本發(fā)明涉及熱軋中高碳合金鋼軋制工藝控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減少熱軋中高碳合金鋼邊部線狀缺陷的控制方法，屬于熱軋工藝技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)：

　　熱軋中高碳合金鋼主要應用于制造汽車離合器彈簧膜片、鋸片、剎車盤等磨損件，熱軋原卷經(jīng)分條、酸洗、冷軋后進行沖裁。一般來說，下游用戶對原卷邊部剪邊后(最大剪邊量10mm)，按成品尺寸進行原料分條，因此客戶若按常規(guī)操作，則帶鋼表面存在距邊部10mm以上的缺陷勢必會遺傳至成品件上，對下游用戶安全造成巨大隱患；若客戶加大切邊量一方面會導致切損過大，另一方面增加客戶的生產(chǎn)難度及設備磨損，因此對于該品種的生產(chǎn)必須將邊部線狀缺陷控制在10mm以下。

　　對于熱軋帶鋼的邊部線狀缺陷的形成機理及控制方法國內(nèi)外學者研究較多，在連鑄坯本身無缺陷的情況下，熱軋過程產(chǎn)生該類缺陷主要原因為兩個：一、連鑄坯棱邊在軋制過程中處于三維傳熱狀態(tài)，溫度顯著低于其他部位，在軋制過程中由于翻平寬展，導致原始鑄坯棱邊軋后翻平至距邊部一定位置，形成黑線(或邊裂)；二、軋制過程中邊部接觸設備如定寬機、立輥等由于輥型不良、設備狀態(tài)不合要求導致的擦劃傷等。因此，針對以上兩個原因，國內(nèi)外眾多研究人員提出采用鈍角連鑄坯、弧形定寬機、立輥孔型優(yōu)化設計等手段解決某些鋼種的這類問題，如超低碳if鋼、低碳低合金鋼、硅鋼等鋼種的邊部線狀缺陷問題。但是，經(jīng)實踐證明，以上方法均不適用于熱軋中高碳鋼的邊部線狀缺陷控制，甚至會進一步惡化該類鋼種的邊部線狀缺陷問題(包括加大距缺陷邊部的位置、缺陷深度等)。

　　經(jīng)檢索，公開號為cn110180895a的中國發(fā)明專利申請公開了一種解決熱軋高碳合金鋼邊部線狀缺陷的方法。其主要是通過控制加熱工藝過程得到溫度均勻性較好的連鑄坯，然后控制軋制減寬量為50-200mm、中間坯厚度32-46mm及精軋入口板坯邊部溫度≥940℃，其方法極其常規(guī)，經(jīng)我方實踐證明對熱軋中高碳鋼的邊部線狀缺陷控制無明顯效果，且邊部入口溫度一般無測量儀器，更無反饋控制系統(tǒng)，可操作性不強。

　　另外，公開號為cn107096795a的中國發(fā)明專利申請公開了一種減少熱軋帶鋼邊部缺陷的制造方法，其僅通過減少e1第一道次的負荷1-5mm，優(yōu)化分配至e1第三道次和e2第一、第三道次及優(yōu)化立輥冷卻水量至小于等于70％，降低邊部溫降來減小邊部缺陷，從其實施效果來看：邊部缺陷改判量僅降低60％，而且并未具體量化缺陷減小的程度，也未言明針對的鋼種，經(jīng)實踐該方法不適用于熱軋中高碳合金鋼的邊部線狀缺陷控制。

　　針對優(yōu)化連鑄坯角部形狀如采用鈍角連鑄坯(中國發(fā)明專利申請公開號：cn110405163a)、采用弧形定寬機(中國專利公開公告號：cn204583863u、cn110293136a)經(jīng)實踐表明由于中高碳特殊的合金成分體系采用該類方法不僅無法減輕邊部線狀缺陷的產(chǎn)生，甚至惡化了該類缺陷，使得該類缺陷距邊部的距離從20～22mm增加至30～35mm位置。

　　因此，針對熱軋中高碳鋼的邊部線狀缺陷問題，必須發(fā)明一種專用的熱軋工藝規(guī)程將該鋼種的邊部線狀缺陷控制在10mm以下。

　　技術(shù)實現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明針對熱軋中高碳鋼的邊部線狀缺陷問題，提供一種減少熱軋中高碳合金鋼邊部線狀缺陷的控制方法，以期望大幅降低邊部缺陷的發(fā)生機率，同時將可能出現(xiàn)的缺陷控制在距邊部10mm以下，滿足用戶的使用要求。

