一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法[发明专利]

(12)发明专利

(10)授权公告号 CN 1110866 B(45)授权公告日 2022.02.15

(21)申请号 2019113761.3(22)申请日 2019.12.27

(65)同一申请的已公布的文献号

申请公布号 CN 1110866 A(43)申请公布日 2020.04.24

(73)专利权人 建龙北满特殊钢有限责任公司地址 161041 黑龙江省齐齐哈尔市富拉尔

基区红岸大街7号(72)发明人 唐刚　马园园　曹立军　姚凤祥　

李殿生　刘道献　陈列　董贵文　刘光辉　李庆斌　雷玉臣　刘鹏宇　于瑞芝　张泽春　牛震　杨云志　翟书研　贾俊林　赵艳荣　王英丽　王欣　

权利要求书1页 说明书5页 附图2页

(74)专利代理机构 哈尔滨市伟晨专利代理事务

所(普通合伙) 23209

代理人 刘坤(51)Int.Cl.

B21J 5/00(2006.01)

审查员 林源

CN 1110866 B()发明名称

一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法(57)摘要

本发明涉及一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，属于钢材锻造技术领域。为解决现有连铸坯拔方工艺变形不充分、生产极限规格锻材时质量不稳定、生产效率低的问题，本发明提供了一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，Φ550mm 42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造使极限规格锻材探伤水平达到：单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。本发明结合钢种特性和理式计算，采用一次拔方工艺改善钢产品内部质量，降低坯料中心疏松进而提高锻材内部质量，

减少返工及质量废品。进而满足探伤质量要求，

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权　利　要　求　书

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1.一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，其特征在于，利用扁方变形工艺由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的过程中，Φ550mm 42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造；所述42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的变形计算公式为：当H≥0.5B，

，式中D为

连铸坯直径，H为扁方坯横截面的高，B为扁方坯横截面的长；

将Φ550mm 42CrMoA连铸坯装室式加热炉加热，1220~1240℃保温2h，30KN快锻油压机开坯，将Φ550mm 42CrMoA连铸坯锻造为扁方坯，压缩率为%；

根据极限规格锻材的生产要求是锻材直径为Φ350mm，因此第二次锻造将所得扁方坯锻造成横截面边长为360mm的正方坯，对所得正方坯进行倒八角处理，所得八角方坯横截面的直径为360mm；对所得八角方坯进行第四次锻造，终锻温度为800‑850℃，用16MN精锻机精整光面得到极限规格Φ350mm锻材；

所得极限规格Φ350mm锻材探伤水平达到：单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。

2.根据权利要求1所述一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，其特征在于，所述四次锻造的锻造压力均为30KN。

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一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法

技术领域

[0001]本发明属于钢材锻造技术领域，尤其涉及一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法。

背景技术

[0002]为提高成材率，缩短交货生产周期，目前越来越多的国标合金结构钢锻材采用连铸坯直材的方式进行生产，但因直接拔长不经镦粗，连铸坯内部变形不充分，中心疏松焊合不好，致使最终成品探伤存在超标的问题，目前42CrMoA钢Φ550mm连铸坯直材的极限规格为Φ350mm，锻比为2.47。正常生产的极限规格产品探伤质量水平为单个点状不连续的当量平底孔直径≤5mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤3mm。

[0003]

方法一：原始连铸坯经镦粗工序，增加锻比，使锻比＞3，通过镦粗拔长相

结合的方式进而改善钢材内部质量，但生产效率低，还会使锻造温度下降，不利于后续钢材变形，增加设备损耗。

[0004]

方法二：原始连铸坯也采用拔方生产，但拔方压扁程度不够，变形不充分，

生产极限规格时质量稳定性不足；极限规格生产时需采用两次拔方的工艺进行生产，增加了生产工序，生产效率不高。发明内容

[0005]为解决现有连铸坯拔方工艺变形不充分、生产极限规格锻材时质量不稳定、生产效率低的问题，本发明提供了一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法。[0006]本发明的技术方案：

[0007]一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，利用扁方变形工艺由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的过程中，Φ550mm 42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造使极限规格Φ350mm锻材探伤水平达到：单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。[0008]进一步的，所述42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的变形计算公式为：当H≥0.5B，

式中D为连铸坯直径，H为扁方坯横截面的高，B为扁方坯横截面的长。

进一步的，所述42CrMoA连铸坯经第一次锻造所得扁方坯横截面的高为250mm、长为500mm。

[0010]进一步的，所述42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的压缩率为58～％。[0011]进一步的，所述扁方坯经第二次锻造所得正方坯横截面边长为360mm，所述正方坯经第三次锻造，即倒八角处理后所得八角方坯横截面的直径为360mm。[0012]进一步的，所述由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的始锻温度为1220～1240℃，终锻温度为800‑850℃。

