專利名稱：控制低碳鋼盤條帶狀組織的高線生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種控制低碳鋼盤條帶狀組織的高線生產(chǎn)方法，有效的降低了帶狀組織，提高了盤條的拉拔和冷鐓性能，工藝實(shí)用性強(qiáng)，適合高速線材廠低碳冷鐓鋼盤條質(zhì)量的提升。
背景技術(shù)：
低碳冷鐓鋼盤條是金屬制品和標(biāo)準(zhǔn)件使用最廣泛的原材料，其深加工工藝包括機(jī)械除鱗-酸洗除鱗-中絲拉拔-退火-冷鐓成型-調(diào)質(zhì)處理，其中拉拔斷絲和冷鐓開裂是深加工行業(yè)最關(guān)心的問題，尤其是冷鐓開裂對生產(chǎn)的影響最大，所以提高塑性和冷變形能力一直是冷鐓鋼線材品種開發(fā)的重點(diǎn)。對于冷鐓開裂分為兩種，一種是塑性開裂，這和盤條的表面質(zhì)量有很大關(guān)系，另一種是脆性開裂，或者叫延性開裂，這不僅和盤條基體夾雜物形態(tài)的控制有關(guān)，更和材料各個(gè)方向延伸變形能力的均勻性有很大關(guān)系，其中最典型組織狀態(tài)就是帶狀組織。 帶狀組織在Mn > 0. 8%的低碳鋼中普遍存在，其組織狀態(tài)表現(xiàn)在盤條縱截面方向上是平行排列的珠光體帶和鐵素體帶，這樣的形態(tài)極大地破壞了材料在各個(gè)方向上的均勻延伸性能，惡化材料的沖擊性能和冷變形能力，其產(chǎn)生的原因是連鑄坯凝固過程中枝晶偏析枝晶位置首先凝固，合金元素含量低，枝晶間凝固溫度低，容易造成C、Mn、Cr等合金元素的偏析，在高線軋制過程中，這種偏析為延伸和壓縮變形，導(dǎo)致成品盤條縱截面位置顯微組織局部合金元素高，局部合金元素低，合金元素低的位置在軋后的冷卻過程中首先發(fā)生鐵素體相變，同時(shí)向富含Mn、Cr等元素的位置排碳，另外，富含Mn、Cr的合金元素的偏析區(qū)，本來發(fā)生鐵素體相變的溫度就低，再加上外來碳元素的促進(jìn)作用，更降低了相變溫度，最后發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，形成珠光體帶狀，而先發(fā)生鐵素體相變的合金元素偏低區(qū)域形成鐵素體帶狀。對于降低合金鋼的帶狀組織，劉云旭等人在中厚板上進(jìn)行了一些列研究，取得了一定的效果，首鋼研究人員在齒輪鋼棒材上也進(jìn)行了多次試驗(yàn)，通過降低精軋溫度，提高熱軋變形量，將齒輪鋼帶狀控制在2. 5級以下，同時(shí)，通過棒材生產(chǎn)線全過程的控軋控冷，成功的開發(fā)出冷鐓鋼大盤卷，北車集團(tuán)更是通過材料的熱處理成功的控制了帶狀組織的級另IJ，但是對于低碳鋼冷鐓鋼高速線材的帶狀組織研究，鮮有報(bào)道，主要是一直以來，對于冷鐓鋼的塑性開裂以及帶狀組織對深度拉拔和冷鐓開裂影響的研究不夠深入，另一方面，科研人員認(rèn)為線材的大變形能夠最大限度的促進(jìn)組織內(nèi)合金元素的擴(kuò)散，同時(shí)通過細(xì)化晶粒來達(dá)到組織均勻性的目的，提高冷變形能力，但是隨著標(biāo)準(zhǔn)件加工工藝復(fù)雜程度加大和冷變形量的提高，細(xì)化晶粒的作用反而不利于冷鐓鋼盤條的深加工，目前冷鐓鋼以及非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼產(chǎn)品對低屈強(qiáng)比的追求，就是最好的佐證。