本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種退火后易酸洗的含cr冷鐓鋼熱軋線(xiàn)材生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

以scm435、scm440為代表的低合金含cr鋼種，由于強(qiáng)度較高，在進(jìn)行冷成型鐓制螺栓前需要進(jìn)行線(xiàn)材的改制也叫線(xiàn)材精制。線(xiàn)材精制的目的是改善熱軋盤(pán)條的冷鐓性能，線(xiàn)材組織經(jīng)過(guò)熱處理轉(zhuǎn)變?yōu)榍蚧M織，同時(shí)將線(xiàn)材表面的不圓度減小，俗稱(chēng)歸圓，球化組織是最適合冷鐓成型組織。由于scm435材料強(qiáng)度較高，拉拔改制的過(guò)程中首先需要退火處理，退火可以是軟化退火和球化退火。scm435、scm440甚至部分ml40cr也需要經(jīng)過(guò)退火后進(jìn)行拉拔。一般下游客戶(hù)在退火前要將鋼材進(jìn)行酸洗處理，退火前酸洗對(duì)退火過(guò)程的脫碳和后續(xù)的退火后酸洗有一定的影響。典型的線(xiàn)材改制工藝如下所示：

酸洗-軟化退火-酸洗-磷化-粗拉-球化退火-酸洗磷化-精拉。

也有部分下游客戶(hù)希望省去退火前的酸洗，以便節(jié)省費(fèi)用。多一次酸洗環(huán)保就多一份負(fù)擔(dān)。但是如果退火前不酸洗在退火過(guò)程中氧化鐵皮厚度增加等原因會(huì)導(dǎo)致退火后酸洗難度增加。所以目前多數(shù)客戶(hù)均保留在軟化退火前的酸洗工藝。

本發(fā)明致力于一種改善鋼種酸洗行為的制造工藝，可以省去退火前的酸洗工序，且在退火后能夠使氧化鐵皮容易酸洗。具體思路如下

1、熱軋材氧化鐵皮分析

線(xiàn)材經(jīng)過(guò)軋制生產(chǎn)后形成的表層氧化鐵皮由三種氧化鐵皮組成，即初次氧化鐵皮、二次氧化鐵皮和三次氧化鐵皮（有的文獻(xiàn)將二次和三次氧化鐵皮合在一起稱(chēng)作二次氧化鐵皮）。其中以三次氧化鐵皮為主，占到最終氧化鐵皮含量的70%以上。初次氧化鐵皮是鋼坯在加熱爐中產(chǎn)生的氧化鐵皮，目前線(xiàn)材的軋制設(shè)備中，高壓水除鱗設(shè)備已經(jīng)比較普遍，初次的氧化鐵皮在鋼坯出加熱爐后會(huì)被高壓水除鱗去除。但對(duì)于含cr合金鋼來(lái)說(shuō)，由于cr的選擇性氧化作用，初次氧化鐵皮中和鋼坯接觸的部分會(huì)形成fecro4等富cr的氧化物，這種氧化物與鋼坯的結(jié)合力比普通的feo要高很多。國(guó)內(nèi)外有些研究表明高壓水除鱗并不能很好的將fecro4去除。所以含cr冷鐓鋼經(jīng)過(guò)高壓水除鱗仍會(huì)殘留部分未除去的初次氧化鐵皮。

二次氧化鐵皮是在軋制過(guò)程中生成的氧化鐵皮，這種氧化鐵皮生產(chǎn)的時(shí)間短，且在軋制過(guò)程中經(jīng)過(guò)軋制變形，一部分氧化鐵皮脫落，所以二次氧化鐵皮在最終成品中的含量也比較少。由于含cr合金鋼的氧化鐵皮與基體的粘合力比普通碳鋼大，所以極易形成壓入型的氧化鐵皮缺陷。另外，如果還殘留著初次的氧化鐵皮，氧化鐵皮也會(huì)被壓入鋼材形成褶皺等類(lèi)型的表面缺陷。

三次氧化鐵皮是線(xiàn)材在吐絲之后形成的氧化鐵皮，這時(shí)的氧化鐵皮沒(méi)有水除鱗和軋制破壞，形成的氧化鐵皮保留最完整，是線(xiàn)材產(chǎn)品氧化鐵皮的主要組成部分。三次氧化鐵皮形成主要與吐絲溫度和冷卻條件有關(guān)。

