CN102310092B - 一种弱化水冷强化风冷的高碳盘条的控制冷却方法 - Google Patents
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Abstract
一种弱化水冷强化风冷的高碳盘条的控制冷却方法，属于轧钢技术领域。工艺包括加热→粗轧→中轧→预水冷→终轧→穿水冷却→吐丝→风冷→集卷→打捆包装；控制的技术参数为：吐丝温度由860±20℃提高到了900±20℃，盘条在穿水过程中的冷速由43±5℃/s降低到了23±5℃/s；将风冷线上盘条的冷速由7.5±5℃/s提高到了17.4±5℃/s；盘条从精轧出口到相变最低点的时间由38±5s降低到了28±5s，有利于抑制Fe3C的析出及晶粒的回复长大；盘条下线第二天的面缩由16.5％提高到了25.6％，面缩到30％的时间由20天下缩短到了4天，大规格高碳盘条用户在使用前基本上不用时效。优点在于，提高了盘条下线时的面缩，缩短了时效时间。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，特别是涉及一种弱化水冷强化风冷的高碳盘条的控制冷却方法，适用于高速线材厂生产Φ12mm-16mm规格的热轧高碳盘条。
背景技术
由于钢绞线能增加建筑物的跨度，提高使用寿命、降低工程造价，近年来被大批量应用于矿山、煤矿、深水码头、高速公路、高速铁路、高层建筑、机场等基础设施的建设中。82B盘条是制作钢绞线的原始材料，盘条在酸洗磷化后，直接从Φ12.5mm规格经过8-9道次连续拉拔到Φ5mm左右，拉拔产生的变形量高达85％。为了保证在拉拔过程中不发生断丝，除对盘条的纯净度、气体、力学性能等有严格的要求外，对盘条的金相组织更有苛刻的要求(盘条的索氏体率要求控制在85％以上，不得出现封闭的网状渗碳体)。
为获得高的索氏体组织，20世纪80年代初期，西欧、日本等国家采用铅浴索氏体化的方式，生产成本很高。随着高速线材控轧控冷技术的发展，摩根、达涅利开发了“水冷+精轧+二次水冷+风冷”的高速线材控轧控冷技术，该技术即提高了生产作业率，又能很好的控制不同钢材的相变组织，使线材的生产成本得到大幅降低。
目前国内外轧制82B的大致工艺如下：加热——粗轧——中轧-预水冷——终轧——穿水冷却——吐丝——风冷——集卷——打捆包装。其中控冷设备大致如下：
水箱(水冷)：配置较好的为精轧前2段水箱，精轧后3段或5段水箱。水箱的长短各厂不太一样。
风机(风冷)：目前国内能生产大规格(直径Φ12-16mm)82B的几家企业，基本都使用风量15.4万m3/h的风机8-13台，前8台风机的布置方式是每间隔4.5m的距离布置一台风机。
生产Φ12.5mm规格的82B-1盘条工艺参数如表1所示。
表1某厂生产82B-1轧钢控冷工艺参数
目前，国内外采用摩根或达涅利设备，按照以上的控冷设备和控冷参数，基本都能大批量生产大规格82B系列盘条。此种冷却方式的特点是水冷很强，风冷很弱，2.1s时间内将钢材温度从950℃降低到860℃，冷速高达43℃/s，而其后风冷的冷却速度仅为7.5℃/s。由于水冷太快，盘条在穿水过程中表面与心部形成很大的温度梯度，从而形成很大的温度应力。导致盘条下线面缩较低，特别是北方的几家企业，到了冬季受恶劣环境温度的影响，生产大规格82B盘条时，盘条经常发生自然脆断现象，有的企业甚至到冬季便不在组织生产。所以到了冬季，大规格82B盘条头尾自然脆断现象成了北方企业的技术难题。为了将温度应力，另外包括轧制应力、气体进行释放，该种冷却方式生产的盘条需要较长的时效时间进行时效，大致冬季20天左右，夏季10天左右。由于时效的影响，大大降低了用户流动资金的使用率。如何解决盘条的时效与冬季自然脆断问题，成为国内企业需要迫切解决的问题。
发明内容
本发明在于提供一种弱化水冷强化风冷的高碳盘条的控制冷却方法，通过控冷方式降低了高碳钢盘条在水冷过程中产生的温度应力，提高了盘条下线面缩，杜绝了盘条冬季的自然断裂现象，缩短了时效时间。
本发明的工艺路线为：加热→粗轧→中轧→预水冷→终轧→穿水冷却→吐丝→风冷→集卷→打捆包装。
此种路线与目前国内外生产大规格82B技术路线没有差别，但风冷设备却进行了改造，主要在于常规风机风量12.5-15.4万m3/h，前8个风机每4.5米布置一个风机，换成风机风量20万m3/h，前8台风机每3米布置一个风机，这种布置方式的目的是使得该设备具有极强风冷能力。该种工艺在首钢水钢得到了很好的运用。
