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(gè)孔型?第n-1個(gè)孔型的槽底寬度尺寸1?與首次進(jìn)入該孔型的來(lái)料寬度B滿足如下關(guān)系：b/B=l.030?1.045。粗軋第n個(gè)孔型的槽底寬度尺寸與來(lái)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(shuō)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(jī)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(jī)架多道次可逆粗軋加多機(jī)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(diǎn)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(guó)專利ZL200720129828.2公布了一種防止圓鋼棒材劃傷裝置。該專利通過(guò)變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)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(guò)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(guó)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(jī)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(duì)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(jì)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(duì)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(guò)合理選擇粗軋機(jī)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(shí)所產(chǎn)生表面裂紋的問題。
[0006]本發(fā)明有目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)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(gè)孔型；所述η = 3?5 ;所述第I個(gè)孔型?第η_1個(gè)孔型的槽底寬度尺寸:bk與首次進(jìn)入該孔型的來(lái)料寬度B滿足如下關(guān)系:bk/B = 1.030?1.045 ;所述第η個(gè)孔型的槽底寬度尺寸bk與來(lái)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(duì)以大矩形連鑄坯軋制直徑為Φ 100?Φ 180mm的大規(guī)格圓鋼時(shí)所出現(xiàn)的表面裂紋問題，通過(guò)繪制熱加工圖及模擬粗軋過(guò)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(diǎn)的變形特性位于熱加工圖的流變失穩(wěn)區(qū)域。通過(guò)設(shè)計(jì)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(diǎn)進(jìn)入安全區(qū)，從而有效避免了軋制過(guò)程中表面金屬質(zhì)點(diǎn)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(shuō)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(shí)施方式】
[0013]實(shí)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(jì)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(lái)料寬度B之比分別為1.043和1.033。孔型III的槽底寬度尺寸bk與來(lái)料寬度B之差為1mm。孔型槽口寬度Bk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(gè)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(gè)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(shí)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(jì)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(lái)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(lái)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(gè)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?？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(gè)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(gè)孔型；所述η = 3?5 ;所述第I個(gè)孔型?第η_1個(gè)孔型的槽底寬度尺寸:bk與首次進(jìn)入該孔型的來(lái)料寬度B滿足如下關(guān)系:bk/B = 1.030?1.045 ;所述第η個(gè)孔型的槽底寬度尺寸bk與來(lái)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(hào)】B21B1/16GK104209318SQ201410419970
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:南京鋼鐵股份有限公司, 安徽工業(yè)大學(xué)