CN103305674B - 一种钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法。所述钢帘线用热轧盘条由钢坯制成，所述控制方法包括通过控制加热前的钢坯表面脱碳层厚度在预定范围内，以确保钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度满足要求，其中，所述钢帘线用热轧盘条表面脱碳层的厚度与所述钢坯表面脱碳层的厚度的关系为y=axb，式中，a=0.687±0.272，该偏差系数受吐丝温度波动的影响很大；b=0.637±0.056；y是指成品钢帘线用热轧盘条的表面脱碳层厚度，单位为μm；x指钢坯加热前的表面脱碳层厚度，单位为μm。采用本发明的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法后可以提高钢帘线用热轧盘条的使用性能和合格率。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，更具体地讲，涉及一种控制钢帘线用热轧盘条的表面脱碳层厚度的方法。
背景技术
钢帘线是轮胎等橡胶制品的骨架材料，在使用过程中要遭受强冲击力及交变应力，且要承重及耐疲劳，因此对强度和疲劳性能的要求很高。钢帘线用盘条兼具高碳及低合金钢的特点，钢帘线用盘条表面脱碳组织的存在会使盘条力学性能降低，疲劳强度显著下降，在后续拉拔加工制成钢帘线的过程中容易诱发裂纹引起疲劳断裂，严重影响其使用性能。因此作为钢帘线母材的帘线钢热轧盘条，其在生产过程中表面脱碳的控制尤为重要。
目前对线材产品表面脱碳的研究，主要通过实验室模拟生产过程进行，局限于实验模拟加热工艺的研究，而实际线材生产与实验过程存在较大差异，缺乏直接实际生产运用性。且这类研究以弹簧钢、冷镦钢这类合金钢为主，针对钢帘线用盘条表面脱碳的研究很少。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种通过控制钢坯表面脱碳层厚度来控制钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法。所述钢帘线用热轧盘条的生产包括以下步骤：冶炼钢水并铸造为钢坯、加热钢坯、控温轧制成盘条、吐丝成卷、控制冷却、后处理并得到盘条成品，其中，在所述加热钢坯的步骤中，关闭位于预热段和加热段相邻处的一组烧嘴，以避免加热段的温度影响与其靠近的预热段的温度，并控制预热段温度为700～760℃、预热时间为56～66分钟，加热段前半段温度为890～930℃、加热段后半段加热温度为930～970℃，加热段加热时间为56～66分钟，均热段温度为970～1010℃、均热时间为44～52min；在所述控温轧制成盘条的步骤中，控制开轧温度为950～980℃；在所述吐丝成卷的步骤中，控制吐丝温度为860～890℃。所述控制方法包括通过控制加热前的钢坯表面脱碳层厚度在预定范围内，以确保盘条成品表面脱碳层厚度满足要求，其中，所述盘条成品表面脱碳层厚度与所述钢坯表面脱碳层厚度的关系由下式表示：y=axb。式中，a=0.687±0.272；b=0.637±0.056；y是指盘条成品的表面脱碳层厚度，单位为μm；x指钢坯加热前的表面脱碳层厚度，单位为μm。
根据本发明的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层的控制方法的一个实施例，所述盘条成品的表面脱碳层厚度不大于盘条成品公称直径的1.2％。
根据本发明的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层的控制方法的一个实施例，所述盘条成品的公称直径为5.5mm。
