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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410553865.0 (22)申请日 2014.10.17 B21B 1/46(2006.01) B21B 37/48(2006.01) B21B 37/74(2006.01) (71)申请人 武汉钢铁 （集团） 公司 地址 430080 湖北省武汉市武昌友谊大道 999 号 A 座 15 层 （武钢科技创新部） (72)发明人 蔡珍 韩斌 谭文 魏兵 陈丽娟 黄全伟 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 胡镇西 (54) 发明名称 薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺 (57) 摘要 本发明提供了。
2、一种薄板坯连铸连轧中高碳 钢的轧制工艺， 其步骤包括 ： 连铸、 均热、 除鳞、 轧 制、 机架间冷却、 层流冷却、 卷取、 保温罩缓冷的工 序， 其特征在于 ： 所述轧制工序包括奥氏体完全 再结晶轧制、 未再结晶区奥氏体轧制、 两相区轧制 3 个阶段。用本发明工艺轧制得到的中高碳钢组 织为均匀细小的铁素体和粒状珠光体， 可以改善 带状组织， 力学性能好， 成型前不需要再进行退火 工艺， 降低成本， 具有很强的实用性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 104438326 A (43)申请公。
3、布日 2015.03.25 CN 104438326 A 1/1 页 2 1.一种薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其步骤包括 ： 连铸、 均热、 除鳞、 轧制、 机 架间冷却、 层流冷却、 卷取、 保温罩缓冷的工序， 其特征在于 ： 所述轧制工序包括奥氏体完全 再结晶轧制、 未再结晶区奥氏体轧制、 两相区轧制 3 个阶段 ； 所述轧制工序中在至少六个机 架上进行至少六道次轧制， F1 和 F2 机架进行奥氏体完全再结晶轧制， 轧制压下率 50， F3、 F4、 F5 机架上进行未再结晶区奥氏体轧制， 其中 F3 机架上轧制压下率 10 ； 其余机 架进行两相区轧制且轧制压下率 20。 2.。
4、根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述 F3 机架上轧制为空过。 3.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述轧 制工序除 F1 和 F3 机架外， 其余机架上轧制道次压下率逐道减小， 带钢在轧制出口速度为 10 15m/s。 4.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述连 铸工序的铸坯厚度 60mm。 5.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述均 热工序的均热温度为 1050 1120， 均热时间 30min。 6.根据权利要求 。
5、1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述除 磷工序的除磷压力 25Mpa。 7.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述轧 制工序的开轧温度为 950 1030， 终轧温度为 700 800。 8.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述机 架间冷却工序的机架间冷却水压力 0.3Mpa。 9.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其特征在于 ： 所述层 流冷却工序的层流冷却速度为 10 20 /s。 10.根据权利要求 1 所述的薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其。
6、特征在于 ： 所述卷 取工序的卷取温度为 650 750。 权 利 要 求 书 CN 104438326 A 2 1/4 页 3 薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺 技术领域 0001 本发明属于轧钢工艺领域， 具体是指一种薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺。 背景技术 0002 中高碳钢热处理后具有高硬度、 高耐磨性的特点， 广泛应用于矿山、 机械、 汽车、 装 饰等国民经济重要支柱行业。 由于薄板坯连铸连轧具有凝固速度快、 加热温度低、 加热时间 短等特点， 在控制偏析和脱碳方面具有独到优势， 能显著提高成材率和降低生产成本， 使得 越来越多钢厂把中高碳钢转移到薄板坯连铸连轧产线， 如珠江钢铁。
