CN105420601A - 一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法 - Google Patents

一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其步骤包括加热，除鳞，粗轧，预精轧，精轧，吐丝，控冷，冷却，运输。通过轧制温度控制、轧机冷却水的控制、风量的控制和保温措施等方法来降低焊接用钢的强度、提高塑性，有效的改善了拉拔加工过程中不良现象的发生。

Description

一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法
技术领域
本发明属于焊接用钢生产领域，尤其涉及一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法。
背景技术
低碳合金焊接用钢的冶炼工艺及轧制工艺逐步走向成熟阶段，但是因市场剩余价值竞争的需求，对加工材的拉拔要求越来越高。以往的拉拔材在加工过程中都需要经过几道退火工艺来消除加工应力，近来为了降低加工成本，绝大多数用户都取消了退火环节，直接连续拉拔几个道次后成型，钢材在拉拔加工中要承受较严重的变形(加工硬化)。在拉拔过程中，表层金属变形大，心部金属变形小，当拉拔变形到一定程度，超过材料的强度极限时，只能以形成裂纹或其它形式来达到力的平衡和顺应速度场的变化。对于含有合金的高强度拉拔加工材而言，因合金的加入，要承受更大的拉拔变形，变形量达到极限后出现不同程度的破损现象、不同形状的缺陷(如杯锥状断口，材料明显脆性化等等)。最终导致加工过程中出现拉拔断裂、表面裂纹等，即使最终成型，因脆化严重，根本无法使用。因此对焊接用钢的性能要求进一步提升。
传统的轧制工艺所生产的这种合金焊接用钢，因强度和塑性不能满足用户需求，导致用户在无退火情况下进行冷拉拔加工时，出现比较严重的裂纹和断裂现象。
专利申请号为201310126524.0公开了一种焊接用钢及其冶炼方法，用该焊接用钢制成的焊丝焊接减轻焊缝不均，表面不平，填充不致密的缺陷，但对钢种的强度不做要求。专利申请号为201510324815.X公开了一种建筑网格用钢盘条及其制备方法，该制备方法制得的用钢盘条化学成分简单，抗拉强度低，但是延伸率最高为29.1％，塑性不高。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的在于：通过轧制温度控制、轧机冷却水的控制、风量的控制和保温措施等方法来降低焊接用钢的强度、提高焊接用钢的延伸率，提高塑性，有效的改善了拉拔加工过程中不良现象的发生。
本发明采用的技术方案是：一种高塑性焊接用钢的生产方法，具体步骤如下：
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：≤0.08％、Si：≤0.15％、Mn：1.60～1.70％、P：≤0.012％、S：≤0.003％、O：≤0.0025％、N≤0.0070％、Mo：0.30～0.40％、Ni：0.20～0.30％、Ti：0.04～0.08％、B：0.004～0.008％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为500～600℃，加热段温度为1010～1100℃，均热段温度为1080～1160℃，加热时间为90～120min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力≥13MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，粗轧开轧温度为950～1020℃；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.0～1.2MPa，冷却水的流速为50～80m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行精轧得到线材，精轧中采用水冷装置的水压为1.0～1.4MPa，冷却水的流速：120～160m3/h，
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为910～930℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺，具体工艺参数为：辊道全长为80.325～90.465m，辊道速度控制在0.35～0.50m/s，风机总风量为10～14×104m3/h，风机开启度为10％～30％，保温盖开启数量为24～28。
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
优选地，所述控冷工序中斯太尔摩控冷工艺的辊道全长为84.645m，风机总风量为12×104m3/h。
优选地，所述步骤(5)与步骤(6)之间还具有水冷步骤，需控制轧件入精轧的温度为900～960℃。
优选地，所述步骤(4)、(5)、(6)均采用27架轧机进行轧制。
本发明取得的有益效果是：
(1)本发明生产成本低，节约能源；
(2)本发明提供的工艺线路简单，可操作性强，易于控制；
(3)采用本发明的工艺方法生产出的这种高塑性焊接用钢盘条抗拉强度降低了90～130MPa，延伸率提高了10％～20％，断面收缩率提高了17％～25.5％；
(4)本发明生产的高塑性焊接盘条，用户冷拔加工时，无需退火，连续拉拔十多个道次，直接成型，有效降低成本400～500元/吨。
具体实施方式
实施例1
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：0.08％、Si：0.15％、Mn：1.60％、P：0.012％、S：0.003％、O：0.0025％、N：0.007％、Mo：0.30％、Ni：0.20％、Ti：0.04％、B：0.004％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为500℃，加热段温度为1010℃，均热段温度为1080℃，加热时间为90min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力为13MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，粗轧开轧温度为950℃，采用27架轧机粗轧；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，采用27架轧机预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.0MPa，冷却水的流速为50m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行水冷处理，控制入精轧温度为900℃，精轧工序采用27架轧机精轧，精轧中采用水冷装置的水压为1.0MPa，冷却水的流速为120m3/h，精轧处理后得到线材；