[0009]

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进一步的，所述42CrMoA连铸坯锻造前于1220～1240℃条件下保温2h。

[0014]进一步的，所述四次锻造的锻造压力均为30KN。[0015]进一步的，所述极限规格Φ350mm锻材由16MN精锻机精整光面。[0016]本发明的有益效果：

[0017]本发明提供的提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法在不增加镦粗工序的情况下，结合钢种特性和理式计算，确定适合的拔方开坯工艺，采用一次拔方工艺改善42CrMoA钢产品内部质量，特别对直材极限规格Φ350mm产品质量提升明显，降低坯料中心疏松进而提高锻材内部质量，使锻造后的钢材组织致密，进而满足探伤质量要求，减少返工及质量废品。

[0018]本发明通过改变42CrMoA钢Φ550mm连铸圆坯拔长锻造工艺，可使极限规格产品探伤质量水平提升至单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。本发明采用一次拔方效果既能达到以上质量水平，显著提升了生产效率。

附图说明

[0019]图1为实施例1锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片；[0020]图2为实施例2锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片；[0021]图3为实施例3锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片；[0022]图4为对比例1锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片；[0023]图5为42CrMoA钢Φ550mm连铸坯低倍检验照片。

具体实施方式

[0024]下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。[0025]实施例1

[0026]本实施例提供了一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，利用扁方变形工艺由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的过程中，Φ550mm42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造。

[0027]

42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的变形计算公式为：当H≥0.5B，

式中D为连铸坯直径，H为扁方坯横截面的高，B为扁方坯横截面的长。

[0028]本实施例中D为550mm，H＝0.5B；经计算，H为250mm，B为500mm。[0029]将Φ550mm 42CrMoA连铸坯装室式加热炉加热，1220～1240℃保温2h，30KN快锻油压机开坯，将Φ550mm 42CrMoA连铸坯锻造为横截面高为250mm，长为500mm的扁方坯，压缩率为％。

[0030]根据极限规格锻材的生产要求是锻材直径为Φ350mm，因此第二次锻造将所得扁方坯锻造成横截面边长为360mm的正方坯，对所得正方坯进行倒八角处理，所得八角方坯横

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截面的直径为360mm；对多的八角方坯进行第四次锻造，终锻温度为800‑850℃，用16MN精锻机精整光面得到极限规格Φ350mm锻材。

[0031]图1为本实施例锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片，由图1可观察到极限规格Φ350mm产品的一般疏松为0级，中心疏松为0级。图5为Φ550mm 42CrMoA连铸坯低倍检验照片，其中心疏松为1.0级。产品探伤合格率为100％，使极限规格Φ350mm锻材探伤水平达到：单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。[0032]实施例2

[0033]本实施例提供了一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，利用扁方变形工艺由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的过程中，Φ550mm42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造。

[0034]

42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的变形计算公式为：当H≥0.5B，

式中D为连铸坯直径，H为扁方坯横截面的高，B为扁方坯横截面的长。

[0035]本实施例中D为550mm，H＝0.6B；经计算，H取值280mm，B取值470mm。[0036]将Φ550mm 42CrMoA连铸坯装室式加热炉加热，1220～1240℃保温2h，30KN快锻油压机开坯，将Φ550mm 42CrMoA连铸坯锻造为横截面高为280mm，长为470mm的扁方坯，压缩率为62％。

[0037]根据极限规格锻材的生产要求是锻材直径为Φ350mm，因此第二次锻造将所得扁方坯锻造成横截面边长为360mm的正方坯，对所得正方坯进行倒八角处理，所得八角方坯横截面的直径为360mm；对多的八角方坯进行第四次锻造，终锻温度为800‑850℃，用16MN精锻机精整光面得到极限规格Φ350mm锻材。

[0038]图2为本实施例锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片，由图2可观察到极限规格Φ350mm产品的一般疏松为0级，中心疏松为0级。图5为Φ550mm 42CrMoA连铸坯低倍检验照片，其中心疏松为1.0级。产品探伤合格率为100％，使极限规格Φ350mm锻材探伤水平达到：单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。[0039]实施例3

[0040]本实施例提供了一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，利用扁方变形工艺由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的过程中，Φ550mm42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造。

[0041]

