免退火中碳冷鐓鋼熱軋線材的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱軋線材的生產(chǎn)方法，尤其是一種免退火中碳冷鐓鋼熱軋線材的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)成本的增加和環(huán)境保護(hù)的壓力，冷鐓鋼棒線材趨向高強(qiáng)高塑性緊固件用鋼、向環(huán)保友好和生產(chǎn)成本低的方向發(fā)展。因此可以節(jié)省能源、減少污染和成本、提高生產(chǎn)效率的免退火冷鐓鋼的地位逐漸顯現(xiàn)。所以，為在目前鋼鐵行業(yè)的“寒冬”中，積極尋求自救，在競爭激烈的國際市場占得一席之地，迎合客戶降低成本的要求，開發(fā)出生產(chǎn)免退火產(chǎn)品的專有技術(shù)尤為重要。
[0003]目前國內(nèi)外有一些廠家可以生產(chǎn)免退火或簡易免退火線材，但多數(shù)方法為采用熱機(jī)軋制，又叫低溫終軋技術(shù)，而對于利用優(yōu)化合金成分設(shè)計(jì)、高溫軋制以及產(chǎn)品負(fù)公差孔型軋制技術(shù)進(jìn)行免退火線材生產(chǎn)還鮮有報(bào)道。申請?zhí)?01210408163.4公開了 “一種免退火低碳鋼盤條及其生產(chǎn)方法”，其包括轉(zhuǎn)爐脫氧控制、精煉增碳控制、卷取溫度控制、輥道速度控制，該方法主要針對低碳冷鐓鋼。申請?zhí)?01110411594.1公開了“一種免退火處理熱軋S50C板帶的生產(chǎn)方法”，其包括粗軋溫度控制、精軋溫度控制、卷取溫度控制和冷卻速度控制在內(nèi)的免退火生產(chǎn)方法，但主要針對板帶。申請?zhí)?00410103089.0公開了 “8.8級高強(qiáng)度冷鐓鋼用熱軋免退火盤條的生產(chǎn)方法”，其包括利用具有熱機(jī)械軋制功能的高速線材軋機(jī)生產(chǎn)免退火的中碳免退火盤條；但需要對高線生產(chǎn)線進(jìn)行在線升級，增加超重載精軋機(jī)組等設(shè)備投資。
[0004]針對下游客戶希望中碳冷鐓鋼熱軋盤條在深加工過程中免去退火工藝的需求，如何在不增加設(shè)備投資的基礎(chǔ)上，根據(jù)下游制造企業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，通過鋼廠自身的技術(shù)方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下游免退火生產(chǎn)成為一個(gè)亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用合理的成分與工藝設(shè)計(jì)的免退火中碳冷鐓鋼熱軋線材的生產(chǎn)方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的方法步驟為:(1)冶煉鋼水然后連鑄成鋼坯，所述鋼坯成分按重量百分比為:c 0.17?0.20%、Si ( 0.10%、Mn 0.60?0.70%、Cr0.90?1.00%，P彡0.03%、S彡0.03%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；
(2)所述鋼坯經(jīng)緩冷釋放應(yīng)力；
(3)將緩冷后的熱軋坯加熱至1150?1190°C，保溫時(shí)間110?140min;然后高壓水除憐；
(4)將除磷后的熱軋坯進(jìn)行粗中軋、預(yù)精軋和精軋，其中進(jìn)精軋溫度965?995°C，精軋結(jié)束后，卷取溫度控制在960?980°C ;尺寸精度執(zhí)行負(fù)公差；
(5)熱軋后的盤條進(jìn)入冷卻線，風(fēng)機(jī)和保溫罩均關(guān)閉，確保盤條在保溫罩內(nèi)的停留時(shí)間不小于40分鐘；即可得到所述的熱軋線材。
[0007]本發(fā)明所述步驟(3)中，除磷溫度為1100?1150°C，要求除磷水壓至少1MPa ； 本發(fā)明所述步驟(2)中，鋼坯經(jīng)緩冷70?75小時(shí)后開坯，開坯后的熱軋坯進(jìn)行70?
