一種含銅低合金鋼的加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含銅低合金鋼的加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 含Cu的鋼材在加熱時，由于爐內(nèi)氧化性氣氛選擇氧化Fe，而不選擇Cu，使得Cu在 氧化鐵皮和鋼基體界面富集。而當(dāng)爐內(nèi)溫度達到1080°C以上時，富銅（即富集的銅）相向 奧氏體晶界滲透，導(dǎo)致鋼材在軋制時表面會出現(xiàn)沿晶開裂，出現(xiàn)"銅脆"現(xiàn)象。
[0003] 為了防止"銅脆"現(xiàn)象的產(chǎn)生，目前采用的技術(shù)主要從限制板坯在爐的時間，降低 板坯出鋼溫度，增加粗軋除鱗道次這幾方面進行考慮。例如，為了防止產(chǎn)生"銅脆"現(xiàn)象，考 慮將板坯出鋼溫度控制在1300°C之下，但是，將板坯出鋼溫度控制在1300°C之下便不能夠 壓制薄規(guī)格的板坯。因此，在制作薄規(guī)格的板坯時就不能采用這種方式。上面的幾種技術(shù) 措施都有較多限制，因為在生產(chǎn)過程中，板坯發(fā)生保溫待軋，將板坯長時間保溫在爐內(nèi)，或 者控制1300 °C出鋼是普遍存在的。
[0004] 當(dāng)然，現(xiàn)有技術(shù)中還有其他方式防止"銅脆"現(xiàn)象的產(chǎn)生，例如對加熱爐中的低氧 濃度的控制，或者對加熱溫度的控制，或者控制板坯均熱時間在40~50Min范圍內(nèi)等。而以 上幾種方式都有各自的不足。例如對加熱爐中的低氧濃度的控制，僅僅是對低氧濃度的控 制，而沒有對爐溫控制進行細化。對加熱溫度的控制，沒有考慮控制合適的加熱氣氛，而僅 強調(diào)加熱溫度控制，并且需要在l〇〇〇°C~1050°C進行長達30~60min的保溫，過長時間會 造成軋機停產(chǎn)等待，影響產(chǎn)量。控制板坯均熱時間在40~50Min范圍內(nèi)，總在爐時間不能 高于180Min，不允許板坯在爐內(nèi)進行長時間保溫待軋，限制板坯最高出爐溫度為1280°C， 會給實際生產(chǎn)帶來種種限制，給生產(chǎn)組織提出了過高的要求。
[0005] 綜上，以上方式都會出現(xiàn)各種各樣的不足，都不是解決"銅脆"現(xiàn)象比較完善的方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明了提供了一種含銅低合金鋼的加熱方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的"銅脆"現(xiàn) 象。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種含銅低合金鋼的加熱方法，包括在板坯 投入加熱爐之后，利用熱值為2200Kcal/Nm3~2300Kcal/Nm3的燃氣加熱所述加熱爐，控 制所述加熱爐的爐溫在第一時間范圍內(nèi)升高至第一溫度范圍，并控制所述加熱爐的空燃比 在2. 2~2. 3之間，控制所述加熱爐的空氣過剩系數(shù)為1. 0~1. 05 ;其中，所述第一時間范 圍為140分鐘~160分鐘，所述第一溫度范圍中的最低值高于板坯入爐溫度，所述第一溫 度范圍中的最高值低于1070°C ;控制所述加熱爐的爐溫在第二時間范圍內(nèi)升高至第二溫度 范圍，并控制所述加熱爐的空燃比在2. 0~2. 2之間，控制所述加熱爐的空氣過剩系數(shù)為 0. 93~1. 0 ;其中，所述第二時間范圍為40分鐘~50分鐘，所述第二溫度范圍比所述低合 金鋼的出鋼溫度低25°C~30°C ;控制所述加熱爐的爐溫在第三時間范圍內(nèi)升高至第三溫 度范圍，并控制所述加熱爐的空燃比在2. 0~2. 1之間，控制所述加熱爐的空氣過剩系數(shù)為 0. 9~0. 95,以獲得所述低合金鋼；其中，所述第三時間范圍為25分鐘~30分鐘，所述第三 溫度范圍為1220°C~1300°C。
[0008] 優(yōu)選的，所述低合金鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（wt% )為：C:0. 080-0. 11%， Si:0. 27-0. 37%, Mn:0. 4〇-〇. 55%, P:0. 075-0. 100%, S: ^ 0. 008%, A1:0. 025-0. 05%, Cu:0. 25-0. 3%，Cr:0. 30-0. 6%，Ni:0. 03-0. 07%，Ti:0. 010-0. 02%，其余為 Fe 和不可避 免的雜質(zhì)。
