一种SAE10B33A钢表面质量改善的控轧控冷方法与流程

本发明涉及冶金金属材料，具体为一种sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法。

背景技术：

1、中碳含硼冷镦钢的成品表面质量依赖轧制与冷却环节的工艺控制，控轧控冷流程的参数设置直接关系线材表面状态。在常规轧制生产中，铸坯缺少充分的缓冷工序便直接装炉加热，坯料内部残留应力无法释放；坯料加热采用单一温度区间管控，受热均匀性不足，表面氧化程度偏高；除鳞仅采用单次处理，表面氧化铁皮清理不充分，进入轧制工序后易被压入坯体形成表面缺陷；轧制温度未按梯度分段控制，终轧温度波动范围较大，线材表面易出现局部脱碳；吐丝后冷却采用统一风量与速度，盘卷各部位冷却速度不一致，内部组织均匀性差，铸坯携带的原始缺陷会在轧制与冷却过程中持续扩展。

2、实际生产中，常规控轧控冷方式下，线材经在线检测后，表面裂纹、结疤类缺陷的检出数量较多，部分批次因表面缺陷需要做判废处理，下游企业进行冷镦加工时，线材表面缺陷会引发成型零件开裂，影响产品的使用效果。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，具备降低表面氧化与局部脱碳程度，改善坯料初始表面状态等优点，解决了线材表面易出现局部脱碳的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述降低表面氧化与局部脱碳程度，改善坯料初始表面状态目的，本发明提供如下技术方案：一种sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，包括步骤1：铸坯缓冷预处理、步骤2：坯料三段式步进加热、步骤3：多级高压水除鳞、步骤4：梯度控温无扭轧制、步骤5：精轧后在线匀温调控、步骤6：吐丝温度闭环控制、步骤7：斯太尔摩分段控冷、步骤8：集卷与打捆表面防护、步骤9：在线表面缺陷全检，所述步骤1：铸坯缓冷预处理；

5、用天车将连铸合格坯料平稳吊运至缓冷坑，按炉号分区整齐堆放，坯料之间预留60~90mm通风间隙，保证缓冷温度均匀；

6、坯料全部入坑后，用耐高温保温棉全覆盖密封坑体，密封边缘压实无漏风，控制缓冷坑内温度稳定在600~750℃；

7、严格控制缓冷时长≥30h，期间每8h检测一次坑内温度，确保温度波动≤±30℃；

8、缓冷结束后，用红外测温仪检测坯料表面温度，待整体温度降至≤200℃，再用天车平稳转运至加热炉上料台，禁止高温坯料直接装炉。

9、优选的，所述步骤2：坯料三段式步进加热；

10、加热炉上料前，清理炉内残留氧化铁皮与杂物，开启炉内循环风机，将步进梁调整至水平状态；

11、采用单排装炉方式，将坯料平稳放置在步进梁上，坯料间距控制90~110mm，杜绝堆叠、倾斜装炉。

12、优选的，所述步骤2：坯料三段式步进加热；

13、执行三段式精准控温加热：

14、预热段：设定炉温≤680℃，步进梁匀速移动，加热时长26~32min，缓慢升温避免表面急剧氧化；

15、加热段：设定炉温1100~1140℃，加热时长32~38min，保证坯料心部与表面同步透热；

16、均热段：设定炉温1080~1120℃，均热时长32~42min，消除坯料内外温差；

17、坯料在炉总时长≥90min，出炉前用多点红外测温仪检测，确保坯料整体温差≤±25℃，达标后开启炉门出料。

18、优选的，所述步骤3：多级高压水除鳞；

19、粗轧前一次除鳞：坯料出炉后立即输送至粗轧入口除鳞箱，关闭除鳞箱密封门，开启高压水泵，将除鳞压力调至19~25mpa，控制坯料运行速度1.0~1.6m/s，往复除鳞2~3次，彻底清除初生氧化铁皮；

