專利名稱：一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵行業(yè)中的低碳錳鋼，具體地說(shuō)是一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝。
背景技術(shù)：
帶狀組織是影響鋼的組織和性能均勻性的重要原因。帶狀組織的存在會(huì)使鋼的力學(xué)性能呈各向異性，影響鋼的橫向塑性，因此降低了鋼的沖擊韌性和斷面收縮率。SA-210C、20MnG、25MnG等低碳錳鋼，為生產(chǎn)高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管的坯料，主要用于工業(yè)蒸汽鍋爐的制造，其工作壓力達(dá)到lOMPa，工作溫度達(dá)到450°C，由于高壓鍋爐管用途的特殊性及高安全性的要求，對(duì)鋼的橫向和縱向性能要求較高。因此，材料的帶狀組織級(jí)別的控制非常重要， 要求棒材的帶狀組織控制在2. O級(jí)以下，因此，普通的軋制工藝已經(jīng)不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，采用該軋制工藝能夠?qū)⒌吞煎i鋼棒材的帶狀組織穩(wěn)定控制在2. O級(jí)以下，鋼的橫向與縱向性能一致，滿足使用要求。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特征在于該軋制工藝具體要求如下
I)在加熱過(guò)程中，控制裝鋼和出鋼節(jié)奏，鋼坯總加熱時(shí)間210 240分鐘，并在1220 1250°C的爐氣溫度下均熱90 110分鐘，保證碳元素?cái)U(kuò)散充分且均勻，并使奧氏體晶粒尺寸超過(guò)原始帶狀的條帶寬度；可以是按照130 150秒/支節(jié)奏裝鋼和出鋼。鋼坯在高溫段均熱時(shí)間可以為100分鐘。2)在冷卻過(guò)程中，對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷，使軋材在兩相區(qū)加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎(chǔ)上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。可以在冷床入口處設(shè)置風(fēng)扇對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷。下面具體說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案制定的理由。I、帶狀組織的定義
低碳錳鋼的帶狀組織是指沿鋼材軋制方向形成的，以先共析鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此堆疊而成的組織形態(tài)。2、帶狀組織形成的原因
由于鋼液在連鑄結(jié)晶過(guò)程中選擇性結(jié)晶形成化學(xué)成分呈不均勻分布的枝晶組織，連鑄坯中的粗大枝晶在軋制時(shí)沿變形方向被拉長(zhǎng)，并逐漸與變形方向一致，從而形成碳及錳元素的貧化帶和貧化帶彼此交替堆疊。在冷卻過(guò)程中，先在碳及合金元素貧化帶(過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性較低)析出先共析鐵素體，將多余的碳排入兩側(cè)的富化帶，最終形成以鐵素體為主的帶；而碳及錳元素富化帶(過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性較高)，在其后形成以珠光體為主的帶，因而形成了以鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此交替的帶狀組織。按照本發(fā)明軋制工藝生產(chǎn)的低碳錳鋼棒材的帶狀組織級(jí)別小于2. O級(jí)，鋼的橫向與縱向性能一致。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)采用控制裝鋼和出鋼節(jié)奏，保證每支鋼坯加熱的均勻性，同時(shí)保證鋼坯的總加熱時(shí)間；采用高溫均熱的方法，鋼坯在高溫下均熱一定的時(shí)間，保證碳、錳元素?cái)U(kuò)散充分且均勻，同時(shí)使得奧氏體晶粒尺寸超過(guò)原始帶狀的條帶寬度；采用軋材風(fēng)冷，使軋材在兩相區(qū)加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎(chǔ)上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例I
一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，該軋制工藝具體要求如下
