辊底式连续退火炉GCr15轴承钢球化工艺的改进
发布时间：2013-07-05 浏览次数：993
吴成 军蔡英
（宝钢集团上海五钢有限公司，上海 200940）
摘 要：上五沪昌公司Ø30-Ø32mm GCrl5轴承钢棒材在DANIELI连轧机时控制终轧温度为1000℃，轧后1000-700℃的冷却速度为10-30℃/s。GCrI5轴承钢轧材由136m辊底式连续退火炉810±10℃球化处理。通过优化退火炉11区段的炉温和加热时间，并在第11段铺设保温材料以达到要求的冷却速度，使GCrl5钢总球化退火时间由原工艺18.5h降至16.5h。钢材的检验结果可得，钢材脱碳深度 0.22-0.24mm，球化组织2级，硬度（HB）195-202。
关键词；GCrl5轴承钢；球化退火；辊底式连续退火炉
上五沪昌采用辊底式连续退火炉对Ø30-Ø32mm GCrl5轴承钢进行球化处理的总时间较长，一般为18.5h（包括入口段、冷却段），为保证获得稳定的合格的球化组织，对连续球化退火工艺进行了改进。
1 GCrl5钢球化退火前控轧控冷组织准备
辊底式连续退火炉处理钢材规格为Ø20-Ø70mm，退火炉加热区分11段长94.87m，退火作业线总长136m，主要设备参数见表1。生产数据表明，当Ø30mm和Ø32mm GCrl 5轧材终轧温度950～1000℃，轧后冷却速度15～35℃/s时采用表2原工艺球化退火的组织级别为2.5级。终轧温度900～950℃轧后冷却速度10～25℃/s时，用原工艺退火的组织级别为2.0级。所以一般GCrl5钢的终轧温度控制在900～1000℃，轧后冷却速度为10～30℃/s，所得钢材带状组织为1.0级，网状组织为1.5～2.5级。
2 球化退火工艺的改进
为缩短退火时间，先在试验室进行模拟实验得出，采用7m/h辊速，可缩短退火时问2h，并满足退火后性能要求。
2002年11月12日-13日，做了SUJ2Ø37mm）两个炉号的球化退火试验，试验参数见表2工艺1，在退火后的钢材上于不同的炉号及不同的部位取样30支做硬度、球化、脱碳测试。实测情况见表3工艺1。
根据工艺1测试结果，分析认为还需要延长高温退火时间，经修改后具体工艺参数见表2工艺2，但要求第2段温度按770℃、第3段温度按780℃控制。
2002年11月20日21日，根据表2工艺2做了GCrl5 3个炉号的球化退火试验。在退火后的钢材上于不同的炉号及不同的部位共取了60支试样进行检验。实测情况见表3工艺2所示。
从实验结果分析，球化效果有所提高，但是有1/3试样硬度超过了HB207，结合首次试制时80％的试样硬度值HB为207，经分析可能是由于循环冷却水的作用，特别在提高了第11段炉温后，导致实际料温快速冷却的效果，提高了钢材的硬度。
为了保证炉温达到预想的冷却效果，决定采用第11段炉体部位铺设保温材料的办法，在12月份的停炉中修期间，对退火炉该炉体部位作了改进，铺上一层保温材料。并如表2工艺3适当调整了退火工艺。
2003年2月2日-3日，根据表2工艺3参数做了8批轧材的提高球化退火速度试验。在退火后的钢材上于不同的炉号及不同的部位共取了15支试样，做硬度、球化、脱碳测试。实测情况见表3工艺3。
3 改进球化退火工艺的生产应用
根据GCrl5相应标准要求，按工艺3球化退火后的性能全部合格，均能满足质量要求，相比较而言，工艺3的性能较好，球化退火后硬度均在202左右，表面脱碳层也较薄，基本控制在0.25mm以下，球化组织检测效果也明显优于前两次实验的效果。在确保产品质量的前提下应用控冷后GCrl5缩短退火时间的改进工艺3，大大加快了退火速度，在现有的生产条件下总体生产效率可提高16％左右。
目前该工艺已经应用于生产实际中，主要针对有网状要求的GCrl5、经过轧后水冷的产品，每个月的产量稳定在500-1000t。
来源：《特殊钢》第25卷第4期 2004年7月
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