CN105080980A - 高碳钢盘条轧后控制冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高碳钢盘条轧后控制冷却方法,包括:吐丝温度控制为850±10℃;相变区冷却速度控制:高碳钢盘条在斯太尔摩风冷线上相变前的冷却速度为9~12.5℃/s,相变前最低点温度为640~650℃;相变段采用保温方式,控制相变段峰值温度区间在650~680℃;相变后期平均冷却速度小于3.5℃/s。本发明解决了该类盘条的强度超标问题,本发明所述的轧后控制冷却方法实施后,所生产盘条的组织正常,强度和塑性指标均能满足使用要求。
Description
技术领域
本发明属于轧钢控冷技术领域,特别是提供了一种加Cr(Cr的质量百分比为0.30~0.36%)出口用高碳钢盘条的轧后控制冷却方法。
背景技术
高碳钢线材主要用于生产高强度预应力钢丝、钢绞线,钢丝绳,弹簧钢丝,琴钢丝,轨枕钢丝等产品,广泛应用于机场建设、铁路桥梁、高速公路,海港码头等领域。目前,出口用高碳盘条中Cr含量一般要求控制在0.30wt.%以上,强度不可超标,塑性需满足拉拔要求,如直径9mmSWRH82BCr的抗拉强度区间要求为1100~1250MPa,面积收缩率大于30%。
Cr是一种高碳钢中常用的中强碳化物形成元素,能够提高奥氏体的稳定性,阻止热轧时晶粒的长大;推迟碳化物的形核与生长,使钢的连续冷却转变曲线向右下方移动,细化珠光体片层间距,从而显著提高盘条的强度。此外,较高含量的Cr会加剧连铸坯的中心偏析,轧后控冷不当易形成心部马氏体等异常组织。
现有技术中,线材通常通过斯太尔摩方式控制轧后冷却,对于高Cr含量的高碳钢盘条轧后控冷的难点在于:1)通过精确控制轧后相变温度范围来控制盘条抗拉强度的难度较大,抗拉强度容易超标;2)相变前期的强冷易导致盘条圆周各位置的冷却不均匀,随后回温相变段盘条圈形不同位置的温度不均匀性将进一步加剧,易导致盘条同卷和同圈抗拉强度的较大波动;3)高的Cr含量增强了盘条的淬透性,冷却过程控制不当易形成贝氏体、马氏体等异常组织。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高碳钢盘条轧后控制冷却方法,以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本申请实施例公开了一种高碳钢盘条轧后控制冷却方法,包括:
吐丝温度控制为850±10℃;
相变区冷却速度控制:高碳钢盘条在斯太尔摩风冷线上相变前的冷却速度为9~12.5℃/s,相变前最低点温度为640~650℃;相变段采用保温方式,控制相变段峰值温度区间在650~680℃;相变后期平均冷却速度小于3.5℃/s。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,斯太尔摩风冷线上盘条相变前的两台风机风量为10~14.5万m3/h。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,斯太尔摩风冷线上各段辊道的速度为0.7~1.5m/s。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,斯太尔摩风冷线上盘条搭接位置温度波动控制在±20℃。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,在所述相变后期,盘条温度降至600~610℃时,关闭随后的保温盖。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,所述高碳钢盘条中,Cr的质量百分比为0.30~0.36%。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,所述高碳钢盘条中,C的质量百分比为0.70~0.90%,Si的质量百分比为0.10~0.35%,Mn的质量百分比为0.40~0.85%。
优选的,在上述的高碳钢盘条轧后制冷却方法中,所述高碳钢盘条为SWRH82BCr或SWRH77BCr。
与现有技术相比,本发明的优点在于:采用本发明的控制冷却方法,可以避免异常相变组织的产生,适当粗化珠光体片层间距及提高其片层均匀性,降低了盘条的抗拉强度及波动范围,同时,其他性能指标满足拉拔要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例1与对比例1样品的斯太尔摩在线测量峰值温度对比曲线图;
图2所示为本发明具体实施例1样品的扫描电镜照片;
图3所示为对比例1样品的扫描电镜照片;
图4所示为本发明具体实施例2与对比例2样品的斯太尔摩在线测量峰值温度对比曲线图;
图5所示为本发明具体实施例2样品的扫描电镜照片;
图6所示为对比例2样品的扫描电镜照片。
具体实施方式
本实施例公开了一种高碳钢盘条轧后控制冷却方法,该方法对轧后吐丝温度、相变前冷却速度、相变前最低温度、相变段峰值温度、相变后期冷却速度、斯太尔摩辊道速度、风机风量、以及盘条搭接位置温度进行组合控制,保证盘条的组织正常,适当粗化珠光体片层间距及提高其片层均匀性,从而降低盘条的抗拉强度至要求范围,同时,其他性能指标满足拉拔要求。
控制冷却方法的技术原理如下:
1)本发明的吐丝温度较一般高碳钢的吐丝温度要低,研究表明,吐丝温度的高低会直接影响盘条的抗拉强度,而较低的吐丝温度可以降低盘条的抗拉强度;
2)相变前快速冷却是为了避免先析出相的产生,对于本发明所述的高碳钢,Cr的加入显著增强了盘条的淬透性,因此,通过减小相变前段的风机风量以降低该段的冷却速度,提高盘条的温度均匀性;
