CN101235476A - 一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术 - Google Patents

Abstract

本发明热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，用于采用机械剥壳方法或机械剥壳加酸洗除鳞的制丝类高碳钢热轧盘条钢材表面氧化铁皮的控制。其特征在于通过控制斯太尔摩冷却工艺流程来控制热轧盘条表面氧化铁皮的厚度和结构，具体包括关闭终轧后水箱和调节终轧后水箱水量以提高吐丝温；增加吐丝后高温氧化时间，将相变区后移；加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。本发明通过控制斯太尔摩冷却工艺流程，有效地增加了热轧盘条表面氧化铁皮的厚度，提高了FeO在氧化铁皮中的比重，改善了氧化铁皮的结构，便于机械剥壳或机械剥壳加酸洗方法除鳞的制丝类高碳钢热轧盘条钢材表面氧化铁皮的处理。

Description

一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术

技术领域

本发明应用于制丝类高碳钢热轧盘条，具体地说是一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术。

背景技术

制丝类高碳钢热轧盘条，特别是胎圈钢、帘线钢等制细丝类产品，拉拔前要经过机械剥壳除鳞和在线酸洗，以去除表面氧化铁皮。如果除鳞不干净，由于氧化铁皮硬而脆，拉拔时会导致钢丝表面的损伤和加剧模具的磨损，从而会影响拉丝模寿命，并且更为严重的是会引起后续加工断丝。因此盘条表面氧化铁皮要易于机械剥壳和酸洗。热轧盘条表面普通方法生产的氧化铁皮，厚度偏薄(一般1～4μm)，结构不好(FeO所占比例偏少)，不易于机械剥壳，在线酸洗也去除不尽(不易酸洗，也是结构问题，FeO所占比例少，Fe₃O₄比例高；FeO易溶于酸，Fe₃O₄和Fe₂O₃难溶于酸)。

发明内容

本发明针对制丝类高碳钢热轧盘条表面的氧化铁皮不易于机械剥壳和酸洗的缺点，提供一种技术，主要是提高氧化铁皮厚度(达到10μm)并控制氧化铁皮结构，获得便于机械剥壳的热轧盘条表面氧化铁皮。

热轧盘条表面的氧化铁皮称为三次氧化铁皮，由三层结构(FeO层/Fe₃O₄层/Fe₂O₃层)组成，由于最外层Fe₂O₃较薄(通常1％左右)，所以通常盘条表面氧化皮只看到两层结构。它是在终轧、终轧后斯太尔摩冷却以及空冷过程中产生。本发明主要通过控制斯太尔摩冷却来控制热轧盘条表面氧化铁皮的厚度和结构(提高FeO层所占比例)。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于通过控制斯太尔摩冷却工艺流程来控制热轧盘条表面氧化铁皮的厚度和结构。

所述控制斯太尔摩冷却工艺流程包括以下步骤：

a.关闭终轧后水箱和减小终轧后水箱水量以提高吐丝温度；

b.加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

所述控制斯太尔摩冷却工艺流程可以包括以下步骤：

a.增加吐丝后高温氧化时间，将相变区后移；

b.加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

所述控制斯太尔摩冷却工艺流程还可以包括以下步骤：

a.关闭终轧后水箱和减小终轧后水箱水量以提高吐丝温度；

b.增加吐丝后高温氧化时间，将相变区后移；

c.加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

上述增加吐丝后高温氧化时间的方法包括以下方法之一或其组合：关闭前段风机、降低辊道速度至0.5～1.2m/s和关闭前段风机并加盖保温罩，通过上述方法增加吐丝后高温氧化时间可达5～30秒。上述调节后的水箱水量幅度范围是0-800L/min。上述加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量至108000～180000m³/h。

所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于该控制技术适用于采用机械剥壳方法或机械剥壳加酸洗除磷的制丝类高碳钢热轧盘条钢材表面氧化铁皮厚度和结构的控制。