2、線(xiàn)材退火過(guò)程氧化鐵皮變化。

線(xiàn)材的退火過(guò)程中，一般存在保護(hù)氣氛，線(xiàn)材的氧化是受到抑制的，如果線(xiàn)材經(jīng)過(guò)酸洗，在退火過(guò)程中形成的氧化鐵皮表面結(jié)構(gòu)疏松，容易進(jìn)行后續(xù)酸洗。

如果線(xiàn)材未經(jīng)過(guò)酸洗，則線(xiàn)材的氧化鐵皮會(huì)增厚。且由于線(xiàn)材在軋制后形成的氧化鐵皮結(jié)構(gòu)致密，導(dǎo)致退火之后形成的氧化鐵皮同樣結(jié)構(gòu)較為致密，且經(jīng)過(guò)退火后氧化鐵皮的厚度明顯增加，給酸洗帶來(lái)很大困難，如圖1、圖2所示。退火過(guò)程中，cr同樣容易優(yōu)先氧化，所以在退火過(guò)程中同樣在氧化鐵皮和基體的結(jié)合處會(huì)富集fecro4的氧化物，如圖3、圖4所示(圖4中顯示鐵皮成分中含有cr元素，說(shuō)明生成了fecro4)。不酸洗的線(xiàn)材退火后酸洗會(huì)更加困難。

目前關(guān)于鋼材易酸洗的專(zhuān)利主要集中在板材領(lǐng)域，且大部分為熱軋材的直接酸洗，考慮到退火后酸洗的不多。比如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01110173143.3提出一種薄板坯連鑄連軋易酸洗熱軋帶鋼的制備方法，對(duì)板坯進(jìn)行高壓水除鱗，然后對(duì)板坯進(jìn)行精軋，精軋過(guò)程中，第一和第二機(jī)架間冷卻水量≥60%，第二和第三機(jī)架冷卻水量為50-60%，第三和第四、第四和第五機(jī)架間冷卻水量為30-50%，第五和第六冷卻水量為10-20%。該方法是一種除去機(jī)架間氧化鐵皮的方法，與本發(fā)明的方法中有類(lèi)似但本發(fā)明包含更廣且機(jī)架間除鱗的方法與其不同。申請(qǐng)?zhí)?01210169646.3公布了一種薄板坯連鑄連軋低屈強(qiáng)比易酸洗鋼的制造方法，該方法規(guī)定了各道次的壓下率分配，并且規(guī)定了鋼種為一種低碳普碳鋼，與本發(fā)明的方法和保護(hù)的內(nèi)容無(wú)交叉。申請(qǐng)?zhí)?01210051884.4公布了一種低碳冷鐓鋼熱軋盤(pán)條表面氧化鐵皮的控制方法，包括精軋溫度控制，吐絲溫度控制，風(fēng)冷線(xiàn)相變前段冷速控制。其方法是對(duì)swrch22a盤(pán)條的控制方法，與本發(fā)明針對(duì)含cr鋼不同。該方法主要針對(duì)提高機(jī)械除鱗性能。該方法的冷卻速率為2-5℃/s，吐絲溫度880-920℃與本方法的實(shí)例不同。申請(qǐng)?zhí)?00710010183.5公開(kāi)了一種中薄板坯連鑄連軋帶鋼表面氧化鐵皮控制方法，采用成分控制、直接熱裝、高溫加熱、高溫除鱗、高溫軋制、強(qiáng)制冷卻，特別是嚴(yán)格控制鋼中si含量等綜合技術(shù)措施和系列優(yōu)化工藝，消除附著在熱軋鋼板表面的紅色氧化鐵皮，其方法適用的鋼種和解決的問(wèn)題與本發(fā)明不同，所以工藝措施也不一致。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01110215469.3中公開(kāi)了一種減少拉絲用低碳鋼盤(pán)條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝，主要是在吐絲后的冷卻過(guò)程進(jìn)行控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種退火后易酸洗的含cr冷鐓鋼熱軋線(xiàn)材生產(chǎn)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種退火后易酸洗的含cr冷鐓鋼熱軋線(xiàn)材生產(chǎn)方法，所述方法包括加熱、除鱗、軋制、吐絲、冷卻、集卷工序。

本發(fā)明所述生產(chǎn)方法適合cr質(zhì)量百分含量為0.80-1.50%的含cr冷鐓鋼。

本發(fā)明所述加熱工序，鋼坯加熱溫度為1150-1250℃，出爐后溫度為1120-1200℃。

本發(fā)明所述除鱗工序，鋼坯出爐后除鱗水壓力為18-20mpa。

本發(fā)明所述軋制工序，鋼坯粗軋和中軋時(shí)，在每道次軋制后，進(jìn)行噴水處理，噴水壓力為2-3mpa，逐步減少每道次的噴水量，控制噴水造成的溫度降低≤50℃。