　　本發(fā)明具體是這樣實現(xiàn)的：

　　一種減少熱軋中高碳合金鋼邊部線狀缺陷的控制方法，包括如下步驟：

　　1)采用常規(guī)冶煉、連鑄后獲得表面及棱邊無缺陷的直角型連鑄坯；

　　2)連鑄坯采用直裝方式進行下送生產(chǎn)，入爐溫度≥650℃；

　　3)進行板坯再加熱，出爐溫度控制在1280～1310℃，高溫段在爐時間≥50min；

　　4)出爐進行高壓水除鱗后空過定寬機或進行定寬機小側(cè)壓作用；

　　5)粗軋機r1、r2采用“1+5”道次軋制；

　　6)粗軋r2除鱗道次為1、5道次，其他道次關(guān)閉除鱗水；

　　7)利用e2立輥進行減寬，作用道次1、3、5道次；

　　8)粗軋中間坯厚度設定為50～58mm，rt2出口溫度≥1080℃；

　　9)進行七機架精軋后卷取成鋼卷。

　　更進一步的方案是：

　　所述直角型連鑄坯尺寸與成品寬度的差值控制在+20～+50mm。

　　更進一步的方案是：

　　所述“1+5”道次軋制，道次壓下率分配比例為：18～20％、≥22％、≥20％、15～18％、≤12％、≤5％。

　　更進一步的方案是：

　　當使用定寬機時所述定寬機形狀為：直角形；同時，所述設定定寬機出口寬度與設定粗軋出口寬度相同。

　　更進一步的方案是：

　　步驟7)中，利用e2立輥進行減寬，保證r2-5出口寬度為設定粗軋出口寬度，且e2總減寬量為r1、r2前四道次平軋的全部展寬量，其中e2各道次的減寬量分配模式為：按總減寬量比例的≥60％，≥30％，≤10％分別分配至e2-1，e2-3及e2-5減寬道次中。

　　本發(fā)明的主要工藝原理如下：

　　1.采用直角型連鑄坯主要是因為經(jīng)過棱邊金屬流動規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)，直角連鑄坯棱邊相對于鈍角連鑄坯來說，其棱邊軋后距邊部位置更近。而鈍角連鑄坯雖然有利于改善棱邊散熱問題，但是對于本發(fā)明中針對中高碳鋼成分體系卻基本無益處，同時研究表明鈍角連鑄坯上棱邊軋后距邊部位置較直角連鑄坯更遠，因此本發(fā)明中要求采用直角連鑄坯進行生產(chǎn)；要求設定連鑄坯坯寬尺寸必須在+20～+50mm以內(nèi)，是因為定寬側(cè)壓量越小則邊部產(chǎn)生“狗骨”高度越小，后續(xù)平軋過程中寬展量較小，有利于控制黑線更靠近邊部。

　　2.連鑄坯采用直裝方式進行下送生產(chǎn)，并規(guī)定入爐溫度≥650℃。主要是因為該中高碳合金鋼屬于冷裂紋敏感鋼種，在緩冷工藝不當?shù)那樾蜗聵O易造成板坯裂紋，特別是棱邊部位。而采用該工藝，可以保證連鑄坯在較高的塑性條件下入爐再加熱，確保出爐軋制前連鑄坯表面、棱邊無缺陷。

　　3.進行板坯再加熱，出爐溫度控制在1280～1310℃，高溫段在爐時間≥50min。為避免粗軋過程中棱邊邊部散熱快，進入兩相區(qū)導致變形不均產(chǎn)生折疊黑線，將出爐溫度盡量提高，同時確保高溫段在爐時間充足，獲得溫度鑄坯內(nèi)外均勻一致的連鑄坯。

　　4.針對配置定寬機熱軋產(chǎn)線來說，定寬機主要用來對鑄坯進行調(diào)寬控制，但是對于該類中高碳合金鋼而言，由于定寬機與板坯邊部溫差極大，同時定寬機與板坯作用時間較長極易導致棱邊過冷，導致后續(xù)軋制時棱邊變形抗力大，形成黑線問題，因此本發(fā)明中要求不進行定寬機作用，降低棱邊與其他部位的溫差；同時必須進行定寬機側(cè)壓作用時則必須采用直角定寬機，同時定寬機出口寬度設計與粗軋成品寬度相同。

　　5.粗軋機r1、r2采用“1+5”道次軋制，道次壓下率分配比例為：18～20％、≥22％、≥20％、15～18％、≤12％、≤5％。由于國內(nèi)部分產(chǎn)線的r1屬于不可逆軋機，且設備能力限制，因此采用“1+5”道次進行軋制，同時針對r1、r2的壓下量根據(jù)軋機能力和各道次所處的溫度進行該比例分配主要是因為：在高溫段進行大壓下，棱邊溫度與其他部分溫差小，變形均勻性更好；同時高溫對于前期軋制過程中形成的細小邊部缺陷具有彌合作用。因此本發(fā)明要求盡量將壓下量進行前移至高溫段。

　　6.粗軋r2除鱗道次為1、5道次，其他道次關(guān)閉除鱗水，熱軋中高碳鋼一般情況下，用戶會進行后續(xù)加工需進行氫還原退火處理，因此對表面氧化鐵皮不做要求。同時除鱗水作用加大棱邊散熱導致邊部溫度過低，因此本發(fā)明中設計只開1、5道次的除磷水，盡可能提高粗軋結(jié)束溫度。

