高度hk。槽口圓角r = 0.0lOX孔型高度hk。軋件進(jìn)粗軋奇數(shù)道次前翻鋼，粗乳開乳溫度為1130± 10°C，道次壓下量分別為80mm、72mm、50mm、48mm、68mm、53mm和44mm。粗軋終軋溫度為1030±10°C。
[0017]采用本發(fā)明孔型系統(tǒng)及粗軋工藝，可明顯改善大規(guī)格圓鋼表面裂紋的形成幾率，有效提1? 了廣品的成材率及生廣效率。
【權(quán)利要求】
1.一種避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)，其特征在于:該孔型系統(tǒng)包括一組η個孔型；所述η = 3?5 ;所述第I個孔型?第η_1個孔型的槽底寬度尺寸:bk與首次進(jìn)入該孔型的來料寬度B滿足如下關(guān)系:bk/B = 1.030?1.045 ;所述第η個孔型的槽底寬度尺寸bk與來料寬度B滿足如下關(guān)系:B-bk = O?3_ ;所述孔型槽口寬度Bk與出該孔型的軋件寬度的最大值b及展寬余量Λ滿足關(guān)系:Bk = b+Δ ;所述展寬余量Λ取值為5?12mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)，其特征在于:所述輥縫S與軋輥輥徑D滿足如下關(guān)系:S = 0.020?0.02?。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)，其特征在于:所述孔型高度hk與槽口寬度Bk、槽底寬度bk、孔型側(cè)壁斜度tanu/和輥縫S滿足如下關(guān)系:hk=(Bk-bk)/tan￥+S ;所述側(cè)壁斜度tan￥取值在10%?30%之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)，其特征在于:所述槽底圓角R與孔型高度hk滿足如下關(guān)系:R = 0.1?0.2Xhk;所述槽口圓角r與孔型高度hk滿足如下關(guān)系:r = 0.05?0.15Xhk。
5.一種采用權(quán)利要求1所述的避免大規(guī)格熱軋圓鋼表面裂紋的孔型系統(tǒng)的粗軋工藝，其特征在于:所述粗軋工藝的開軋溫度控制在1100°C?1200°C ;粗軋工藝的終軋溫度控制在 1000C-1lOO0Co
【文檔編號】B21B1/16GK104209318SQ201410419970
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】張龍, 李佑河, 黃貞益, 劉建, 唐鑫, 張曉云, 熊兵 申請人:南京鋼鐵股份有限公司, 安徽工業(yè)大學(xué)