7、 ( 如 CN 101773930 A)、 涟源钢铁(如CN 101798656 B)、 河北钢铁(CN101974721 A)等先后在薄板坯连铸连轧产线 实现中高碳钢的生产。 0003 但是， 高碳钢的碳含量高， 而薄板坯的冷却速度快， 因此采用薄板坯连铸连轧流程 生产的中高碳钢一般强度、 硬度均较高。 而热轧中高碳钢后续往往要经成型、 冷轧后再进行 热处理， 所以为了降低中高碳钢的强度和硬度， 在热轧后通常要增加退火工序， 这就导致产 品流程增长、 成本增加、 生产效率降低。 发明内容 0004 本发明的目的是根据现有技术的不足提供一种薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制 工艺， 利用该工艺生产中。
8、高碳钢可以实现在线软化， 避免后续退火工序， 降低成本。 0005 本发明的技术方案如下 ： 一种薄板坯连铸连轧中高碳钢的轧制工艺， 其步骤包括 ： 连铸、 均热、 除鳞、 轧制、 机架间冷却、 层流冷却、 卷取、 保温罩缓冷的工序， 其特征在于 ： 所述 轧制工序包括奥氏体完全再结晶轧制、 未再结晶区奥氏体轧制、 两相区轧制 3 个阶段 ； 所述 轧制工序中在至少六个机架上进行至少六道次轧制， F1 和 F2 机架进行奥氏体完全再结晶 轧制， 轧制压下率 50， F3、 F4、 F5 机架上进行未再结晶区奥氏体轧制， 其中 F3 机架上轧 制压下率 10 ； 其余机架进行两相区轧制且轧制压下。
9、率 20。 0006 优选的， 所述 F3 机架上轧制为空过。 0007 优选的， 所述轧制工序除 F1 和 F3 机架外， 其余机架上轧制道次压下率逐道减小， 带钢在轧制出口速度为 10 15m/s。 0008 F1 和 F2 压下率应 50， 以确保在前两个机架发生完全动态再结晶。为了避免 在不完全再结晶区变形导致混晶以及确保奥氏体-铁素体两相区的形变量， 带钢在F3压下 率应 10， 最优为带钢在 F3 空过。F4、 F5 进行未再结晶区奥氏体轧制， 其余机架进行两 相区轧制且总压下率20， 除F1和F3外， 道次压下率应逐道减小以保证带钢具有良好板 形。两相区变形储存的变形能也有利于碳。
10、化物的球化。 0009 优选的， 所述连铸工序的铸坯厚度 60mm。 0010 在连铸工序应采用轻压下技术改善凝固末端枝晶偏析， 同时轻压下使铸坯厚度减 小， 从而减小连轧机负荷。 0011 优选的， 所述均热工序的均热温度为 1050 1120， 均热时间 30min。 说 明 书 CN 104438326 A 3 2/4 页 4 0012 优选的， 所述除磷工序的除磷压力 25Mpa。 0013 铸坯除鳞应保证一定的除鳞压力， 避免造成除鳞不净、 氧化铁皮压入等表面质量 缺陷。 0014 优选的， 所述轧制工序的开轧温度为 950 1030， 终轧温度为 700 800。 0015 优选的。
11、， 所述机架间冷却工序的机架间冷却水压力 0.3Mpa。 0016 开启机架间冷却水以确保中高碳钢的终轧温度。 0017 优选的， 所述层流冷却工序的层流冷却速度为 10 20 /s。 0018 优选的， 所述卷取工序的卷取温度为 650 750。 0019 卷取后放入保温罩中缓冷， 以促进碳化物充分球化。 0020 本发明将轧制工序分成奥氏体完全再结晶轧制、 未再结晶区奥氏体轧制、 两相区 轧制 3 个阶段。通过机架间冷却水控制道次温度。奥氏体区完全再结晶轧制使铸坯粗大 奥氏体充分细化 ； 未再结晶区奥氏体轧制使奥氏体晶粒破碎， 增加铁素体形核位置， 促进铁 素体组织细化， 并使铁素体均匀形。
12、核， 避免合金元素偏析造成铁素体 - 珠光体带状组织形 成 ； 两相区变形能提高铁素体相变温度， 促进铁素体充分析出， 碳原子在高温卷取后保温罩 缓冷过程中扩散堆集形成粒状碳化物， 此外两相区变形储存的变形能也有利于碳化物的球 化。 0021 本发明通过控制开轧温度、 终轧温度、 卷取温度和每道次的压下率使卷取后的珠 光体中碳化物形态为颗粒状， 从而使中高碳钢的强度、 硬度降低， 因此可以避免后续的退火 工序， 简化生产工艺。用本发明工艺轧制得到的中高碳钢组织为均匀细小的铁素体和粒状 珠光体， 可以改善带状组织， 力学性能好， 成型前不需要再进行退火工艺， 降低成本， 具有很 强的实用性。 具。
13、体实施方式 0022 以下通过具体实施例进一步说明本发明 ： 0023 实施例 1 0024 在 7 机架薄板坯连铸连轧产线生产带钢 30CrMo， 其步骤包括 ： 连铸、 均热、 除鳞、 轧制、 机架间冷却、 层流冷却、 卷取、 保温罩缓冷的工序。带钢 30CrMo 的主要化学成分为 ： 0.3 C、 0.28 Si、 0.5 Mn、 0.9 Cr、 0.2 Mo， 产品厚度为 3mm。连铸工序的铸坯厚度为 60mm。各道次轧制压下量如表 1 所示。 0025 表 1 实施例 1 各道次的压下率 0026 F1F2F3F4F5F6F7 压下率 5558038282520 0027 均热温度为。
