一种高碳工具钢冷轧卷板的生产工艺的制作方法

1.本发明涉及金属冷轧技术领域，具体涉及一种高碳工具钢冷轧卷板的生产工艺。


背景技术：

2.高碳工具钢是碳含量一般在0.65％以上，用以制造切削刀具、锯片锯条、量具等工具的钢。高碳工具钢因碳含量高，甚至还加有合金元素，具有很高的强度和硬度。因此，高碳工具钢冷轧卷材传统的生产流程都是通过单机架 窄带的方式生产，非常少地采用单机架 宽幅板卷的形式。目前钢铁行业内开发了采用冷轧连轧机组生产中碳钢或者高碳优质碳素结构钢的工艺，但高碳工具钢与高碳优质碳素结构钢相比，碳含量与合金元素含量更高；强度、硬度也更高；塑性、韧性更低；可轧性更差，因此，至今鲜见有冷连轧机组生产高碳工具钢的报道。
3.不同于现有的单机架冷轧窄带轧机生产的高碳工具钢，其工艺流程较复杂，生产效率较低，生产成本较高，本发明采用冷连轧机组生产高质量的高碳工具钢冷轧板卷，具有工艺流程简单、生产效率高、生产成本低的特点。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高碳工具钢冷轧卷板的生产工艺，旨在解决现有冷轧工艺难以和冷连轧机组配合生产高碳工具钢，并且单机架冷轧窄带轧机的工艺流程复杂，生产效率低下，生产成本较高技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种高碳工具钢冷轧卷板的生产工艺，高碳工具钢热轧板卷首先经过酸洗线酸洗，再经过罩式炉球化退火，退火后的钢卷经过机架冷连轧机组轧制，轧制后的钢卷卷取成卷，最后经罩式炉退火成冷轧成品卷，
7.所述酸洗的具体工艺为：盐酸酸洗板卷，酸液浓度12％～18％，酸液温度70～85℃，酸洗速率50～120m/min；酸洗后板卷再进行水漂洗，漂洗温度60～80℃；漂洗后的板卷采用热风干燥，热风温度为120℃；
8.所述球化退火的具体工艺为：板卷由常温升温到200℃，再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时，再以60℃/h的加热速度加热到700～750℃，并保温10～20h；保温结束后缓慢冷却到600℃，换风冷至400℃，再换水冷至100℃出炉，得到带钢；
9.所述冷轧的具体工艺为：拉矫机处理带钢，拉矫机延伸率1.5～2.5％；冷轧机组入口段利用激光焊接实现前后带钢的连接；冷轧工作辊毛辊轧制，冷轧压下量20～40％；带钢采用窜辊模式轧制得到钢卷；
10.所述罩式炉退火的具体工艺为：钢卷由常温自由升温到200℃，再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到650～700℃，并保温10～20h；保温结束后缓慢冷却到约600℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉，得到高碳工具钢冷轧卷板。
11.作为本发明进一步的方案：所述冷连轧机组为多机架连续式生产，所述冷连轧机
组的机架数为5-6个。
12.作为本发明进一步的方案：所述冷连轧机组按顺序窜辊模式轧制时，除最后一个机架，其他机架都采用负窜，负窜值设定为40～10mm内的某一值。
13.作为本发明进一步的方案：采用负窜的机架在按顺序窜辊模式轧制时，前一机架的负窜值大于等于后机架的负窜值。
14.本发明的有益效果：
15.(1)本发明的工艺对板卷先酸洗线酸洗，再经过罩式炉球化退火，退火后的钢卷经过机架冷连轧机组轧制，轧制后的钢卷卷取成卷工艺流程，通过在工艺流程中实验得出的优选工艺参数，使得酸洗、罩式退火能以宽幅卷板而非窄带或宽幅卷板分条卷的形式生产，从而提升生产效率；进而使得冷连轧机组可以对宽幅钢板进行多机架连续式生产，配合工作辊窜辊能力，实现高效率、低成本地生产高质量的冷轧宽幅板卷，提升经济效益。
附图说明
16.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