[0009] 通過本發(fā)明的一個或者多個技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點：
[0010] 本發(fā)明提供了一種含銅低合金鋼加熱方法，板坯入爐后利用熱值為2200~ 2300Kcal/Nm3燃氣加熱，經(jīng)過140分鐘~160分鐘，并控制加熱一段末出口溫度最高不能超 過1070°C。板坯進入加熱二段開始快速升溫，經(jīng)過40分鐘~50分鐘，控制加熱二段末出口 溫度低于出鋼目標(biāo)溫度25°C~30°C。均熱段保溫25分鐘~30分鐘左右，板坯出爐溫度范 圍在1220°C~1300°C。本發(fā)明抑制了富銅層晶界的融化，減少了銅的富集數(shù)量，因此在板 坯經(jīng)過正常的粗軋工序時，容易除掉富集在鐵皮下的銅，而不產(chǎn)生銅脆缺陷。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例中一種含銅低合金鋼的加熱方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明的主要目的是開發(fā)一種含銅低合金鋼的加熱方法，主要的實施原理是：按 照對加熱爐的爐溫控制，將加熱爐的加熱過程分為四個階段：預(yù)熱段、加熱一段、加熱二段、 均熱段。其中，預(yù)熱段是對板坯進行預(yù)熱，板坯在加熱爐內(nèi)的加熱溫度控制分別從加熱一 段、加熱二段和均熱段進行。具體為：板坯入爐后在預(yù)熱段和加熱一段采取緩慢升溫的方 式，利用熱值為2200~2300Kcal/Nm3燃氣加熱，經(jīng)過140分鐘~160分鐘，并控制加熱一 段末出口溫度最高不能超過1070°C。板坯進入加熱二段開始快速升溫，經(jīng)過40分鐘~50 分鐘，控制加熱二段末出口溫度低于出鋼目標(biāo)溫度25°C~30°C。均熱段保溫25分鐘~ 30分鐘左右，板坯出爐溫度范圍在1220°C~1300°C。上述措施使板坯總在爐時間控制 在205min~240min之間。如果板還在爐內(nèi)發(fā)生保溫待乳現(xiàn)象，最長在爐時間可以延長到 290min。另外，加熱一段、加熱二段和均熱段的空燃比分別控制在：2. 2~2. 3、2. 0~2. 2 和2. 0~2. 1 ;并控制加熱一段、加熱二段和均熱段的空氣過剩系數(shù)分別為：1. 0~1. 05、 0? 93 ~1. 0 和 0? 9 ~0? 95。
[0013] 本發(fā)明采用以上技術(shù)措施的理由是：控制板坯在加熱一段的溫度低于1070°C，可 以推遲富銅層晶界的融化。板坯進入加熱二段開始快速升溫，使加熱過程中鐵皮與鋼基體 界面富集的銅，向鐵皮與鋼基體內(nèi)部快速擴散。同時也減少了銅的富集數(shù)量。加熱過程中 控制空氣過剩系數(shù)，抑制高溫條件下銅的繼續(xù)富集。通過控制板坯加熱過程溫度和加熱爐 氣氛的方法，使板坯經(jīng)過正常的粗軋工序時，容易除掉富集在鐵皮下的銅，而不產(chǎn)生銅脆缺 陷。
[0014] 為了使本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請，下面結(jié)合附圖， 通過具體實施例對本申請技術(shù)方案作詳細描述。
[0015] 下面請參看圖1，是本發(fā)明提供的一種含銅低合金鋼的加熱方法的實施過程圖。
[0016] S1 :在板坯投入加熱爐之后，利用熱值為2200Kcal/Nm3~2300Kcal/Nm3的燃氣加 熱加熱爐，控制加熱爐的爐溫在第一時間范圍內(nèi)升高至第一溫度范圍。
[0017] 具體來說，在板坯投入加熱爐之后，會控制加熱爐的爐溫在第一時間范圍內(nèi)升高 至第一溫度范圍，其中，第一時間范圍為140分鐘~160分鐘，第一溫度范圍中的最低值高 于板坯入爐溫度，第一溫度范圍中的最高值低于1070°C。此加熱過程包含了預(yù)熱段和加熱 一段，在140分鐘~160分鐘之間將爐溫升高，并控制爐溫最高溫度不超過1070°C，用來推 遲富銅層晶界的融化。另外，為了減少銅的富集數(shù)量還可以調(diào)節(jié)爐內(nèi)的氣氛，主要是調(diào)節(jié)爐 內(nèi)的空燃比和空氣過剩系數(shù)，具體來說，可以控制加熱爐的空燃比在2. 2~2. 3,控制加熱 爐的空氣過剩系數(shù)為1. 0~1. 05。
[0018] S2 :控制加熱爐的爐溫在第二時間范圍內(nèi)升高至第二溫度范圍。