20、中轧前二次除鳞：粗轧完成后，将坯料输送至中轧入口除鳞箱，保持除鳞压力19~25mpa，单次除鳞覆盖坯料全表面，无漏除区域；

21、破鳞轧制辅助处理：二次除鳞后，调节中轧机辊缝，比常规轧制辊缝缩小0.2~0.4mm，通过轧制压力破碎残余氧化铁皮，防止氧化铁皮压入坯体形成表面缺陷。

22、优选的，所述步骤4：梯度控温无扭轧制；

23、轧制前更换全部u型轧辊，用塞尺调试辊缝精度≤±0.05mm，检查轧辊表面无划痕、无磨损，避免轧制时划伤线材表面；

24、采用无扭高速轧制工艺，分四级梯度控温轧制：

25、粗轧机组：控制开轧温度1060~1090℃，设定大压下量，保证坯料表层变形均匀；

26、中轧机组：控制轧制温度980~1020℃，稳定轧机转速，避免坯料温降过快；

27、预精轧机组：控制轧制温度930~970℃，逐步减小变形量，优化线材成型精度；

28、精轧机组：实时监测终轧温度，通过调节轧机转速、水冷段水量，将终轧温度稳定在870~930℃，温度波动≤±15℃；

29、轧制过程中，每30min检查一次轧辊状态与辊缝精度，及时清理轧辊表面附着的氧化铁皮。

30、优选的，所述步骤5：精轧后在线匀温调控；

31、精轧机组出口安装分段水冷装置，水冷喷嘴角度调整至45°，保证水冷覆盖线材全周长；

32、根据精轧出口实时温度，自动调节水冷段水量12~18m3/h，避免急冷造成线材表面应力集中；

33、水冷后设置匀温段，线材空冷运行8~12m，使表面与心部温度趋于一致，平稳过渡至吐丝温度区间。

34、优选的，所述步骤6：吐丝温度闭环控制；

35、线材进入吐丝机前，安装双点红外测温仪，实时监测线材温度，数据同步传输至中控系统；

36、中控系统根据测温数据，自动调节吐丝机转速与水冷强度，将吐丝温度稳定控制880~920℃，温度波动≤±10℃；

37、吐丝过程中，观察盘卷成型状态，及时调整吐丝管角度，保证盘卷圈型规整、无粘连、无拖拽划伤。

38、优选的，所述步骤7：斯太尔摩分段控冷；

39、盘卷进入斯太尔摩冷却线后，执行前段弱冷、后段缓冷的分段冷却工艺：

40、前段冷却区：设定辊道速度0.13~0.17m/s，风机风量开启55%~75%，缓慢控制相变节奏，避免冷却不均产生裂纹；

41、后段冷却区：保持辊道速度不变，将风机风量降至25%~45%，延长冷却时长，细化内部组织、降低带状组织级别；

42、冷却全程监控盘卷温度，冷却结束后，将盘卷输送至空冷区，自然冷却至室温，禁止强制吹风冷却。

43、优选的，所述步骤8：集卷与打捆表面防护；

44、盘卷冷却至室温后，开启集卷设备，采用柔性夹持装置抓取盘卷，夹持力度适中，避免磕碰、拖拽造成表面损伤；

45、集卷完成后，进行打捆作业，将打捆压力控制7~13吨，压力均匀分布在盘卷四周，打捆带与盘卷之间垫柔性防护垫，防止压痕、擦伤；

46、打捆完成后，平稳吊运至成品堆放区，堆放时垫橡胶垫板，避免盘卷与硬质地面直接接触。

47、优选的，所述步骤9：在线表面缺陷全检；

48、成品打捆前，通过在线热眼检测设备逐支扫描线材全表面，自动识别裂纹、结疤、凹坑、氧化铁皮压入缺陷，缺陷位置实时标记；

49、缺陷判定：表面缺陷深度＞0.1mm的线材，直接切割判废；短浅缺陷线材，取样进行酸洗验证；

50、酸洗验证合格的线材，按炉号、规格分类入库；不合格线材单独隔离，做好标识并回流处理；

51、每炉记录检测数据、缺陷类型与处理结果，形成表面质量全流程管控档案。

52、（三）有益效果

53、与现有技术相比，本发明提供了一种sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，具备以下有益效果：

54、1、该sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，该方法铸坯缓冷预处理与三段式步进加热结合，通过≥30h缓冷释放内应力、≤200℃低温装炉，配合三段温控与≥90min在炉时长，让坯料受热均匀、整体温差≤±25℃，降低表面氧化与局部脱碳程度，改善坯料初始表面状态，减少加热环节引发的表面缺陷。

55、2、该sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，该方法多级高压水除鳞与破鳞轧制配合，采用19~25mpa压力两次除鳞，搭配辊缝缩小0.2~0.4mm的破鳞工艺，充分清理坯料表面氧化铁皮，减少氧化铁皮压入坯体的情况，提升线材表面光洁度，优化线材基础表面质量。

56、3、该sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，该方法梯度控温无扭轧制与精轧在线匀温调控联用，使用u型辊控制辊缝精度≤±0.05mm，四级梯度温控缩小终轧温度波动至≤±15℃，配合45°水冷喷嘴与空冷匀温段，让线材变形均匀、温度过渡平稳，减少表面划伤与皮下微裂纹，控制表面局部脱碳。

57、4、该sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，该方法吐丝温度闭环控制与斯太尔摩分段控冷联用，将吐丝温度稳定在880~920℃且波动≤±10℃，结合前段弱冷、后段缓冷的分段冷却工艺，使盘卷成型规整、冷却均匀，缩小内部组织差异，抑制铸坯原始缺陷扩展，降低表面裂纹出现概率。

58、5、该sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，该方法集卷打捆全流程采用表面防护措施，通过柔性夹持、7~13吨均匀打捆压力，搭配防护垫与橡胶垫板，避免盘卷在转运、成型、打捆过程中产生磕碰、压痕与擦伤，保持成品表面完好性，提升成品外观质量稳定性。

59、6、该sae10b33a钢表面质量改善的控轧控冷方法，该方法在线表面缺陷全检形成质量管控闭环，逐支扫描识别表面缺陷并对深度＞0.1mm的缺陷件判废，辅以酸洗验证短浅缺陷，及时筛选不合格品，提升成品表面质量一致性，让线材更好适配下游大变形量冷镦加工的使用需求。