17.图1是本发明生产工艺的流程图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1所示，本发明为一种高碳工具钢冷轧卷板的生产工艺，高碳工具钢热轧板卷首先经过酸洗线酸洗，再经过罩式炉球化退火，退火后的钢卷经过机架冷连轧机组轧制，轧制后的钢卷卷取成卷，最后经罩式炉退火成冷轧成品。
20.高碳工具钢中碳含量与合金元素含量更高，因此对应的强度、硬度也更高，更加适用于制造切削刀具、锯片锯条、量具等工具，但是与高强度和高硬度对应的就是其更低的塑性和韧性。
21.在实际加工时，越宽的板卷就意味这需要更高的机械负荷，难度较高，传统加工中一般需要提高机械负荷，增大加工成本才能够保证对钢卷实现更好的加工效果，而本发明的突出效果之一在于优选的酸洗和退火工艺，实现对宽板卷内应力的大大降低，保证在后续加工中钢卷的塑性和韧性的缓慢降低，大大提高了宽板卷的可加工型。
22.本发明另一个突出效果在于，经过本发明酸洗和球化退火工艺后的钢卷可以进行冷连轧机组为多机架连续式生产，一方面原因在于加工钢卷塑性和韧性的维持，另一方面原因在于本发明设置的多机架组的工艺及参数设置，钢卷在刚进入冷轧工艺时，钢卷的负荷低，加工性能最好，因此本发明的前机架工作辊设置较高的负窜值，同时本发明的工作辊设置在上下两侧，钢卷在冷轧加工时，从上下两个工作辊中进行轧制，随着冷轧工艺的进行，钢卷加工硬化，加工性能降低，如果继续保持开始的冷轧加工参数，会给机械带来极大的负荷，因此本发明在后机架的加工工艺参数会慢慢降低，到最后一个机架的作用已经不是冷轧作用了，更趋向于对冷轧钢卷的表面平整，从而实现钢卷的杂质负荷平衡。
23.本发明中选用的冷轧工作辊的窜辊模式为负窜，其工作原理在于上下两个工作辊的轴向运动方向相反，从而对钢卷进行加工。
24.典型实施例1：75cr1冷轧板卷的生产
25.选用钢种为75cr1的热轧钢卷为原材料，原料规格2.5mm
×
1250mm，化学成分为c、0.76％；si、0.25％；mn、0.73％；cr、0.45％；al、0.023％；其余为fe及不可或缺的残余或杂质元素，经冷轧轧制后成品规格为1.75
×
1250mm。采用以下工艺步骤：
26.热轧钢卷经盐酸酸洗，酸液浓度15％，酸液温度82℃；水漂洗，漂洗温度70℃；漂洗后的带钢采用热风干燥，热风温度118℃。酸洗速率120m/min。
27.酸洗后的钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到710℃，并保温10h；保温结束后缓慢冷却到620℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。
28.冷轧采用五机架连轧机生产，冷轧拉矫机延伸率设定为2.2％；激光焊接；冷轧工作辊毛辊轧制；冷轧压下量30％；采用窜辊模式轧制，f1～f5的窜辊值分别设定为40mm、30mm、20mm、10mm、0mm。
29.冷轧后的钢卷再进行罩式炉退火，钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到700℃，并保温10h；保温结束后缓慢冷却到620℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。退火后产出1.75
×
1250mm规格的75cr1冷轧成品卷，厚度精度
±
10μm，凸度c40在6μm以内。
30.典型实施例2：sk85冷轧板卷的生产
31.选用钢种为sk85的热轧钢卷为原材料，原料规格2.8mm
×
1250mm，化学成分为c、0.84％；si、0.22％；mn、0.45％；cr、0.18％；al、0.019％；其余为fe及不可或缺的残余或杂质元素，经冷轧轧制后成品规格为1.95
×
1250mm。采用以下工艺步骤：
32.热轧钢卷经盐酸酸洗，酸液浓度14％，酸液温度81℃；水漂洗，漂洗温度72℃；漂洗后的带钢采用热风干燥，热风温度123℃。酸洗速率120m/min。
33.酸洗后的钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到720℃，并保温12h；保温结束后缓慢冷却到610℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。
