[发明专利]一种优质碳素结构钢的热轧工艺

说明书

本发明提供了一种优质碳素结构钢的热轧工艺，采用预热、加热、均热、轧制、冷却、精整、检验的工序，控制加热段的温度为1060～1250℃、均热段的温度为1040～1240℃避免加热段以及均热段温度过低而导致轧制力增加、轧机负荷过重，减少了设备损坏的风险；控制终轧温度为900～950℃，使终轧温度接近相变点，加速过冷奥氏体向珠光体+铁素体转变的速率，使优质碳素结构刚的布氏硬度降低，改善后续的冷剪切工艺中容易产生裂纹的现象；控制钢坯成分、冷却方式、卷曲温度等方式，进一步减少碳素结构钢生产过程中边裂现象的发生，控制难度小、可操作性强、方法简单，无需进行控冷工艺的高成本改造，成本低，可适用于各种规格的优质碳素结构钢的生产。

技术领域

本发明涉及热轧钢技术领域，特别涉及一种优质碳素结构钢的热轧工艺。

背景技术

碳素钢是碳的质量分数在0.2～2.06％之间，并含有少量Si、Mn、P、S等杂质的铁碳合金，按其用途，碳素钢可分为碳素结构钢、碳素工具钢和碳素铸钢。碳素结构钢按冶金质量又可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢冶炼方法简单，含有害杂质及非金属夹杂物角度，优质碳素结构钢是指含碳小于0.8％的碳素钢，所含的硫、磷及非金属夹杂物较少，均匀性及表面质量较好，机械性能较为优良。

现如今钢厂在制备优质碳素结构钢过程中会添入微量的Ti，Nb等合金元素，用以析出细小弥散的碳、氮化合物，对晶粒细化、析出强化和控制再结晶等方面均有良好效果，不仅有效提高了优质碳素结构钢的强度，而且改善了塑韧性，满足优质碳素结构钢综合性能的要求。为充分发挥合金元素晶粒细化和沉淀强化的作用，目前钢厂广泛采用控轧控冷工艺，生产线采用的冷床普遍为步进式冷床，要求冷却速度小于10℃/s以保证优质碳素结构钢中奥氏体向铁素体+珠光体(在550℃以上组织转变产物为铁素体+珠光体)的转变在该温度相变区全部完成，但钢坯在要求钢坯在精轧后需快速冷却至卷曲的温度条件，冷却速度过快会使过冷奥氏体未能完成向铁素体+珠光体的转变，产生上贝氏体组织，上贝氏体组织硬度高，钢坯在后续的冷剪切时经常产生裂纹，影响产品性能，因此研究一种可以有效降低优质碳素结构钢表面硬度、无需对工艺高成本改造、适用各规格优质碳素结构钢生产的热轧工艺十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优质碳素结构钢的热轧工艺，用以降低优质碳素结构钢钢坯表面硬度，改善冷剪切时钢坯产生裂纹的问题，无需进行控冷工艺的高成本改造，可适用于各种规格的优质碳素结构钢的生产。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种优质碳素结构钢的热轧工艺，包括以下步骤：

(1)对优质碳素结构钢坯预热，控制预热段的温度≤800℃；

(2)预热完后钢坯进入加热段，控制加热段的温度为1060～1250℃；

(3)加热完后钢坯进入均热段，控制均热段的温度为1040～1240℃；

(4)对钢坯进行轧制，轧制过程控制终轧温度为900～950℃；

(5)对轧制后的钢坯进行冷却；

(6)冷却后对钢坯进行精整和检验，最终制得优质碳素结构钢。

进一步，所述优质碳素结构钢坯化学成分以重量百分比计为：C：0.42～0.50％、Si：0.20～0.35％、Mn：0.10～0.15％、P：0～0.035％、S：0～0.035％、Al：0.005～0.030％、Ti：0.009～0.015％、Cr：0.01～0.02％、Nb：0.015～0.019％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步，步骤(2)所述加热段的温度为1140～1250℃；步骤(3)所述均热段的温度为1130～1240℃；步骤(4)所述终轧温度为920～940℃。