作者：朱敬華
（重慶鋼鐵股份有限公司高速線材廠）

　　摘　要：簡要介紹了重慶鋼鐵股份有限公司高速線材廠的生產(chǎn)設(shè)備概況；為在普碳鋼生產(chǎn)線上生產(chǎn)軸承鋼、閥門鋼線材，通過合理控制加熱、軋制、控制冷卻工藝，不僅使設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，而且滿足了用戶對產(chǎn)品的外形尺寸、性能等要求。
　　關(guān)鍵詞：軸承鋼；閥門鋼；線材；生產(chǎn)工藝
　　1　概況
　　重慶鋼鐵股份有限公司高速線材廠的加熱爐為步進(jìn)梁式加熱爐，有效面積為16.5mX 8.7m，燃料為轉(zhuǎn)爐煤氣，生產(chǎn)能力為75t/h，原料為150mmX150ramX8200mm；軋機(jī)共28架，全線采用平立交替無扭連續(xù)軋制方式，Φ6.5mm線材保證軋制速度為80m/s，前14架為平立交替二輥閉口式軋機(jī)，預(yù)精軋機(jī)的15#～18#軋機(jī)為Φ285rnm平立交替懸臂式軋機(jī)，1#～18#軋機(jī)均采用直流電機(jī)單獨(dú)傳動，19#～28#軋機(jī)為精軋機(jī)組，為超重載型頂交45。懸臂輥環(huán)緊湊式軋機(jī)，采用集體傳動方式；機(jī)組之間設(shè)3臺飛剪，預(yù)精軋機(jī)組間設(shè)5個立活套，精軋機(jī)組前設(shè)1個水平活套，預(yù)精軋機(jī)組與精軋機(jī)組間設(shè)有穿水冷卻裝置和緩冷段，精軋機(jī)組與吐絲機(jī)間設(shè)有3段穿水冷卻裝置和緩冷段，吐絲機(jī)后為斯太爾摩風(fēng)冷線，電氣自動化系統(tǒng)由一套PLC控制。
　　制造滾動軸承的鋼材需具有高的抗壓強(qiáng)度與疲勞極限、高的硬度、高耐磨性以及一定的韌性。制造閥門的鋼材需具有高的抗壓強(qiáng)度與疲勞極限、高硬度和高耐磨性。而重鋼高線廠的生產(chǎn)線主要生產(chǎn)普碳鋼，在生產(chǎn)軸承鋼、閥門鋼線材時，需考慮軋制工藝對設(shè)備的影響，同時需考慮加熱溫度、加熱時間對合金成分均勻性和碳化物的影響。因此在生產(chǎn)軸承鋼、閥門鋼線材時，對開軋溫度、進(jìn)精軋溫度、吐絲溫度、吐絲后冷卻速度以及關(guān)鍵機(jī)架的軋件尺寸進(jìn)行了嚴(yán)格控制，優(yōu)化了鋼材內(nèi)部組織，提高了其組織的均勻性、再加工性和產(chǎn)品外形尺寸的穩(wěn)定性，從而既保證了設(shè)備安全，生產(chǎn)也取得了良好效果。
　　2　加熱工藝控制
　　2.1控制機(jī)理
　　充分利用步進(jìn)梁式加熱爐三段式的特點(diǎn)，對加熱溫度、加熱時間嚴(yán)加控制，以使合金成分更加均勻；并抑制碳化物析出。重鋼高線廠生產(chǎn)的滾動軸承和閥門用線材的鋼號為GCrl5、4Cr9Si2，其Cr含量較高。Cr元素在加熱過程中擴(kuò)散緩慢，其奧氏體均勻化速度較普碳鋼慢。因此，要得到較均勻、含有足夠數(shù)量合金元素的奧氏體，充分發(fā)揮合金元素的有益作用，以提高淬透性及鋼的力學(xué)性能，需提高加熱溫度并有較長的保溫時間。但因合金碳化物以彌散質(zhì)點(diǎn)形式分布在奧氏體晶界上，故對奧氏體晶粒長大起到阻礙作用，過熱會造成以彌散質(zhì)點(diǎn)形式分布在奧氏體晶界上的合金碳化物完全溶入奧氏體，使奧氏體晶粒長大，所以加熱時不能過熱。
　　2.2加熱溫度和加熱時間的控制
　　對GCrl5、4Cr9Si2加熱溫度的控制見表1。