34.冷轧采用五机架连轧机生产，冷轧拉矫机延伸率设定为2.2％；激光焊接；冷轧工作辊毛辊轧制；冷轧压下量30％；采用窜辊模式轧制，f1～f5的窜辊值分别设定为40mm、30mm、20mm、10mm、0mm。
35.冷轧后的钢卷再进行罩式炉退火，钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到690℃，并保温10h；保温结束后缓慢冷却到610℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。退火后产出1.95
×
1250mm规格的sk85冷轧成品卷，厚度精度
±
15μm，凸度c40在7μm以内。
36.典型实施例3：sk95冷轧板卷的生产
37.选用钢种为sk95的热轧钢卷为原材料，原料规格3.0mm
×
1250mm，化学成分为c、0.97％；si、0.20％；mn、0.43％；cr、0.21％；al、0.017％；其余为fe及不可或缺的残余或杂质元素，经冷轧轧制后成品规格为2.25
×
1250mm。采用以下工艺步骤：
38.热轧钢卷经盐酸酸洗，酸液浓度15％，酸液温度80℃；水漂洗，漂洗温度71℃；漂洗
后的带钢采用热风干燥，热风温度121℃。酸洗速率80m/min。
39.酸洗后的钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到750℃，并保温12h；保温结束后缓慢冷却到600℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。
40.冷轧采用五机架连轧机生产，冷轧拉矫机延伸率设定为2.0％；激光焊接；冷轧工作辊毛辊轧制；冷轧压下量25％；采用窜辊模式轧制，f1～f5的窜辊值分别设定为20mm、20mm、20mm、10mm、0mm。
41.冷轧后的钢卷再进行罩式炉退火，钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到720℃，并保温10h；保温结束后缓慢冷却到600℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。退火后产出2.25
×
1250mm规格的sk95冷轧成品卷，厚度精度
±
20μm，凸度c40在7μm以内。
42.典型实施例4：9sicr冷轧板卷的生产
43.选用钢种为9sicr的热轧钢卷为原材料，原料规格3.0mm
×
1250mm，化学成分为c、0.91％；si、1.28％；mn、0.46％；cr、1.08％；al、0.037％，其余为fe及不可或缺的残余或杂质元素，经冷轧轧制后成品规格为2.35
×
1250mm。采用以下工艺步骤：
44.热轧钢卷经盐酸酸洗，酸液浓度14％，酸液温度82℃；水漂洗，漂洗温度70℃；漂洗后的带钢采用热风干燥，热风温度121℃。酸洗速率50m/min。
45.酸洗后的钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到750℃，并保温12h；保温结束后缓慢冷却到600℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。
46.冷轧采用五机架连轧机生产，冷轧拉矫机延伸率设定为2.0％；激光焊接；冷轧工作辊毛辊轧制；冷轧压下量22％；采用窜辊模式轧制，f1～f5的窜辊值分别设定为40mm、30mm、20mm、10mm、0mm。
47.冷轧后的钢卷再进行罩式炉退火，钢卷由常温自由升温到200℃；再以60℃/h的加热速度加热到400℃并保温4小时；再以60℃/h加热到730℃，并保温12h；保温结束后缓慢冷却到600℃；换风冷至400℃；换水冷至100℃出炉。退火后产出2.35
×
1250mm规格的9sicr冷轧成品卷，厚度精度
±
20μm，凸度c40在9μm以内。
48.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。