3)连续冷却转变曲线的鼻尖温度处,盘条发生相变的孕育期最短,转变速度最快,短时间内将形成较高体积分数的珠光体,且该时期形成的珠光体片层间距较小,盘条的抗拉强度也将提高,因此,降低相变前段风机风量,提高最低点温度,珠光体片层间距将得到粗化,且该段时间内形成的片层较细珠光体体积将减少,抗拉强度降低;
4)相变段温度升高,珠光体片层间距粗化,抗拉强度得以降低,但高的相变段温度会延缓珠光体的转变速度并延长转变时间,因此,相变后期应保持较低的平均冷却速度,如降低风机风量、关闭保温盖等,避免异常相变组织的产生。
以下实施例是对本发明的技术方案作进一步阐述,但绝非对本发明作任何限制。本发明提供的技术方案可在任何高速线材车间实施,以下是采用本发明生产SWRH82BCr和SWRH77BCr的实施例。
实施例1:
直径9mmSWRH82BCr盘条,要求抗拉强度为1100~1250MPa,面积收缩率大于30%。以下对比未实施和实施该发明技术方案的生产情况。
高线轧制过程中,以下技术参数保持不变:
加热炉均热段温度控制在1160~1200℃,开轧温度1030~1060℃,精轧入口段温度约950℃,斯太尔摩各段辊道速度按顺序分别为:1.025、1.176、1.294、1.410、1.340、1.340、1.139、1.139、0.911、0.874、0.836、0.962m/s,共开启前8台风机,相变开始于第5台风机前段位置,1~2、5~8台风机风量按顺序分别为19.5、19.5、10.8、10.8、8.7、8.7万m3/h。
表1为对比例1(未实施本案技术)和实施例1(实施本案技术)的技术参数差异,图1为两种技术方案的斯太尔摩在线测量峰值温度曲线图。
表1对比例1和实施例1的技术参数差异
表2为未实施和实施该发明技术方案后盘条的组织与力学性能结果
对比例1和实施例1盘条的组织与力学性能结果如表2所示,从检测结果可以看出,实施例1所获得的样品中,珠光体片层明显粗化,图2和3分别为采用对比例1和实施例1控制冷却方法后样品的扫描电镜照片,平均抗拉强度由1280.4±14.4MPa降至1210.6±12.5MPa,其他组织性能完全满足要求。
实施例2:
直径13mmSWRH77BCr盘条,要求抗拉强度为1060~1210MPa,面积收缩率大于32%。以下对比未实施和实施该发明技术方案的生产情况。
高线轧制过程中,以下技术参数保持不变:
加热炉均热段温度控制在1150~1200℃,开轧温度1020~1050℃,精轧入口段温度约950℃,斯太尔摩各段辊道速度按顺序分别为:0.900、0.990、1.094、1.176、1.209、1.229、1.139、1.128、0.901、0.832、0.816、0.833m/s,共开启前12台风机,相变开始于第7台风机前段位置,1~4、7~12台风机风量按顺序分别为19.5、19.5、18、18、16.5、16.5、13、10.8、9.3、6.2万m3/h。
表3为对比例2和实施例2的技术参数差异,图4为两种技术方案的斯太尔摩在线测量峰值温度曲线图。
表3对比例2和实施例2的技术参数差异
表4为对比例2和实施例2盘条的组织与力学性能结果
采用对比例2和实施例2方法冷却后盘条的组织与力学性能结果如表4所示,从检测结果可以看出,经实施例2方法冷却后,珠光体片层明显粗化,图5和6分别为采用对比例2和实施例2后样品的扫描电镜照片,平均抗拉强度由1243.3±18.7MPa降至1175.1±12.2MPa,其他组织性能完全满足要求。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (8)
1.一种高碳钢盘条轧后控制冷却方法,其特征在于,包括:
吐丝温度控制为850±10℃;
相变区冷却速度控制:高碳钢盘条在斯太尔摩风冷线上相变前的冷却速度为9~12.5℃/s,相变前最低点温度为640~650℃;相变段采用保温方式,控制相变段峰值温度区间在650~680℃;相变后期平均冷却速度小于3.5℃/s。
2.根据权利要求1所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:斯太尔摩风冷线上盘条相变前的两台风机风量为10~14.5万m3/h。
3.根据权利要求1所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:斯太尔摩风冷线上各段辊道的速度为0.7~1.5m/s。
4.根据权利要求1所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:斯太尔摩风冷线上盘条搭接位置温度波动控制在±20℃。
5.根据权利要求1所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:在所述相变后期,盘条温度降至600~610℃时,关闭随后的保温盖。
6.根据权利要求1所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:所述高碳钢盘条中,Cr的质量百分比为0.30~0.36%。
7.根据权利要求6所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:所述高碳钢盘条中,C的质量百分比为0.70~0.90%,Si的质量百分比为0.10~0.35%,Mn的质量百分比为0.40~0.85%。
8.根据权利要求6所述的高碳钢盘条轧后制冷却方法,其特征在于:所述高碳钢盘条为SWRH82BCr或SWRH77BCr。
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