本发明提高盘条的吐丝温度，降低盘条的水冷强度，从而降低了盘条在水冷过程中产生的温度应力，提高了盘条下线时的面缩，缩短了时效时间，同时增加盘条在风冷线上的冷速，缩短了盘条从精轧后到相变最低点的时间，有利于抑制Fe3C的析出及晶粒的回复长大。本发明的主要工艺措施如下：
吐丝温度由860±20℃提高到了900±20℃，盘条在穿水过程中的冷速由43±5℃/s降低到了23±5℃/s；
风冷线上盘条的冷速由7.5±5℃/s提高到了17.4±5℃/s；
盘条从精轧出口到相变最低点的时间由38±5s降低到了28±5s；
盘条下线第二天的面缩由16.5％提高到了25.6％，面缩到30％的时间由20天缩短到了4天，通过该专利生产的大规格高碳盘条用户在使用前基本不用时效。
通过此种控冷方式降低了盘条在水冷过程中产生的温度应力，提高了盘条下线的面缩，杜绝了盘条冬季的自然断裂现象，缩短了时效时间。
相对于国内目前常规生产大规格82B的高线控制冷却设备，本发明要求将常规风机风量12.5-15.4万m3/h，前8台风机每4.5米布置一个风机，换成了风机风量20万m3/h，前8台风机每3米布置一个风机，这种布置方式的目的是使得该设备具有极强风冷能力。具体实施的参数见表2。
表2该发明的具体实施参数
从表1、表2对比可以看出，采用本发明后，水冷段的冷速由43m/s下降到了23m/s，而风冷速度由7.5m/s提高到了17m/s。轧制后的冷却过程中，水冷速度降低46.5％，而风冷速度提高了127％，该发明是典型的弱化水冷强化风冷工艺制度。
相对于目前国内各大钢厂轧制82B的生产工艺，该发明具有如下优点：
(1)降低了水冷段的冷却速度(由43℃/s下降到了23℃/s)，降低了盘条在水冷过程中心部与边部的温度梯度，减少了水冷过程中温度应力的产生，能提高盘条下线时的面缩，缩短时效时间。
(2)盘条精轧后到相变最低点的时间由38±5s，缩短为28±5s，缩短了大约10s左右。该段时间的缩短，对抑制轧后晶粒的回复长大，及Fe3C的析出能发挥较为重要的作用。
附图说明
图1为首钢生产82B-1时效图。
图2为首钢水钢2010年10月份生产的82B-1时效图。
具体实施方式
本发明可在钢铁联合企业实施，但生产线需具备生产Φ12-16mm规格的盘条的生产能力，且风冷能力达到18±5m/s或更大。
下面是首钢水钢高速线材厂，采用该发明生产的实例。
工艺路线为：加热→粗轧→中轧→预水冷→终轧→穿水冷却→吐丝→风冷→集卷→打捆包装。
具体工艺参数控制见表3：
表3首钢水钢生产82B-1具体工艺参数
实施例：
2010年10月24日，首钢水钢轧制82B-1盘条，具体轧制风冷工艺如下：
一、生产工艺情况
二、盘条时效情况
热轧盘条由于在生产过程中形成的轧制应力、温度应力、气体的释放需要时间，导致用户在使用前需放置一段时间，即用户在使用前需进行一段时间的时效，时效时间的长短直接影响用户的资金周转。对于82B来说，时效时间指的是，盘条从生产当天到面缩达到30％的时间。首钢总部在生产Φ12.5mm规格的82B时，盘条的时效时间较长，如图1所示。
从图1可以看出，首钢冬季生产82B盘条面缩达到30％，大致需要20天以上。
2010年10份，首钢水钢采用该发明技术，生产的Φ12.5mm规格的82B-1盘条如图2所示。
从图2可以看出，通过该技术，水钢2010年10月份生产的盘条第二天面缩能达到25.6％，第四天面缩就能达到30％以上，而首钢本部生产的盘条，第二天面缩为16.5％，时效20天后面缩才能达到30％；比较而言，由于钢厂生产的盘条到用户进行加工环节，还需经历检测、入库、运输等环节，往往需要至少5天左右的时间，即采用该技术生产的盘条达到用户时可直接使用，不需经过时效，大大提高了用户资金的周转。
Claims (1)
1.一种弱化水冷强化风冷的高碳盘条的控制冷却方法，工艺包括加热→粗轧→中轧→预水冷→终轧→穿水冷却→吐丝→风冷→集卷→打捆包装；其特征在于，在工艺中控制如下技术参数：
吐丝温度由840～880℃提高到了880～920℃，盘条在穿水过程中的冷速由38～48℃/s 降低到了18～28℃/s；
风冷线上盘条的冷速由2.5～12.5℃/s提高到了12.4～22.4℃/s；
盘条从精轧出口到相变最低点的时间由33～43s降低到了23～33s；
盘条下线第二天的面缩由16.5%提高到了25.6%，面缩到30%的时间由20天缩短到了4天，并且大规格高碳盘条用户在使用前不用时效。
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