其控制斯太尔摩冷却工艺流程的关键步骤如下：

1.提高氧化铁皮的厚度

a.提高吐丝温度

关闭终轧后水箱和调节终轧后2-8#水箱水量，其调节后水箱水量幅度是0～800L/min，提高吐丝温度，由于氧化速率(K_x)与温度成k_x＝k_x ⁰exp(-Q/RT)关系，因此温度提高，氧化速率加快，氧化铁皮厚度提高较快。

b.增加高温氧化时间

增加吐丝后高温氧化时间达到5～30秒，将相变区后移。可以通过以下方法之一或其组合来实现：关闭前段风机(或加盖保温罩)，使前段缓慢冷却(冷速小于10℃/s)；降低辊道速度(0.5～1.2m/s)，冷却速度变慢，相变区也后移。

2.控制氧化铁皮的结构

加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量为108000～180000m³/h，以加快冷却速度，减少FeO→Fe₃O₄+Fe的转变，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

本实用新型的有益效果在于：

1)有效增加热轧盘条表面氧化铁皮的厚度；

2)提高了FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重；

3)便于热轧盘条表面的氧化铁皮进行机械剥壳和在线酸洗；

附图说明

图1是热轧盘条表面氧化铁皮的形貌与结构图

图2是斯太尔摩控冷线示意图

图3是处理前后氧化铁皮的比较图

具体实施方式

如图1所示，是热轧盘条表面氧化铁皮的形貌与结构图。热轧盘条表面的氧化铁皮称为三次氧化铁皮，由三层结构(FeO层/Fe₃O₄层/Fe₂O₃层)组成，由于最外层Fe₂O₃较薄(通常1％左右)，所以通常盘条表面氧化皮只看到两层结构。它是在终轧、终轧后斯太尔摩冷却以及空冷过程中产生。

如图2所示，是斯太尔摩控冷线示意图。

当提高吐丝温度时，高温氧化速度较快，在不影响盘条性能的大前提下(加热条件和轧制条件不变)，通过关闭终轧后水箱或调节终轧后水箱水量可以控制盘条吐丝温度，提高幅度可达60～100℃，增加氧化铁皮厚度。吐丝后，降低辊道速度，可以降低高温下冷却速度，从而延长高温区(570～920℃)氧化时间，增加氧化皮厚度；同样关闭前段风机(或关闭前段风机并加盖保温罩)，也是增加高温保持时间，将相变区后移，以提高氧化铁皮的厚度。但高温待的时间过长，会影响盘条组织，比如原始奥氏体晶粒长大，从而最终影响盘条性能。因此，高温氧化时间以不明显影响盘条性能为准。通过调整斯太尔摩风冷线相变后(即组织转变完成后)的风机风量，可以加快冷却速度，这要视相变完成的位置来确定调节风机加快冷却的位置。加快相变后冷却速度，使盘条快速冷却至200℃以下，减少FeO→Fe₃O₄+Fe的转变，从而控制氧化铁皮的结构。

实施例1

如表1所示是实施例1中氧化铁皮控制技术的工艺参数。关闭终轧后部分水箱并调节水箱水量，提高吐丝温度(由原来的820℃上升为870℃)，高温氧化速度加快，增加了氧化铁皮的厚度，当组织转变完成后，增加风机风量至90％，冷速大于18℃/s，加快相变后冷却速度，使盘条快速冷却至200℃以下，减少FeO→Fe₃O₄+Fe的转变，从而控制氧化铁皮的结构(原工艺并未考虑到相变后氧化皮结构控制)。

                                    表1.实施例1中热轧盘条轧制控冷工艺参数

采用工艺	吐丝温度	终轧速m/s	入口段速度m/s	一段		二段		三段		四段		五段
														速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量
				原工艺	820℃	110	0.900	0.990	90/90	1.089	90/90	1.198	70/70											1.318	70/Off	1.318	Off/Off
控制工艺	870℃	110	0.900											0.990	90/90	1.089	90/70	1.198	70/90	1.318	90/90	1.318	Off/Off

实施例2

如表2所示是实施例2中氧化铁皮控制技术的工艺参数。关闭终轧后部分水箱并调节水箱水量，提高吐丝温度(由原来的820℃上升为850℃)，关闭第1台风机，使前段冷却速度缓慢，延长高温氧化时间，氧化铁皮厚度增加，相变区后移，当组织转变完成后，增加风机风量至90％，加快相变后冷却速度，使盘条快速冷却至200℃以下，减少FeO→Fe₃O₄+Fe的转变，从而控制氧化铁皮的结构。