本發(fā)明所述軋制工序，鋼坯精軋溫度控制在760-810℃。

本發(fā)明所述吐絲工序，吐絲溫度控制在800-890℃。

本發(fā)明所述冷卻工序，開(kāi)啟保溫罩，控制風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量，調(diào)整冷卻速度為20-50℃/s，590-620℃。

本發(fā)明所述集卷工序，冷卻完成后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)和保溫罩，緩慢冷卻到250-350℃進(jìn)行集卷，集卷后在空冷條件下冷卻至常溫。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路如下：

1）改善退火后酸洗的方法

為了改善退火后的酸洗，熱軋線(xiàn)材必須保證氧化鐵皮比較薄，且氧化鐵皮均勻。

氧化鐵皮減薄，薄層的氧化鐵皮雖然退火后厚度也增加但相對(duì)氧化鐵皮較厚的線(xiàn)材仍然具有一定的優(yōu)勢(shì)。為了減少氧化鐵皮的厚度，必須徹底消除初次和二次氧化鐵皮，減少三次氧化鐵皮的生成量。

改善氧化鐵皮的均勻性，主要是徹底消除初次的氧化鐵皮，初次的氧化鐵皮殘留部分由于和基體的結(jié)合力很大，往往導(dǎo)致該處的氧化鐵皮在退火后仍然較其他部位酸洗困難。

為了在退火過(guò)程中減少氧化鐵皮的增厚，需要在氧化鐵皮表層形成一層薄層且連續(xù)的fe3o4，線(xiàn)材表層的氧化鐵皮主要有三種結(jié)構(gòu)組成，從外到內(nèi)依次是fe2o3、fe3o4、feo，對(duì)于含cr鋼，還存在除鱗不凈殘留的fecro4相，該相位于氧化鐵皮的最內(nèi)層。fe2o3由于含量較少，一般影響非常小。fe3o4是一種相對(duì)于feo來(lái)說(shuō)比較致密的相。一般認(rèn)為feo是一種疏松多孔型的結(jié)構(gòu)，在退火時(shí)容易進(jìn)入氧與基體反應(yīng)，所以單純的feo氧化鐵皮不能很好的影響氧化反應(yīng)，氧化鐵皮的厚度增加較多。而fe3o4是一種相對(duì)致密的相，氧氣不容易穿過(guò)該相，所以含有fe3o4的氧化鐵皮在退火時(shí)的厚度增加少于僅含有feo的氧化鐵皮。為了控制退火后生成的氧化鐵皮厚度，需要在軋制后的線(xiàn)材上有一層fe3o4相，這樣在退火過(guò)程中，厚度增加略小。

2）初次氧化鐵皮的去除

含cr鋼容易在加熱中產(chǎn)生fecro4，采用常規(guī)的水除鱗方法容易出現(xiàn)除鱗不凈，簡(jiǎn)單的方法是加大水除鱗效果。目前一般軋制線(xiàn)材時(shí)的除鱗水壓力達(dá)到15mpa，如果提高到18-20mpa，除鱗效果更好。另外含cr鋼在加熱時(shí)，隨著加熱溫度的升高，產(chǎn)生的fecro4氧化物比例反而會(huì)減小，這是因?yàn)閏r的選擇性氧化是有一定范圍的。在較低的溫度下，cr先于fe氧化，而在較高的溫度下，fe的活性提高，cr的優(yōu)先氧化作用反而不明顯。所以為了更好的去除含cr鋼的氧化鐵皮，需要提高cr鋼的加熱溫度，一般含cr鋼鋼材加熱溫度為1050-1150℃。含cr加熱溫度必須達(dá)到1150℃以上才能更好的除去氧化鐵皮。

3）二次氧化鐵皮的去除

軋制間的氧化鐵皮去除對(duì)于線(xiàn)材的表面質(zhì)量有重要影響。由于軋制時(shí)間短，生成的氧化鐵皮也較少，但也有部分水除鱗不凈殘留的氧化鐵皮在軋制時(shí)造成影響，軋制時(shí)去除部分氧化鐵皮仍然有必要。軋制時(shí)除去氧化鐵皮主要是在軋制間增加噴水裝置，水壓可以不高，達(dá)到2-3mpa即可，避免過(guò)大的過(guò)程溫度降低，影響軋制節(jié)奏。軋制間噴水主要在粗軋和中軋間布置。精軋之后速度太高結(jié)構(gòu)緊湊不再適合布置噴水裝置。

