[发明专利]一种降低中高碳板带钢脱碳层厚度的轧制方法

说明书

一种降低中高碳板带钢脱碳层厚度的轧制方法：经冶炼后连铸成坯；对铸坯分段加热；分段轧制；层流冷却；卷取；自然冷却至室温，待用。本发明无需钢坯预热操作能实现冷装或热装入炉铸坯的脱碳层控制，效果显著，能将单面脱碳层比例控制在1%以下。

技术领域

本发明涉及一种中高碳钢板的生产方法，确切地属于再生产中高碳钢板中如何降低脱碳层厚度的生产方法。

背景技术

脱碳是中高碳钢较为常见的一种表面缺陷，表面的碳含量相对于基体会减少。中高碳钢产品一般要经过淬火获得较高的硬度，由于含碳量的减少，经淬火后硬度不高，即存在淬火软点，在后续应用过程中，在存在交变应力的情况下，材料会容易出现裂纹，使其过早疲劳失效。此外，由于脱碳导致表层碳含量呈梯度变化，造成不同位置淬火时膨胀的系数不一样，组织转变时体积变化的程度也不一样，从而出现应力集中的现象，导致表面不同区域直接产生微裂纹，这些裂纹成为应力集中区，为后续裂纹的产生埋下隐患，最终引起产品的失效断裂，降低材料的疲劳极限。因此降低中高碳钢脱碳层厚度一直是冶金工作者需要解决的重要课题。

表面脱碳包括碳原子从金属内部向表面扩散及其在金属表面与环境中的氧发生氧化两个过程。要控制中高碳钢的表面脱碳应减缓碳在加热和冷却过程的扩散系数和扩散时间，尽量降低加热炉内氧的浓度以减少其氧化程度。

在本技术领域，人们为了降低中高碳钢脱碳层厚度，也创造性地采取了一些技术措施，如经检索的：

中国专利公开号为 CN103506380的文献，公开了一种降低高碳弹簧带钢脱碳层厚度的生产方法，该生产方法采用热装入炉、控制加热各段的时间和温度、控制加热炉气氛、控制压下率和层流冷速降低脱碳层厚度至0.02mm以内，其中入炉温度500~600℃；加热时间200~220分钟，预热段炉温950~1100℃；一加热段1150~1250℃，时间45~65分钟；二加热段1280~1330℃，时间35~50分钟；均热段1240~1270℃，时间35~40分钟；炉内还原气氛为煤气与空气的混合气体，一加热段空气过剩系数0.85~0.95，二加热段为0.8~0.9，均热段为0.7~0.8；精轧六道次，每道次压下率14%~30%；层流冷却速度＞23℃/s。但热装入炉对生产组织、各工序的衔接要求较高，生产实际中，并不是所有钢卷都能实现热装入炉。

中国专利公开号为CN107460301的文献，其公开了一种减轻GCr15轴承钢脱碳层深度的加热方法，该方法采用钢坯预热至500-600℃保温30min，随后采用分段加热，控制加热温度、加热时间，并采用强氧化性气氛高温氧化阻止碳原子的扩散来控制脱碳层厚度，其加热一段温度为1100-1190℃，加热时间大于35min，加热二段温度为1180-1220℃，均热一段温度为1180-1220℃，均热二段温度为1170-1210℃，加热二段到均热二段的加热时间大于130min；加热过程通入氧气，预热段氧气流量80000-90000m3/h，氧气压力为8-9bar，均热段的氧气流量140000-150000m3/h，氧气压力为14-15bar。该专利虽能降低脱碳层厚度，但存在钢坯预热操作复杂，在大生产中难以实现，且采用强氧化性气氛高温氧化促进氧化铁皮的生成，降低了金属收得率的不足。

发明内容

本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种降低中高碳板带钢脱碳层厚度的轧制方法，适用于铸坯的冷装或热装入炉，且无需预热操作，能有效控制单面脱碳层比例在1%以下。

实现上述目的的措施：

一种降低中高碳板带钢脱碳层厚度的轧制方法，其步骤：

1）经冶炼后连铸成坯；

2）对铸坯按照一下四段方式进行加热：

当铸坯入炉温度≤200℃时，第一段温度控制在800~950℃，其加热时间在50~120min，空气过剩系数在0.9~1.2；