                                        表2.实施例2中热轧盘条轧制控冷工艺参数

采用工艺	吐丝温度	终轧速m/s	入口段速度m/s	一段		二段		三段		四段		五段
														速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量
				原工艺	820℃	110	0.900	0.990	90/90	1.089	90/90	1.198	70/70											1.318	70/off	1.318	Off/Off
控制工艺	850℃	110	0.900											0.990	off/90	1.089	90/90	1.198	70/70	1.318	90/90	1.318	90/Off

实施例3

如表3所示是实施例3中氧化铁皮控制技术的工艺参数。吐丝后降低辊道速度(由原来的0.900减小到0.833)，关闭第1台风机并加盖保温罩，使前段冷却速度缓慢，增加了吐丝后高温氧化时间；当组织转变完成后，增加风机风量至90％，加快相变后冷却速度，使盘条快速冷却至200℃以下，减少FeO→Fe₃O₄+Fe的转变，从而控制氧化铁皮的结构。

                                表3.实施例3中热轧盘条轧制控冷工艺参数

采用工艺	吐丝温度	终轧速m/s	入口段速度m/s	一段		二段		三段		四段		五段
														速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量	速度m/s	风量
				原工艺	820℃	110	0.900	0.990	90/90	1.089	90/90	1.198	70/70											1.318	70/Off	1.318	Off/Off
控制工艺	820℃	110	0.833											0.917	Off/90	1.008	90/90	1.109	70/70	1.148	90/90	1.148	90/Off

如图3所示，是处理前后氧化铁皮的比较图。其中a.为普通热轧高碳钢盘条表面氧化铁皮的形貌图，b.为采用本技术实施例1控制后的氧化铁皮形貌。通过本技术，热轧盘条表面的氧化铁皮可以达到理想的厚度和结构状态，便于机械剥壳，满足了制丝类盘条拉拔前除鳞的要求。

沙钢高碳钢热轧盘条表面氧化铁皮经过控制，已经得到大幅改善。例如，以Φ5.5mmC70DA为例，未采用氧化铁皮控制技术和采用本技术后热轧盘条表面氧化铁皮差异明显。采用普通工艺，热轧盘条表面氧化皮的厚度仅为2～4μm，FeO所占比重20％以下。采用本控制技术，提高吐丝温度(870℃)，增大相变后5#～8#风机风量至90，氧化皮厚度提高到5～7μm甚至10μm，同时FeO所占比重达到了60～90％，改善了氧化皮的结构，满足了客户加工的要求。

Claims (8)

1.一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于通过控制斯太尔摩冷却工艺流程来控制热轧盘条表面氧化铁皮的厚度和结构。

2.根据权利要求1所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于控制斯太尔摩冷却工艺流程包括以下步骤：

a.关闭终轧后水箱和减小终轧后水箱水量以提高吐丝温度；

b.加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

3.根据权利要求1所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于控斯斯太尔摩冷却工艺流程包括以下步骤：

a.增加吐丝后高温氧化时间，将相变区后移；

b.加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

4.根据权利要求1所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于控斯斯太尔摩冷却工艺流程包括以下步骤：

a.关闭终轧后水箱和减小终轧后水箱水量以提高吐丝温度；

b.增加吐丝后高温氧化时间，将相变区后移；

c.加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量以加快冷却速度，提高FeO在热轧盘条表面氧化铁皮中所占的比重。

5.根据权利要求3或4所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于所述的增加吐丝后高温氧化时间的方法包括以下方法之一或其组合：关闭前段风机、降低辊道速度至0.5～1.2m/s和关闭前段风机并加盖保温罩，通过上述方法增加吐丝后高温氧化时间可达5～30秒。

6.根据权利要求2或4所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于调节后的水箱水量幅度范围是0-800L/min。

7.根据权利要求2或3或4所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于加大斯太尔摩风冷线相变后的风机风量为108000～180000m³/h。

8.根据权利要求1至4任一所述的一种热轧盘条表面氧化铁皮的控制技术，其特征在于该控制技术适用于采用机械剥壳方法或机械剥壳加酸洗除磷的制丝类高碳钢热轧盘条钢材表面氧化铁皮厚度和结构的控制。