[发明专利]一种SAE1541低脱碳层的制造方法

权利要求书

1.一种SAE1541低脱碳层的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、铸坯缓冷，铸坯入、出坑温度需严格控制，入缓冷坑温度≥600℃，出坑温度≤200℃，减少高温铸坯暴露在空气中强冷的时间；

S2、钢坯再加热，预热段加热工艺：预热段温度≤700℃，预热段时间≥70分钟；

S3、进入一加热段加热工艺，一加热温度：≤850-1060℃，40分钟≤时间≤130分钟，一加热段加热工艺控制是控制脱碳的关键，钢坯进入一加段，钢坯表面温度已超过氧化和脱碳温度，根据一加段的在炉时间来控制该段的温度是控制的关键；

S4、进入二加段加热工艺，二加段温度1080℃-1160℃，50分钟≤时间≤100分钟，加段是钢坯在加热炉内吸收热量最多的部分，由于钢坯表面已达到或超过出钢温度，钢坯表面同时发生氧化和脱碳；

S5、进入均热段加热工艺：均热段温度1080℃-1120℃，40分钟≤时间≤80分钟，均热段钢坯表面已达到出钢温度，目的是均匀钢坯内部的温度，钢坯表面同时发生氧化和脱碳；

S6、进行烟气残氧控制：钢坯从进入一加段开始，炉尾烟气残氧浓度控制在1％-1.5％，钢坯进入加热炉后，烟气和钢坯表面接触，烟气中O2、H2O和O2等氧化成分和钢中的Fe和C发生反应和渗透，钢坯表面产生脱碳和氧化；

S7、进行均热段空燃比控制：钢坯进入均热段时，均热段空燃比≤1.5：1，钢坯达到均热段后温度最高，钢表面Fe氧化和C渗透速度最快，控制燃料空燃比的目的是调整炉气氛围，降低表面Fe氧化和C渗透速度；

S8、利用高压水除鳞，出炉后坯料经高压除鳞机除鳞，除去铸坯表面氧化皮，除鳞压力≤17Mpa；

S9、进行轧制，除鳞后的坯料入轧制进行轧制，轧制成所需规格的圆钢，开轧温度≥1020℃，终轧温度≥800℃；

S10、产品质量检验，测量钢材表面脱碳。

2.根据权利要求1所述的一种SAE1541低脱碳层的制造方法，其特征在于，所述S2中，预热段温度设定值≤700℃，预热段设定上限温度，避免钢坯表面温度达到脱碳温度，确保预热段不会新增脱碳层，预热段时间≥70分钟，预热段主要是对流传热，通过保障在炉时间增加钢坯在预热段吸热量，确保钢坯在预热段的温度增量。

3.根据权利要求1所述的一种SAE1541低脱碳层的制造方法，其特征在于，所述S3中，钢坯进入一加热段后，钢坯温度达到500-700℃，钢坯表面开始产生新增脱碳，设定下限时间，保证钢坯在一加热段的温度增量，钢坯出段时温度达到塑性区，实现进入高温段后钢坯快速加热，设定上限时间主要是为了控制钢坯在一加段温度，当钢坯在一加段在炉时间接近上限时间时，一加段温度需按照一加段下限温度进行控制，控制钢坯的出段温度。

4.根据权利要求3所述的一种SAE1541低脱碳层的制造方法，其特征在于，一加热段温度随一加段在炉时间变化，在炉时间接近下限时一加热段温度按照上限进行控制，在炉时间接近上限时一加热段温度按照下限进行控制，确保一加段新增脱碳层在节奏变化是不增加，一加段总脱碳比例和温度成正比关系：Y＝0.0013X+0.5610，X为一加段温度，Y为总脱碳层比例，一加热段温度越高圆钢总脱碳比例越大，一加热段温度越低圆钢总脱碳比例越小。

5.根据权利要求1所述的一种SAE1541低脱碳层的制造方法，其特征在于，所述S4中，钢坯进入二加热段后，进入快速加热阶段，钢坯表面温度迅速提高到工艺温度，钢坯表面脱碳和氧化同时加速，控制要点在于根据在炉时间控制二加段温度，设定下限时间，保证钢坯在二加热段的温度增量，钢坯出段时表面温度达到出钢温度，设定上限时间主要是为了控制钢坯在二加段温度，当钢坯在二加段在炉时间达到上限时间，二加段温度需按照二加段下限温度进行控制，控制钢坯的出段温度。