4）降低三次氧化鐵皮厚度

線(xiàn)材產(chǎn)品主要的氧化鐵皮來(lái)自三次氧化鐵皮。傳統(tǒng)的含cr冷鐓鋼幾乎都是緩慢冷卻為主，這類(lèi)鋼種冷卻時(shí)容易形成馬氏體組織造成脆性。因?yàn)檫@種緩慢的冷卻導(dǎo)致這種鋼種高溫段停留時(shí)間較長(zhǎng)，所以氧化鐵皮非常厚。三次氧化鐵皮的厚度與線(xiàn)材在高溫段的停留時(shí)間有關(guān)。降低三次氧化鐵皮的厚度主要是降低溫度和提高冷卻速度。另外，為了得到表面上比較連續(xù)的薄層fe3o4層，需要在后續(xù)的冷卻過(guò)程中減少冷卻，不再抑制feo向fe3o4的轉(zhuǎn)化。如圖5所示，為fe-o的二元系相圖，在570℃附近有一條共析線(xiàn)，為浮氏體（類(lèi)似feo結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)化為fe3o4和fe的共析線(xiàn)，在570℃附近保溫，會(huì)促進(jìn)浮氏體轉(zhuǎn)化，得到更多的fe3o4。

含cr冷鐓鋼熱軋線(xiàn)材檢測(cè)方法參考gb/t13298。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本發(fā)明通過(guò)調(diào)整加熱溫度和水除鱗壓力，除去一次氧化鐵皮，在機(jī)架間噴水抑制二次氧化鐵皮生成，以及降低吐絲溫度抑制三次氧化鐵皮的生長(zhǎng)。2、本發(fā)明方法生產(chǎn)的含cr冷鐓鋼線(xiàn)材在下游深加工改制過(guò)程中，在退火前可以不經(jīng)過(guò)酸洗，而退火后的酸洗時(shí)相比容易酸洗。3、本發(fā)明生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材，氧化鐵皮厚度為2-8μm，線(xiàn)材表面的fe3o4層小于1μm。的實(shí)施，可以減少一次酸洗工藝，達(dá)到環(huán)保和降低成本的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為含cr鋼在退火后形成的氧化鐵皮金相圖；

圖2為含cr鋼在退火后形成的氧化鐵皮金相圖；

圖3為含cr鋼在退火中形成的氧化鐵皮電鏡圖；

圖4為含cr鋼在退火中形成的氧化鐵皮能譜分析結(jié)果圖；

圖5為fe-o的二元系相圖；

圖6為實(shí)施例1熱軋線(xiàn)材氧化鐵皮厚度圖；

圖7為實(shí)施例2熱軋線(xiàn)材氧化鐵皮厚度圖；

圖8為實(shí)施例3熱軋線(xiàn)材氧化鐵皮厚度圖；

圖9為實(shí)施例4熱軋線(xiàn)材氧化鐵皮厚度圖；

圖10為實(shí)施例5熱軋線(xiàn)材氧化鐵皮厚度圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1

退火后易酸洗鋼scm435熱軋線(xiàn)材，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：

（1）加熱、除鱗：鋼坯加熱溫度為1190℃，出爐溫度1150℃，出爐后的除鱗水壓力為18mpa。

（2）軋制、吐絲：粗軋和中軋時(shí)，在每道次軋制后，進(jìn)行噴水處理，噴水壓力為2mpa，逐步減少每道次的噴水量，控制噴水溫降為50℃；進(jìn)精軋溫度為760℃，吐絲溫度820℃。

（3）冷卻、集卷：開(kāi)啟保溫罩，控制風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量，以30℃/s冷卻速度冷卻至590℃；然后關(guān)閉保溫罩和風(fēng)機(jī)，緩慢冷卻到300℃進(jìn)行集卷，集卷后空冷至室溫。

經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材，以直徑ф18mm規(guī)格為例，其氧化鐵皮厚度為6-8μm，線(xiàn)材表面的fe3o4層小于1μm，如圖6所示。經(jīng)過(guò)該工藝的熱軋scm435可以不經(jīng)過(guò)首次酸洗，直接退火后仍有較好的酸洗效果，在30℃的鹽酸中酸洗時(shí)間小于30min。

實(shí)施例2

退火后易酸洗鋼scm440熱軋線(xiàn)材，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：

（1）加熱、除鱗：鋼坯加熱溫度為1170℃，出爐溫度1150℃，出爐后的除鱗水壓力為20mpa。

（2）軋制、吐絲：粗軋和中軋時(shí)，在每道次軋制后，進(jìn)行噴水處理，噴水壓力為3mpa，逐步減少每道次的噴水量，控制噴水溫降為50℃；進(jìn)精軋溫度為780℃，吐絲溫度840℃。