O在加熱過(guò)程中，加熱爐有效尺寸為34. 4X10. 9米；燃料為高爐煤氣；加熱能力為180t/h ;坯料斷面為220X260mm2 ;坯料長(zhǎng)度8. 8 10. 25米。控制裝鋼和出鋼節(jié)奏，按照130秒/支節(jié)奏裝鋼和出鋼。鋼坯總加熱時(shí)間220分鐘，鋼坯在1240°C的溫度下均熱100分鐘，保證碳、錳元素?cái)U(kuò)散充分且均勻，并使奧氏體晶粒尺寸超過(guò)原始帶狀的條帶寬度。13架連軋機(jī)組800X3、700X2、610X4、430X4 二輥短應(yīng)力線軋機(jī)，將鋼坯軋制成圓鋼。4臺(tái)熱鋸I臺(tái)固定鋸、3臺(tái)移動(dòng)鋸，按照用戶要求鋸切定尺。2)在冷卻過(guò)程中，對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷，冷床為步進(jìn)齒條式，冷床寬度38. 5m ;冷床長(zhǎng)度22m;在冷床入口處架風(fēng)扇對(duì)棒材進(jìn)行風(fēng)冷。使軋材在兩相區(qū)加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎(chǔ)上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。得到的高壓鍋爐管用SA-210C低碳錳鋼棒材為# 70mm，鋼的帶狀組織最高為I. O級(jí)，最低為O級(jí)，平均為O. 5級(jí)。實(shí)施例2
高壓鍋爐管用SA-210C低碳錳鋼棒材為β 90mm，鋼的帶狀組織最高為2. O級(jí)，最低為O. 5級(jí)，平均為I. O級(jí)其余實(shí)施如實(shí)施例I。實(shí)施例3
高壓鍋爐管用SA-210C低碳錳鋼棒材為β 110mm，鋼的帶狀組織最高為2. O級(jí)，最低為O. 5級(jí)，平均為I. 5級(jí)其余實(shí)施如實(shí)施例I。本發(fā)明生產(chǎn)的低碳錳鋼，如SA_210C、20MnG等鋼種經(jīng)過(guò)高壓鍋爐管生產(chǎn)企業(yè)的檢驗(yàn)及使用，其生產(chǎn)的高壓鍋爐管的橫向和縱向的塑性和韌性基本一致，滿足了使用要求。
權(quán)利要求
1.一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特征在于該軋制工藝具體要求如下 1)在加熱過(guò)程中，控制裝鋼和出鋼節(jié)奏，鋼坯總加熱時(shí)間210 240分鐘，并在1220 1250°C的爐氣溫度下均熱90 110分鐘，保證碳、錳元素?cái)U(kuò)散充分且均勻，并使奧氏體晶粒尺寸超過(guò)原始帶狀的條帶寬度； 2)在冷卻過(guò)程中，對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷，使軋材在兩相區(qū)加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎(chǔ)上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散，控制鐵素體一珠光體帶狀組織。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特征在于步驟I)中，按照130 150秒/支節(jié)奏裝鋼和出鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特征在于步驟I)中，在1240°C的爐氣溫度下均熱100分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，其特征在于步驟2)中，在冷床入口處設(shè)置風(fēng)扇對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能提高低碳錳鋼組織和性能均勻性的軋制工藝，具體要求如下控制裝鋼和出鋼節(jié)奏，鋼坯總加熱時(shí)間210～240分鐘，并在1220～1250℃的爐氣溫度下均熱90～110分鐘，保證碳、錳元素?cái)U(kuò)散充分且均勻，并使奧氏體晶粒尺寸超過(guò)原始帶狀的條帶寬度；對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷，使軋材在兩相區(qū)加快冷卻速度，抑制碳在原始帶狀基礎(chǔ)上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散，控制鐵素體—珠光體帶狀組織?？梢栽诶浯踩肟谔幵O(shè)置風(fēng)扇對(duì)軋材進(jìn)行風(fēng)冷。采用該軋制工藝能夠?qū)⒌吞煎i鋼棒材的帶狀組織穩(wěn)定控制在2.0級(jí)以下，鋼的橫向與縱向性能一致，滿足使用要求。
文檔編號(hào)C21D8/00GK102876868SQ20121038906
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者許加陸, 周浩, 趙新春 申請(qǐng)人:中天鋼鐵集團(tuán)有限公司