75小時(shí)緩冷。
[0008]本發(fā)明所述步驟(4)中，熱軋坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋。
[0009]本發(fā)明所述熱乳線材的成品尺寸23.5?24.0mm，橢圓度< 0.45mm。
[0010]本發(fā)明的原理是:通過化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少P、S、Si等元素，降低材料脆性，改善材料冷作硬化率等指標(biāo)；在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)尋找淬透性和硬度的平衡點(diǎn)，盡量降低C、Mn、Cr元素，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度與塑性的友好匹配。熱軋坯通過步驟(3)的加熱保溫，提高熱軋坯奧氏體化溫度下的保溫時(shí)間，使奧氏體晶粒充分長大。通過控制軋制和卷取溫度，使之在較高的終軋溫度下軋制，延長奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變時(shí)間，促進(jìn)鐵素體形核及長大，同時(shí)提高鐵素體的晶粒尺寸。采用控制冷卻，盡可能延長盤條在保溫罩內(nèi)的停留時(shí)間，使線材(盤條)緩慢冷卻至室溫，促進(jìn)最終晶粒的長大，防止冷卻過程中出現(xiàn)貝氏組織等異常組織。依照下游企業(yè)的加工工藝，采取產(chǎn)品尺寸負(fù)公差軋制，減少熱軋線材至精線的變形量和冷作硬化率。綜上所述，本發(fā)明從冶煉到拉拔整個(gè)工藝鏈的每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)下游用戶深加工過程中免去退火工藝、減少成本的目的。
[0011]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明針對下游企業(yè)希望使用Φ 24_規(guī)格中碳冷鐓鋼熱軋盤條時(shí)免去退火工藝，減少成本的需求，優(yōu)化成分設(shè)計(jì)，采用高溫軋制技術(shù)，增加鐵素體量和晶粒尺寸，線材硬度滿足不大于80HRB的免退火材要求；同時(shí)采用負(fù)公差孔型軋制，使熱軋線材尺寸接近精線尺寸，減少拉拔量，防止因拉拔量大造成硬度上升。
[0012]本發(fā)明既滿足了下游用戶免退火生產(chǎn)，減低成本的訴求，又避免了退火對環(huán)境的污染，是一種節(jié)能環(huán)保、低成本的熱軋線材生產(chǎn)方法。
[0013]本發(fā)明利用鋼廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝條件，僅進(jìn)行負(fù)公差孔型設(shè)計(jì)，在不增加投資和生產(chǎn)成本并保證線材基本技術(shù)指標(biāo)的前提下，最終實(shí)現(xiàn)免退火Φ24_規(guī)格中碳冷鐓鋼熱軋線材的生產(chǎn)。
[0014]本發(fā)明不僅保證熱軋線材的硬度達(dá)到不大于80HRB的免退火要求，而且考慮下游客戶的后續(xù)加工工藝，實(shí)現(xiàn)線材尺寸、精線尺寸和拉拔量的合理匹配，實(shí)現(xiàn)加工硬化最小化，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的免退火化。增強(qiáng)了熱軋盤條的競爭優(yōu)勢。
[0015]本發(fā)明尤其在對鋼坯緩冷時(shí)間進(jìn)行限定時(shí)，能有效地保證鋼坯(熱軋坯)的表面應(yīng)力在緩冷過程中充分釋放。本發(fā)明進(jìn)一步限定了除磷溫度和除磷水壓力，用以保證氧化鐵皮清除干凈。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1金相組織照片；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2金相組織照片；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例3金相組織照片。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:本免退火中碳冷鐓鋼熱軋線材的生產(chǎn)方法如下所述。
[0019](I)冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為:C 0.19%、Si 0.06%, Mn0.63%、Cr 0.95%、P 0.013%、S 0.005%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0020](2)鋼坯緩冷72小時(shí)后開坯，開坯后的熱軋坯緩冷72小時(shí)。
[0021](3)將緩冷后的熱軋坯加熱至1160°C，保溫時(shí)間120min ;然后高壓水除磷，除磷溫度為1140°C，要求除磷水壓至少lOMPa。
[0022](4)將除磷后的熱軋坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋；進(jìn)精軋溫度970°C，精軋結(jié)束后，卷取溫度控制在965°C ;其中，尺寸精度執(zhí)行負(fù)公差。
[0023](5)熱軋的盤條進(jìn)入輥道冷卻線，風(fēng)機(jī)和保溫罩均關(guān)閉，板鏈一步一走，盤條在保溫罩內(nèi)的停留時(shí)間為43分鐘；即可得到所述的熱軋線材。
[0024]本熱軋線材的小面直徑Φ23.54mm，大面直徑Φ23.95mm，橢圓度0.41 ;取樣，拋光后在AT200DR-TM硬度計(jì)下測得熱軋線材橫截面1/2半徑處的硬度為79.2HRB，達(dá)到免退火產(chǎn)品要求。本熱軋線材的金相組織照片如圖1所示，由圖1可知，本熱軋線材顯微組織主要由鐵素體和珠光體組成，其中軟韌項(xiàng)的鐵素體量超過90%，晶粒度7級，利于后續(xù)加工過程中的變形。
[0025]實(shí)施例2:本免退火中碳冷鐓鋼熱軋線材的生產(chǎn)方法如下所述。
[0026](I)冶煉鋼水并連鑄成鋼坯，其成分按重量百分比為:C 0.20%、Si 0.09%、Mn0.64%、Cr 0.93%、P 0.016%、S 0.005%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0027](2)鋼坯緩冷75小時(shí)后開坯，開坯后的熱軋坯緩冷73小時(shí)。
[0028](3)將熱軋坯加熱至1175°C，保溫時(shí)間IlOmin ;然后高壓水除磷，除磷溫度為1150°C，要求除磷水壓至少lOMPa。
[0029](4)將除磷后的熱軋坯進(jìn)行6+8道次粗中軋，4道次預(yù)精軋，8道次精軋，進(jìn)精軋溫度980°C，精軋結(jié)束后，卷取溫度控制在970°C ;其中，尺寸精度執(zhí)行負(fù)公差。
[0030](5)熱軋的盤條進(jìn)入冷卻線，風(fēng)機(jī)和保溫罩均關(guān)閉，板鏈一步一走，盤條在保溫罩內(nèi)的停留時(shí)間為47分鐘；即可得到所述的熱軋線材。
[0031]本熱軋線材的小面直徑Φ