[发明专利]降低圆钢表面硬度的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术，特别是涉及一种降低圆钢表面硬度的工艺方法。

技术背景

钢铁材料中棒材作为工业生产中广泛使用的原料，在使用中需要进行火切、剪切、锯切等加工。为保证满足剪切、锯切的工艺要求，棒材产品出厂前对于棒材产品的表面硬度及心部硬度有一定的要求，但是对于一些出厂前不需要热处理的棒材产品要保证棒材的表面硬度有相当的难度。

例如某钢厂棒材车间生产能力可达到100万t/a，产品为?50~200mm的棒材和管坯，代表钢种有碳结钢、优质碳结钢、合结钢、高压及低中压锅炉管用钢等，棒材生产线的冷床设计是以满足大直径的管坯、大直径的棒材产品配置。这样的安排会出现下列情况：相对于一些较小直径的棒材产品，冷床生产能力过剩；小直径的棒材产品下线温度低，导致硬度值偏高，用户抱怨较多，要求退货；对于淬透性较好的Cr-Mo钢、含Cr的棒材产品而言，生产中保证小规格棒材产品的表面硬度及较低的环境温度的冬天棒材的表面硬度在合适的硬度值范围，显得尤为困难，每年冬天棒材因表面硬度高、用户剪切或锯切困难造成的赔付较大。

在实际生产中特别是冬季，棒材下冷床温度200~400℃，棒材实际表面硬度为HB240~260，不能满足交货技术条件的要求。跟踪重点对各关键点的温降进行了测量，测量时间间隔为60S，通过测量，发现在横移台架处的温降速度非常快。在横移台架处温降速度快，原因为空气温度与钢温差距大，入冷床后温降平缓，因相变过程中有热能释放过程中，导致温降小。在横移台架处的棒材温降速率约在2℃/S，但在冷床上却下降约0.17℃/S，必须想办法对横移台架的温降进行控制或确保进入冷床的温度要有明确的要求或目标。棒材下冷床温度在600℃以下，即进入贝氏体转变温度范围。因此要保证进缓冷坑前不出现贝氏体组织，棒材温度必须在650℃以上。

为满足交货要求，棒材必须进行离线热处理，这样使得生产成本提高，产品直行率低，车间内物流困难。但是一般棒材厂没有离线热处理设备，无法满足生产的需要。如对冷床进行改造则需要上千万的资金投入；改造后冷床又不能满足大规格、低淬透性棒材的生产需要。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述已有技术存在不足之处的降低圆钢表面硬度的工艺方法，以提高高淬透性圆钢轧后进入冷床的温度，使圆钢在冷床不发生贝氏体相变；对于下线圆钢在线消除圆钢贝氏体组织热处理，取消离线热处理降低生产成本，提高产品的直行率；同时满足一般圆钢厂生产高淬透性圆钢的生产需要，同时兼顾大规格、低淬透性圆钢对冷床的要求。

本发明的技术方案：降低圆钢表面硬度的工艺方法。生产系统布置依次为：棒材轧后输送辊道、入口感应加热器、冷床上料辊道、上料横移台架、冷床、下料链式移送机、下料输送辊道、出口感应加热器、棒材收集打捆机。工艺步骤依次为：

a. 圆钢进入冷床前将圆钢加热至930～950℃；

b. 圆钢7min内横移送入冷床，进入冷床温度大于800℃；

c. 圆钢在10min内送入下料链式移送机；

d. 将下料圆钢加热至  750～800℃， 消除圆钢的贝氏体影响组织，圆钢入缓冷坑温度 ≥650℃；

e. 圆钢收集打捆后吊入缓冷坑冷却，缓慢冷却至150℃以下出缓冷坑，获得P+F组织，圆钢的硬度HB≤220；

本发明在轧后输送辊道与冷床上料辊道间布置入口感应加热器，在下料输送辊道与棒材收集打捆机之间布置出口感应加热器；利用感应加热提高圆钢入冷床的温度，以保障圆钢入冷床初期温度高于贝氏体相变温度，不产生高硬度组织；下线圆钢利用感应加热进行在线热处理，消除贝氏体组织，保证进入缓冷坑的温度大于650℃，圆钢缓冷后组织为F+P组织，确保圆钢硬度合格。因此，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

① 增加在线感应加热器解决了圆钢因降温快，一般棒材厂冷床无法满足生产高淬透性圆钢的要求，使其生产小规格高淬透性棒材成为可能；

② 圆钢在冷床上的温度大于600℃，使其不产生贝氏体相变，减少组织中的高硬度相，为均匀圆钢应均匀提供了保证；

③下线后圆钢进行感应加热，满足了圆钢进入缓冷坑的温度要求，圆钢出缓冷坑的组织为P+F，其硬度满足交货技术条件的要；

④ 在线热处理降低了生产成本，提高了产品的直行率，减少了车间内的物流；

⑤ 电感应加热器可安装于轨道上，利用液压缸进行定位，生产其他产品时可移出生产线，灵活使用；