14、 1080， 均热时间为 30min。除磷压力设为 30Mpa， 开轧温度为 980， 终轧温度为 750， 机架间冷却水压力为 0.3Mpa， 带钢在 F7 出口速度为 14m/s， 层流冷却速 度为 20 /s， 采用前段冷却方式， 头部不冷却， 卷取温度为 680。卷取后放入保温罩中缓 冷， 以促进碳化物充分球化， 得到带钢 1。 0028 另采用现有工艺轧制方法轧制同规格同材质的产品， 各道次压下量如表 2 所示。 说 明 书 CN 104438326 A 4 3/4 页 5 0029 表 2 现有工艺轧制方法各道次的压下率 0030 F1F2F3F4F5F6F7 压下率 455040。
15、33282516 0031 该现有工艺主要工艺参数为 ： 开轧温度为1030， 终轧温度为880， 带钢在F7出 口速度为 6m/s， 层流冷却速度为 30 /s， 卷取温度为 630， 卷取后堆垛缓冷， 得到带钢 2。 0032 带钢 1 与带钢 2 的力学性能如表 3 所示。 0033 表 3 实施例 1 与现有轧制方法产品性能对比 0034 0035 从表 3 可以看出， 分别采用实施例 1 和现有轧制工艺轧制出 3mm 的 30CrMo 带钢 1 和带钢 2 相比， 带钢 1 的强度、 硬度比带钢 2 低， 而延伸率较高， 有利于产品加工成型。 0036 实施例 2 0037 在 6 。
16、机架薄板坯连铸连轧产线生产带钢 50CrV4， 其步骤包括 ： 连铸、 均热、 除鳞、 轧 制、 机架间冷却、 层流冷却、 卷取、 保温罩缓冷的工序。带钢 50CrV4 的化学成分为 ： 0.5 C、 0.25 Si、 0.8 Mn、 1.0 Cr、 0.15 V， 产品厚度为 4mm。连铸工序的铸坯厚度为 58mm， 各 道次轧制压下量如表 4 所示。 0038 表 4 实施例 2 各道次的压下率 0039 F1F2F3F4F5F6 压下率 50550353025 0040 均热温度为1120， 均热时间为35min。 除磷压力设为25Mpa， 开轧温度为1030， 终轧温度为 800， 机。
17、架间冷却水压力为 0.3Mpa， 带钢在 F7 出口速度为 10m/s， 层流冷却速 度为 10 /s， 采用前段冷却方式， 头部不冷却， 卷取温度为 750。卷取后放入保温罩中缓 冷， 以促进碳化物充分球化， 得到带钢 3。 0041 另采用现有工艺轧制方法轧制同规格同材质的产品， 各道次压下量如表 5 所示。 0042 表 5 现有工艺轧制方法各道次的压下率 0043 F1F2F3F4F5F6 说 明 书 CN 104438326 A 5 4/4 页 6 压下率 505540322012 0044 该现有工艺主要工艺参数为 ： 开轧温度为1030， 终轧温度为900， 带钢在F7出 口速度。
18、为 5m/s， 层流冷却速度为 25 /s， 卷取温度为 650， 卷取后堆垛缓冷， 得到带钢 4。 0045 带钢 3 与带钢 4 的力学性能如表 6 所示。 0046 表 6 实施例 2 与现有轧制方法产品性能对比 0047 0048 从表 6 可以看出， 分别采用实施例 1 和现有轧制工艺轧制出 4mm 的 50CrV4 带钢 3 和带钢 4 相比， 带钢 3 的强度、 硬度比带钢 4 低， 而延伸率较高， 有利于产品加工成型。 0049 实施例 3 0050 在 7 机架薄板坯连铸连轧产线生产带钢 30CrMo， 其步骤包括 ： 连铸、 均热、 除鳞、 轧制、 机架间冷却、 层流冷却、。
19、 卷取、 保温罩缓冷的工序。带钢 30CrMo 的主要化学成分为 ： 0.3 C、 0.28 Si、 0.5 Mn、 0.9 Cr、 0.2 Mo， 产品厚度为 3mm。连铸工序的铸坯厚度为 60mm。各道次轧制压下量如表 7 所示。 0051 表 7 实施例 3 各道次的压下率 0052 F1F2F3F4F5F6F7 压下率 5658538282520 0053 均热温度为 1050， 均热时间为 40min。除磷压力设为 30Mpa， 开轧温度为 950， 终轧温度为 700， 机架间冷却水压力为 0.4Mpa， 带钢在 F7 出口速度为 15m/s， 层流冷却速 度为 15 /s， 采用前段冷却方式， 头部不冷却， 卷取温度为 650。卷取后放入保温罩中缓 冷， 以促进碳化物充分球化， 得到带钢 5。 0054 分别采用实施例 3 和现有轧制工艺轧制出 3mm 的 30CrMo 带钢 5 和带钢 2 相比， 带 钢 5 的强度、 硬度比带钢 2 低， 而延伸率较高， 有利于产品加工成型。 说 明 书 CN 104438326 A 6 。