根据本发明的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层的控制方法的一个实施例，所述钢坯为方坯且钢坯的尺寸为150mm×150mm，将所述钢坯表面脱碳层的厚度控制在1200μm以下。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：运用高线机组的设备优势，通过大量生产数据研究钢坯脱碳层对钢帘线用热轧盘条表面脱碳层的影响，给出了钢坯脱碳层厚度对钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的影响公式，为钢坯脱碳控制提供合理的数值依据，采用本发明的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法后可以提高钢帘线用热轧盘条的使用性能和合格率。
附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是本发明示例性实施例的获得的钢坯脱碳层厚度与盘条成品表面脱碳层厚度关系曲线。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法。
申请人发现，在由钢坯生产钢帘线用热轧盘条的过程中，钢坯原始脱碳层在轧制过程中并不能完全消除，而是会部分遗留下来，这将会增加盘条表面脱碳层厚度。而为了控制成品盘条表面脱碳，需要在轧制前对钢坯进行了“扒皮”，去除钢坯表面脱碳层，这对于控制成品盘条表面脱碳是很有效。但这也加大了钢的损耗，造成资源浪费，增加了生产成本。因此，对钢坯原始脱碳层对钢帘线盘条表面脱碳层的影响的量化研究很有必要。
根据本发明示例性实施例的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法，所述钢帘线用热轧盘条的生产包括以下步骤：冶炼钢水并铸造为钢坯、加热钢坯、控温轧制成盘条、吐丝成卷、控制冷却、后处理并得到盘条成品。其中，在所述加热钢坯的步骤中，关闭位于预热段和加热段相邻处的一组烧嘴，以避免加热段的温度影响与其靠近的预热段的温度，并控制预热段温度为700～760℃、预热时间为56～66分钟，加热段前半段温度为890～930℃、加热段后半段加热温度为930～970℃，加热段加热时间为56～66分钟，均热段温度为970～1010℃、均热时间为44～52min；在所述控温轧制成盘条的步骤中，控制开轧温度为950～980℃；在所述吐丝成卷的步骤中，控制吐丝温度为860～890℃。
所述控制方法包括通过控制加热前的钢坯表面脱碳层厚度在预定范围内，以确保盘条成品表面脱碳层厚度满足要求，其中，所述盘条成品表面脱碳层厚度与所述钢坯表面脱碳层厚度的关系由下式表示：
y=axb
式中，a=0.687±0.272，该偏差系数受吐丝温度波动的影响很大；b=0.637±0.056；y是指盘条成品的表面脱碳层厚度，单位为μm；x指钢坯加热前的表面脱碳层厚度，单位为μm。
在轧制生产设备及工艺达到其极限（或者说达到最优状态）的情况下，利用上述钢坯脱碳层对钢帘线用热轧盘条表面脱碳层的影响公式，通过控制钢坯原始脱碳层厚度可以进一步降低盘条表面脱碳层厚度，提高钢帘线用热轧盘条的使用性能。
在一个示例性实施例中，本发明钢帘线用热轧盘条的生产主要工艺流程为：铁水预处理→转炉顶底复吹→炉外精炼(LF+RH)→大方坯连铸→连铸坯检验、修磨→铸坯加热→开坯（钢坯为方坯且钢坯的尺寸为150mm×150mm）→精整（检查、锯切、修磨）→钢坯入炉→步进炉加热→高压水除鳞→粗轧→1#飞剪切头（事故碎断）→中轧→2#飞剪切头、尾（事故碎断）→中轧两架轧制→预精轧→1#、2#水箱冷却→3#飞剪切头（事故碎断）→精轧→3#、4#水箱冷却→减定径→5#水箱冷却→夹送辊→吐丝机→散卷冷却→集卷收集、运输→检查质量、取样、剪除头尾→打捆、称重挂标牌→卸卷→入库。
在该示例性实施例中，生产试制了多炉公称直径为5.5mm的钢帘线用热轧盘条。具体地，在钢坯入炉加热步骤之前，将部分钢坯表面脱碳层打磨去除掉后，并与具有不同脱碳层厚度的钢坯采用上述钢帘线用热轧盘条生产工艺轧制成盘条成品，其中，保证钢帘线用热轧盘条生产工艺中的生产设备、工艺参数达到最佳运行状态。在所述加热钢坯的步骤中，关闭位于预热段和加热段相邻处的一组烧嘴，以避免加热段的温度影响与其靠近的预热段的温度，并控制预热段温度为730±15℃、预热时间为60±2分钟，加热段前半段温度为910±15℃、加热段后半段加热温度为950±15℃，加热段加热时间为60±2分钟，均热段温度为990±15℃、均热时间为48±2分钟；在所述控温轧制成盘条的步骤中，控制开轧温度为965±15℃；在所述吐丝成卷的步骤中，控制吐丝温度为875±10℃。