（3）冷卻、集卷：開(kāi)啟保溫罩，控制風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量，以40℃/s冷卻速度冷卻至600℃；然后關(guān)閉保溫罩和風(fēng)機(jī)，緩慢冷卻到250℃進(jìn)行集卷，集卷后空冷至室溫。

經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材，以直徑ф14mm規(guī)格為例，其氧化鐵皮厚度為5-7μm，線(xiàn)材表面的fe3o4層小于1μm，如圖7所示。經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材scm440可以不經(jīng)過(guò)首次酸洗，直接退火后仍有較好的酸洗效果，在30℃的鹽酸中酸洗時(shí)間小于30min。

實(shí)施例3

退火后易酸洗鋼40crmov熱軋線(xiàn)材，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：

（1）加熱、除鱗：鋼坯加熱溫度為1200℃，出爐溫度1180℃，出爐后的除鱗水壓力為18mpa。

（2）軋制、吐絲：粗軋和中軋時(shí)，在每道次軋制后，進(jìn)行噴水處理，噴水壓力為2mpa，逐步減少每道次的噴水量，控制噴水溫降為50℃；進(jìn)精軋溫度為800℃，吐絲溫度860℃。

（3）冷卻、集卷：吐絲后開(kāi)啟保溫罩，控制風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量，以30℃/s冷卻速度冷卻至610℃；然后關(guān)閉保溫罩和風(fēng)機(jī)，緩慢冷卻到250℃進(jìn)行集卷，集卷后空冷至室溫。

經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材，以直徑ф16mm規(guī)格為例，其氧化鐵皮厚度為3-5μm，線(xiàn)材表面的fe3o4層小于1μm，如圖8所示。經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材40crmov可以不經(jīng)過(guò)首次酸洗，直接退火后仍有較好的酸洗效果，在30℃的鹽酸中酸洗時(shí)間小于30min。

實(shí)施例4

退火后易酸洗鋼ml40cr熱軋線(xiàn)材，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：

（1）加熱、除鱗：鋼坯加熱溫度為1150℃，出爐溫度1120℃，出爐后的除鱗水壓力為18mpa。

（2）軋制、吐絲：粗軋和中軋時(shí)，在每道次軋制后，進(jìn)行噴水處理，噴水壓力為3mpa，逐步減少每道次的噴水量，控制噴水溫降為50℃；進(jìn)精軋溫度為760℃，吐絲溫度800℃。

（3）冷卻、集卷：吐絲后開(kāi)啟保溫罩，控制風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量，以50℃/s冷卻速度冷卻至620℃；然后關(guān)閉保溫罩和風(fēng)機(jī)，緩慢冷卻到350℃進(jìn)行集卷，集卷后空冷至室溫。

經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材，以直徑ф12mm規(guī)格為例，其氧化鐵皮厚度為4-6μm，線(xiàn)材表面的fe3o4層小于1μm，如圖9所示。經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材ml40cr可以不經(jīng)過(guò)首次酸洗，直接退火后仍有較好的酸洗效果，在30℃的鹽酸中酸洗時(shí)間小于30min。

實(shí)施例5

退火后易酸洗鋼30crmo熱軋線(xiàn)材，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：

（1）加熱、除鱗：鋼坯加熱溫度為1250℃，出爐溫度1200℃，出爐后的除鱗水壓力為19mpa。

（2）軋制、吐絲：粗軋和中軋時(shí)，在每道次軋制后，進(jìn)行噴水處理，噴水壓力為2.5mpa，逐步減少每道次的噴水量，控制噴水溫降為35℃；進(jìn)精軋溫度為810℃，吐絲溫度890℃。

（3）冷卻、集卷：吐絲后開(kāi)啟保溫罩，控制風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)量，以20℃/s冷卻速度冷卻至600℃；然后關(guān)閉保溫罩和風(fēng)機(jī)，緩慢冷卻到300℃進(jìn)行集卷，集卷后空冷至室溫。

經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材，以直徑ф20mm規(guī)格為例，其氧化鐵皮厚度為2-4μm，線(xiàn)材表面的fe3o4層小于1μm，如圖10所示。經(jīng)上述工藝生產(chǎn)的熱軋線(xiàn)材30crmo可以不經(jīng)過(guò)首次酸洗，直接退火后仍有較好的酸洗效果，在30℃的鹽酸中酸洗時(shí)間小于30min。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。