　　7.利用e2立輥進行減寬，作用道次1、3、5道次，保證r2-5出口寬度為設定粗軋出口寬度，且e2總減寬量為r1、r2前四道次平軋的全部展寬量，其中e2各道次的減寬量分配模式為：按總減寬量比例的≥60％，≥30％，≤10％分別分配至e2-1,e2-3及e2-5減寬道次中％。經(jīng)研究表明，熱軋中高鋼黑線主要為粗軋過程產(chǎn)生后，翻平寬展至表面所致，因此必須將粗軋過程寬展的量全部用e2作用的三個道次“吃掉”，因此，當定寬機出口寬度設定為同r2-5出口寬度均為粗軋成品設定寬度時，r1及r2-1、r2-2、r2-3、r2-4的平軋展寬量全部被e2的三個道次“吃掉”了，這樣一來，即使產(chǎn)生了黑線，也更加靠近邊部，使其控制在10mm以下。減寬量分配前移是為了保證最后一道r2-5寬展量較小。

　　8.粗軋中間坯厚度設定為50～58mm，rt2出口溫度≥1080℃。經(jīng)研究表明，熱軋中高碳鋼的邊部線狀缺陷主要是由于軋制過程中的翻平寬展造成，因此應盡可能增加中間坯厚度，減小翻平寬展的機會。而將剩余的壓下量放至精軋工序主要是由于精軋工序有活套的拉力作用促進金屬幾乎全部向軋向流動，寬展的幾率極小，可避免精軋過程產(chǎn)生邊部黑線問題。因此本發(fā)明中將中間坯厚度設定至產(chǎn)線的極致，但也需根據(jù)成品厚度及精軋機能力進行匹配；rt2的出口溫度≥1080℃，可以保證棱邊部位保持在900℃以上。降低棱邊進入兩相區(qū)可能，增加棱邊與其他部位變形的均勻性。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1)不需要增加設備或?qū)υO備進行改型；2)鋼卷長度方向上缺陷所占的比例由改進前約50％發(fā)生比例降至2％以下；3)缺陷距邊部的位置由改進前距邊部約20～30mm的位置降至10mm以下。

　　附圖說明

　　圖1為常規(guī)工藝生產(chǎn)熱軋中高碳鋼邊部黑線缺陷形貌圖；

　　圖2為本發(fā)明工藝生產(chǎn)熱軋中高碳鋼邊部黑線形貌圖。

　　具體實施方式

　　下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

　　本發(fā)明各實施例采用的具體減少熱軋中高碳合金鋼邊部線狀缺陷的控制方法，包括如下步驟：

　　1)采用常規(guī)冶煉、連鑄后獲得表面及棱邊無缺陷的直角型連鑄坯，鑄坯尺寸與成品寬度的差值控制在+20～+50mm；

　　2)連鑄坯采用直裝方式進行下送生產(chǎn)，入爐溫度≥650℃；

　　3)進行板坯再加熱，出爐溫度控制在1280～1310℃，高溫段在爐時間≥50min；

　　4)出爐進行高壓水除鱗后空過定寬機或進行定寬機小側(cè)壓作用；

　　5)粗軋機r1、r2采用“1+5”道次軋制，道次壓下率分配比例為：18～20％、≥22％、≥20％、15～18％、≤12％、≤5％；

　　6)粗軋r2除鱗道次為1、5道次，其他道次關(guān)閉除鱗水；

　　7)利用e2立輥進行減寬，作用道次1、3、5道次，保證r2-5出口寬度為設定粗軋出口寬度，且e2各道次的減寬量分配比例為≥60％，≥30％，≤10％；

　　8)粗軋中間坯厚度設定為50～58mm，rt2出口溫度≥1080℃；

　　9)進行七機架精軋后卷取成鋼卷。

　　本發(fā)明各實施例和對比例的相關(guān)工藝參數(shù)取值見表1、表2和表3，本發(fā)明各實施例的邊部缺陷改善效果見表4。

　　表1本發(fā)明中各實施例相關(guān)工藝參數(shù)取值列表(一)

　　表2為本發(fā)明中各實施例相關(guān)工藝參數(shù)取值列表(二)

　　表3為本發(fā)明中各實施例相關(guān)工藝參數(shù)取值列表(三)

　　表4本發(fā)明各實施例邊部缺陷改善效果列表

　　從表4可以看出，按照改進后的工藝生產(chǎn)熱軋中高碳合金鋼，邊部缺陷獲得顯著控制，鋼卷長度方向上缺陷所占的比例由改進前約50％發(fā)生比例降至2％以下，缺陷距邊部的位置由改進前距邊部約20～30mm的位置降至10mm以下(如附圖1和2所示)。大幅降低用戶原料的切損，提高了原品種成材率。