　　3　軋制工藝控制
　　通過控制開軋溫度，進(jìn)精軋時的溫度，軋輥冷卻水量，6#、12#、18#機(jī)架的紅坯料形以及活套的穩(wěn)定性，來保證設(shè)備的安全和得到用戶要求的組織和外形尺寸。軋制坯料尺寸為140ram×150mm×6000mm。從坯料斷面分析，以140mm高為壓下方向來保證第1機(jī)架的正常咬人和不倒鋼，軋制Φ8mmGCrl5線材時的軋制速度應(yīng)為52.8m/s，軋制26道次；軋制Φ10mm4Cr9Si2線材時的軋制速度應(yīng)為33.8m/s，軋制24道次。從實(shí)際軋制情況分析，由于粗軋軋制速度較低，溫降較大，所以應(yīng)適當(dāng)減少粗軋時的軋輥冷卻水量；雖軋制負(fù)荷比普碳鋼的負(fù)荷高5％～10％，但設(shè)備穩(wěn)定安全；經(jīng)多道次軋制后，奧氏體組織較細(xì)小；外形尺寸控制在C級。GCrl5、4Cr9Si2的軋制工藝參數(shù)見表2。

　　4　控制冷卻工藝控制
　　4.1控制機(jī)理
　　過冷奧氏體向珠光體或貝氏體的轉(zhuǎn)變屬擴(kuò)散型相變。合金元素溶入奧氏體后，能降低原子擴(kuò)散速度，使奧氏體穩(wěn)定性增加，使C曲線右移，且改變C曲線形狀[1]，如圖1所示。

　　Cr元素溶入奧氏體后，使C曲線形狀發(fā)生變化，出現(xiàn)2個過冷奧氏體Z不穩(wěn)定區(qū)，上部分為珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)，下部分為貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)，在兩區(qū)之間，過冷奧氏體有很大的穩(wěn)定性。GCrl5、4Cr9Si2的C含量分別是1.01％、0.42％，Cr含量分別是1.53％、8.50％。其C曲線位置：4Cr9Si2比GCrl5偏右，4Cr9Si2珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)溫度約為75012，相對較窄，GCrl5珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)溫度約為630℃。
　　4.2控冷工藝
　　根據(jù)重鋼高線廠的具體情況，對GCrl5、4Cr9Si2線材采用了不同的控冷工藝，見表3，輥道速度見表4。

　　從表3可看出，為保證相變溫度，避免冷卻速度過快而避開c曲線鼻尖產(chǎn)生馬氏體、形成網(wǎng)狀碳化物給再加工帶來困難，GCrl5鋼采用了自然空冷，4Cr9Si2鋼采用了從4#保溫罩后關(guān)閉所有保溫罩的控冷工藝。
　　5　實(shí)物質(zhì)量
　　通過采用上述加熱、軋制、控制冷卻工藝生產(chǎn)的軸承鋼、閥門鋼線材，合格率為100％，成材率為96％，產(chǎn)品尺寸精度達(dá)到C級，σs為610MPa，σb為890MPa，δ為21％，ψ為55％，交貨線材硬度為HB255；因此用戶對外形尺寸、性能、成材率等均較滿意。
　　6　結(jié)語
　　根據(jù)合金鋼中合金元素含量不同采用不同的加熱工藝，可使鋼中的合金成分均勻，阻止晶粒長大，避免偏析，為控冷過程中鋼的組織均勻化提供條件，而且，可避免加熱缺陷產(chǎn)生。根據(jù)合金鋼中合金元素含量的不同采用不同的軋制工藝，可保證設(shè)備的安全穩(wěn)定，并能得到合理的產(chǎn)品組織和較好的外形尺寸。
　　根據(jù)合金鋼中合金元素含量不同采用不同的控冷工藝，可保證得到不同的相變溫度、相變速度；而且，當(dāng)冷卻速度過快時可避開C曲線鼻尖產(chǎn)生馬氏體而形成網(wǎng)狀碳化物，給再加工帶來的困難。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]王運(yùn)炎．金屬材料及熱處理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984．