本發(fā)明通過大量的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合用戶的使用效果，提出了一種控制低碳鋼盤條帶狀組織的高線生產(chǎn)工藝方法，強(qiáng)化加熱爐對元素偏析的擴(kuò)散作用，軋制過程道次變形量分配造成的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶對原始奧氏體組織的細(xì)化作用，尤其是在高線軋制低碳冷鐓鋼首次弓I入對精軋溫升和軋后快速冷卻的控制，有效的降低了低碳鋼盤條帶狀組織的級別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種控制低碳鋼盤條帶狀組織的高線生產(chǎn)方法，適合高速線材廠，尤其是沒有配備減定徑機(jī)組的軋線，開發(fā)組織性能優(yōu)越的低碳冷鐓鋼，用于控制冷鐓鋼的組織性能，提高盤條的組織均勻性和冷變形能力。本發(fā)明的工藝步驟如下I.加熱爐均熱段溫度控制在1080-1120°C，均熱段保溫時(shí)間30-40分鐘，保證合金元素的均勻化擴(kuò)散；對于連鑄160mm的方坯，其鑄坯內(nèi)部存在的枝晶和枝晶間的成分偏析是客觀存在 的，而且不同于大坯型兩火成材的軋制工藝，本工藝采用一火成材，所以對加熱爐的加熱工藝，一方面要求盡量高的加熱溫度和較長的保溫時(shí)間，最大限度的利用高溫?cái)U(kuò)散，提高鑄坯的成分均勻性，但是為合理控制初軋前的奧氏體晶粒大小，防止晶粒的異常長大，對加熱溫度和保溫時(shí)間要有全面的考慮。2.粗軋6道次，變形量75%;中軋6道次，變形量81. 9%;預(yù)精軋6道次，變形量65%;精軋采用10道次無扭連續(xù)軋制，變形量89. 4%，精軋入口溫度為850-900°C ； 軋制過程各道次變形量如表I所示
_乳制階段I粗乳I中乳I預(yù)精乳 I精乳I吐絲
進(jìn)口尺寸 160mm8Ottitti34mm2Ottitti6. 5mm
形變量一 75%81.9%65%8974%—
乳速0. llm/s 0. 56m/s 3. 10m/s 8.97m/s 85m/s
形變溫度 |940-980°C |9QQ-94Q°C |88Q-92Q°C |85Q-9QQ°C |84Q-88Q°C粗軋和中軋過程主要是完成鑄坯原始凝固組織的破碎，其細(xì)化機(jī)制是道次間
靜態(tài)再結(jié)晶，對道次變形量和間隔時(shí)間有一定要求；預(yù)精軋的軋制速率已經(jīng)很高，真應(yīng)變速
率在20-60/s，形變儲存能累計(jì)造成軋制過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，畢竟動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是和獲得
均勻細(xì)化組織的最有效方法之一，所以對變形量和變形溫度有嚴(yán)格要求，防止在部分再結(jié)
晶區(qū)間軋制而造成組織異常長大。精軋入口的溫度控制在850-900°C，精軋入口的溫度對于控制形變奧氏體軋制的狀態(tài)很關(guān)鍵，過高的精軋入口溫度，容易造成晶粒異常長大，很難獲得細(xì)片狀被壓扁的形變奧氏體狀，如圖I所示，從而不易實(shí)現(xiàn)組織的細(xì)化和均勻化，對比不同精軋入口溫度下的帶狀組織，如圖2，3，4，其中精軋880°C下的組織帶狀級別最小。3.開啟并強(qiáng)化精軋過程中的水冷導(dǎo)位，精軋溫升控制在100-120°C ；精軋溫升是高速線材軋制的基本特征，高線十架連軋的形變溫升大約在150°C，所以即便控制精軋溫度，實(shí)際上軋后的形變奧氏體都會在形變溫升作用下，組織發(fā)生異常長大，所以通過水冷導(dǎo)位的對精軋過程中的坯料進(jìn)行冷卻是必須的，冷卻水溫度控制在15-240C，水壓 0. 4-0. 6Mpa。4.軋后采用五個(gè)水冷箱進(jìn)行快速冷卻，保證前三個(gè)水冷箱對盤條的冷卻溫降在100-150°C，吐絲溫度控制在850-900°C ；