42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的变形计算公式为：当H≥0.5B，

式中D为连铸坯直径，H为扁方坯横截面的高，B为扁方坯横截面的长。

[0042]本实施例中D为550mm，H＝0.7B；经计算，H取值315mm，B取值450mm。[0043]将Φ550mm 42CrMoA连铸坯装室式加热炉加热，1220～1240℃保温2h，30KN快锻油压机开坯，将Φ550mm 42CrMoA连铸坯锻造为横截面高为315mm，长为450mm的扁方坯，压缩率为60％。

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根据极限规格锻材的生产要求是锻材直径为Φ350mm，因此第二次锻造将所得扁

方坯锻造成横截面边长为360mm的正方坯，对所得正方坯进行倒八角处理，所得八角方坯横截面的直径为360mm；对多的八角方坯进行第四次锻造，终锻温度为800‑850℃，用16MN精锻机精整光面得到极限规格Φ350mm锻材。

[0045]图3为本实施例锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片，由图1可观察到极限规格Φ350mm产品的一般疏松为0级，中心疏松为0级。图5为Φ550mm 42CrMoA连铸坯低倍检验照片，其中心疏松为1.0级。产品探伤合格率为100％，使极限规格Φ350mm锻材探伤水平达到：单个点状不连续的当量平底孔直径≤3mm、长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径≤2mm。[0046]实施例4

[0047]本实施例提供了一种提高连铸坯生产极限规格锻材内部质量的锻造方法，利用扁方变形工艺由Φ550mm 42CrMoA连铸坯生产极限规格Φ350mm锻材的过程中，Φ550mm42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯→正方坯→八角方坯→极限规格Φ350mm锻材经四次锻造。

[0048]

42CrMoA连铸坯由连铸坯→扁方坯的变形计算公式为：当H≥0.5B，

式中D为连铸坯直径，H为扁方坯横截面的高，B为扁方坯横截面的长。

[0049]本实施例中D为550mm，H＝0.8B；经计算，H取值345mm，B取值430mm。[0050]将Φ550mm 42CrMoA连铸坯装室式加热炉加热，1220～1240℃保温2h，30KN快锻油压机开坯，将Φ550mm 42CrMoA连铸坯锻造为横截面高为345mm，长为430mm的扁方坯，压缩率为58％。

[0051]根据极限规格锻材的生产要求是锻材直径为Φ350mm，因此第二次锻造将所得扁方坯锻造成横截面边长为360mm的正方坯，对所得正方坯进行倒八角处理，所得八角方坯横截面的直径为360mm；对多的八角方坯进行第四次锻造，终锻温度为800‑850℃，用16MN精锻机精整光面得到极限规格Φ350mm锻材。[0052]对比例1

[0053]本对比例提供了一种Φ550mm 42CrMoA连铸坯快锻开坯拔方开坯工艺路线：[00]将Φ550mm 42CrMoA连铸坯装室式加热炉加热，1220～1240℃保温2h，30KN快锻油压机开坯，将Φ550mm 42CrMoA连铸坯锻造成横截面高为280mm，长为560mm的扁方坯，压缩率为85％。

[0055]第二次锻造将所得扁方坯锻造成横截面边长为420mm的正方坯，第三次锻造将正方坯锻造成横截面高为280mm，长为560mm的扁方坯。

[0056]根据极限规格锻材的生产要求是锻材直径为Φ350mm，因此第四次锻造将所得扁方坯锻造成横截面边长为360mm的正方坯，第五次锻造对所得正方坯进行倒八角处理，所得八角方坯横截面的直径为360mm；对多的八角方坯进行第六次锻造，终锻温度为800‑850℃，用16MN精锻机精整光面得到极限规格Φ350mm锻材。

[0057]图4为本对比例锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品低倍检验照片，由图4可观察到极限规格Φ350mm产品的一般疏松为0级，中心疏松为0级。[0058]通过对比可知，实施例1‑3采用本发明提供的一次拔方锻造方法生产的极限规格

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Φ350mm产品的探伤水平与对比例采用二次拔方锻造方法生产的极限规格Φ350mm产品的探伤水平相等。这说明本发明提供的锻造方法在不增加镦粗工序的情况下，结合钢种特性和理式计算，确定适合的拔方开坯工艺，采用一次拔方工艺改善42CrMoA钢产品内部质量，特别对直材极限规格Φ350mm产品质量提升明显，降低坯料中心疏松进而提高锻材内部质量，使锻造后的钢材组织致密，进而满足探伤质量要求，减少返工及质量废品，显著提升了生产效率。

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图1

图2

图3

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说　明　书　附　图

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图4

图5

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