[0019] 具體來說，此加熱過程即是加熱二段的加熱過程，在40分鐘~50分鐘之間將爐溫 升高，一直升高到比低合金鋼的出鋼溫度低25°C~30°C為止。板坯進入加熱二段開始快速 升溫，使加熱過程中鐵皮與鋼基體界面富集的銅，向鐵皮與鋼基體內(nèi)部快速擴散。同時也減 少了銅的富集數(shù)量。另外，為了抑制高溫條件下銅的繼續(xù)富集，還會控制爐內(nèi)的空燃比和空 氣過剩系數(shù)，具體來說，可以控制加熱爐的空燃比在2. 0~2. 2之間，控制加熱爐的空氣過 剩系數(shù)為0.93~1.0。
[0020] S3 :控制加熱爐的爐溫在第三時間范圍內(nèi)升高至第三溫度范圍。
[0021] 具體來說，此加熱過程為均熱段，在25分鐘~30分鐘之間，將爐溫控制在 1220°C~1300°C，允許板坯在爐發(fā)生保溫待軋現(xiàn)象。另外，還會控制加熱爐的空燃比在 2. 0~2. 1之間，控制加熱爐的空氣過剩系數(shù)為0. 9~0. 95。
[0022] 經(jīng)過這一系列的措施之后，便能夠獲得低合金鋼。
[0023] 優(yōu)選的，低合金鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（wt % )為：C:0. 080-0. 11%， Si:0. 27-0. 37%, Mn:0.4〇-〇.55%, P:0. 075-0. 100%, S: ^ 0. 008%, A1:0. 025-0. 05%, Cu:0. 25-0. 3%，Cr:0. 30-0. 6%，Ni:0. 03-0. 07%，Ti:0. 010-0. 02%，其余為Fe和不可避 免的雜質(zhì)。
[0024] 下面使用具體的示例（示例1和示例2)進行描述。
[0025] 下面請參看表1，是示例1的化學(xué)成分表。
【主權(quán)項】
1. 一種含銅低合金鋼的加熱方法，其特征在于，所述方法包括： 在板坯投入加熱爐之后，利用熱值為2200Kcal/Nm3~2300Kcal/Nm3的燃氣加熱所述 加熱爐，控制所述加熱爐的爐溫在第一時間范圍內(nèi)升高至第一溫度范圍，并控制所述加熱 爐的空燃比在2. 2~2. 3之間，控制所述加熱爐的空氣過剩系數(shù)為I.O~1. 05 ;其中，所述 第一時間范圍為140分鐘~160分鐘，所述第一溫度范圍中的最低值高于板坯入爐溫度，所 述第一溫度范圍中的最高值低于1070°C; 控制所述加熱爐的爐溫在第二時間范圍內(nèi)升高至第二溫度范圍，并控制所述加熱爐的 空燃比在2. 0~2. 2之間，控制所述加熱爐的空氣過剩系數(shù)為0. 93~I. 0 ;其中，所述第 二時間范圍為40分鐘~50分鐘，所述第二溫度范圍比所述低合金鋼的出鋼溫度低25°C~ 300C； 控制所述加熱爐的爐溫在第三時間范圍內(nèi)升高至第三溫度范圍，并控制所述加熱爐 的空燃比在2. 0~2. 1之間，控制所述加熱爐的空氣過剩系數(shù)為0. 9~0. 95,以獲得所述 低合金鋼；其中，所述第三時間范圍為25分鐘~30分鐘，所述第三溫度范圍為1220°C~ 1300。。。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述低合金鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為： C:0. 080-0. 11 %，Si:0. 27-0. 37 %，Mn:0. 40-0. 55 %，P:0. 075-0. 100 %，S:彡 0? 008 %， A1:0. 025-0. 05%，Cu: 0? 25-0. 3%，Cr: 0? 30-0. 6%，Ni: 0? 03-0. 07%，Ti: 0? 010-0. 02%，其 余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含銅低合金鋼加熱方法，板坯入爐后利用熱值為2200～2300Kcal/Nm3燃氣加熱，經(jīng)過140分鐘～160分鐘，并控制加熱一段末出口溫度最高不能超過1070℃。板坯進入加熱二段開始快速升溫，經(jīng)過40分鐘～50分鐘，控制加熱二段末出口溫度低于出鋼目標(biāo)溫度25℃～30℃。均熱段保溫25分鐘～30分鐘左右，板坯出爐溫度范圍在1220℃～1300℃。本發(fā)明抑制了富銅層晶界的融化，減少了銅的富集數(shù)量，因此在板坯經(jīng)過正常的粗軋工序時，容易除掉富集在鐵皮下的銅，而不產(chǎn)生銅脆缺陷。
【IPC分類】C21D6-00, C22C38-50, C21D1-34
【公開號】CN104694713
【申請?zhí)枴緾N201510162087
【發(fā)明人】齊明光
【申請人】首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月8日