軋后采用五個(gè)水冷箱對盤條進(jìn)行快速冷卻，保證前三個(gè)水箱的冷卻溫降，其各水冷段和恢復(fù)段長度如圖4所示，控制吐絲溫度。5.盤條吐絲后，合理設(shè)定輥道傳輸速率和盤條在斯太爾摩風(fēng)冷線上的厚度，空冷速率控制在1_3°C /s，珠光體相變溫度控制在700-750°C。盤條吐絲后，采用標(biāo)準(zhǔn)延遲型斯太爾摩冷卻工藝，通過控制各段的傳動(dòng)速率來控制盤條在冷卻線上的厚度，空冷速率控制在1_3°C /s，相變溫度控制在700-780°C。如表2所示，結(jié)合保溫罩的開關(guān)情況，控制盤條的冷卻速率和相變溫度。表2風(fēng)冷線各冷卻段的輥速設(shè)置
權(quán)利要求
1. 一種控制低碳鋼盤條帶狀組織的高線生產(chǎn)方法，其特征在于，工藝步驟如下 a.加熱爐均熱段溫度控制在1080-1120°C，均熱段保溫時(shí)間30-40分鐘，保證合金元素的均勻化擴(kuò)散； b.經(jīng)過6道次粗軋，變形量70-75%；6道次中軋，變形量82% ；6道次預(yù)精軋，變形量65% ;精軋采用10道次無扭連續(xù)軋制，精軋入口溫度為850-900°C ； c.開啟并強(qiáng)化精軋過程中的水冷導(dǎo)位，精軋溫升控制在100-120°C，冷卻水溫度控制在15-24°C，水壓 0. 4-0. 6Mpa ； d.軋后采用五個(gè)水冷箱進(jìn)行冷卻，保證前三個(gè)水冷箱對盤條的冷卻溫降在100-150°C，吐絲溫度控制在850-900°C ； e.盤條吐絲后，合理設(shè)定輥道傳輸速率和盤條在斯太爾摩風(fēng)冷線上的厚度，空冷速率控制在1_3°C /s,相變溫度控制在700-780°C。
全文摘要
一種控制低碳鋼盤條帶狀組織的高線生產(chǎn)方法，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。步驟為加熱爐均熱段溫度控制在1080-1120℃，保溫時(shí)間30-40分鐘，保證合金元素的均勻化擴(kuò)散；經(jīng)過6道次粗軋，6道次中軋，6道次預(yù)精軋，10道次無扭精軋，合理設(shè)定各變形階段的軋制溫度和變形量；開啟并強(qiáng)化精軋過程中的水冷導(dǎo)位，精軋溫升控制在100-120℃；軋后采用五個(gè)水冷箱進(jìn)行快速冷卻，保證前三個(gè)水冷箱的溫降在100-150℃，吐絲溫度控制在850-900℃；盤條吐絲后，合理設(shè)定輥道傳輸速率和盤條在斯太爾摩風(fēng)冷線上的厚度，空冷速率控制在1-3℃/s,相變溫度控制在700-780℃。優(yōu)點(diǎn)在于，有效的將低碳鋼盤條帶狀組織級別控制在2級以下，大大提高了材料組織均勻性和冷鐓能力，工藝適用性強(qiáng)。
文檔編號B21B1/18GK102671938SQ20121014128
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者佟倩, 史昌, 李三凱, 李舒笳, 王麗萍, 王猛, 王立峰, 羅志俊 申請人:首鋼總公司