图1示出了本发明示例性实施例的获得的钢坯脱碳层厚度与盘条成品表面脱碳层厚度关系曲线。对比分析钢坯脱碳层厚度与盘条成品表面脱碳层厚度，得出钢坯脱碳层厚度对盘条成品表面脱碳层厚度的影响公式为y=0.687x0.637，式中，y是指成品钢帘线用热轧盘条的表面脱碳层厚度，单位为μm；x指钢坯加热前的表面脱碳层厚度，单位为μm。
对于A级钢帘线用热轧盘条，表面脱碳层厚度的行业普遍标准是成品钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度不大于钢帘线用热轧盘条公称直径的1.5％，本实施例的内控标准是成品钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度不大于钢帘线用热轧盘条公称直径的1.2％。根据上面钢坯脱碳层厚度对盘条成品表面脱碳层厚度的影响公式，计算得出在目前高线轧制工艺最佳情况下，若要使72（A）级Φ5.5mm钢帘线用热轧盘条表面脱碳达到了内控标准，应严格将钢坯脱碳层深度控制在1200μm以下，以满足了用户对成品钢帘线用盘条表面脱碳的控制要求，有效地提高合格率。
综上所述，本发明采用目前钢帘线用热轧盘条最佳轧制生产工艺，将原始脱碳层厚度不一的钢坯轧制成钢帘线用热轧盘条，分析得出钢坯脱碳层厚度对成品钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的影响公式。利用该公式，在钢帘线用热轧盘条的生产过程中，通过控制钢坯表面脱碳层厚度在预定范围内，确保钢帘线用热轧盘条成品的表面脱碳层厚度满足控制要求。为钢坯脱碳控制提供合理的数值依据，对提高钢帘线用热轧盘条的使用性能有重要意义，对规范钢帘线用热轧盘条工业化大生产具有直接的生产指导意义。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
Claims (4)
1.一种钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法，所述钢帘线用热轧盘条的生产包括以下步骤：
冶炼钢水并铸造为钢坯、加热钢坯、控温轧制成盘条、吐丝成卷、控制冷却、后处理并得到盘条成品，
其中，在所述加热钢坯的步骤中，关闭位于预热段和加热段相邻处的一组烧嘴，以避免加热段的温度影响与其靠近的预热段的温度，并控制预热段温度为700～760℃、预热时间为56～66分钟，加热段前半段温度为890～930℃、加热段后半段加热温度为930～970℃，加热段加热时间为56～66分钟，均热段温度为970～1010℃、均热时间为44～52min；在所述控温轧制成盘条的步骤中，控制开轧温度为950～980℃；在所述吐丝成卷的步骤中，控制吐丝温度为860～890℃；
其特征在于，所述控制方法包括通过控制加热前的钢坯表面脱碳层厚度在预定范围内，以确保盘条成品表面脱碳层厚度满足要求，其中，所述盘条成品表面脱碳层厚度与所述钢坯表面脱碳层厚度的关系由下式表示：
y＝axb
式中，a＝0.687±0.272；
b＝0.637±0.056；
y是指盘条成品的表面脱碳层厚度，单位为μm；
x指钢坯加热前的表面脱碳层厚度，单位为μm。
2.根据权利要求1所述的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法，其特征在于，所述盘条成品的表面脱碳层厚度不大于盘条成品公称直径的1.2％。
3.根据权利要求2所述的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法，其特征在于，所述盘条成品的公称直径为5.5mm。
4.根据权利要求3所述的钢帘线用热轧盘条表面脱碳层厚度的控制方法，其特征在于，所述钢坯为方坯且钢坯的尺寸为150mm×150mm，将所述钢坯表面脱碳层的厚度控制在1200μm以下。
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