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为910℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺，具体工艺参数为：辊道全长为80.325m，辊道速度控制在0.35m/s，风机总风量为10×104m3/h，风机开启度为10％，保温盖开启数量为28个；
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
采用本发明一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，成品性能检测结果为：抗拉强度：715Mpa；延伸率：26.5％；断面收缩率：60.5％。
实施例2
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：0.05％、Si：0.05％、Mn：1.65％、P：0.01％、S：0.002％、O：0.0015％、N：0.006％、Mo：0.35％、Ni：0.25％、Ti：0.06％、B：0.006％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为600℃，加热段温度为1100℃，均热段温度为1160℃，加热时间为120min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力为15MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，采用27架轧机粗轧，粗轧开轧温度为965℃；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，采用27架轧机预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.0MPa，冷却水的流速为55m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行水冷处理，控制入精轧温度为920℃，精轧工序采用27架轧机精轧，精轧中采用水冷装置的水压为1.1MPa，冷却水的流速为130m3/h，精轧处理后得到线材；
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为915℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺，具体工艺参数为：辊道全长为84.645m，辊道速度控制在0.40m/s，风机总风量为12×104m3/h，风机开启度为15％，保温盖开启数量为27个；
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
采用本发明一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，成品性能检测结果为：抗拉强度为705Mpa；延伸率：28.0％；断面收缩率：62.5％。
实施例3
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：0.04％、Si：0.1％、Mn：1.61％、P：0.008％、S：0.001％、O：0.001％、N：0.005％、Mo：0.38％、Ni：0.23％、Ti：0.07％、B：0.007％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为560℃，加热段温度为1080℃，均热段温度为1100℃，加热时间为100min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力为18MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，采用27架轧机粗轧，粗轧开轧温度为975℃；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，采用27架轧机预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.1MPa，冷却水的流速为60m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行水冷处理，控制入精轧温度为930℃，精轧工序采用27架轧机精轧，精轧中采用水冷装置的水压为1.2MPa，冷却水的流速为140m3/h，精轧处理后得到线材；
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为920℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺，具体工艺参数为：辊道全长为88.725m，辊道速度控制在0.50m/s，风机总风量为14×104m3/h，风机开启度为20％，保温盖开启数量为26个；
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
采用本发明一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，成品性能检测结果为：抗拉强度：685Mpa；延伸率：34.5％；断面收缩率：67.0％。
实施例4
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：0.02％、Si：0.08％、Mn：1.70％、P：0.011％、S：0.0015％、O：0.0018％、N：0.004％、Mo：0.36％、Ni：0.30％、Ti：0.08％、B：0.008％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为600℃，加热段温度为1050℃，均热段温度为1150℃，加热时间为115min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力为16MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，采用27架轧机粗轧，粗轧开轧温度为998℃；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，采用27架轧机预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.15MPa，冷却水的流速为70m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行水冷处理，控制入精轧温度为950℃，精轧工序采用27架轧机精轧，精轧中采用水冷装置的水压为1.3MPa，冷却水的流速为150m3/h，精轧处理后得到线材；
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为920℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺，具体工艺参数为：辊道全长为90.465m，辊道速度控制在0.48m/s，风机总风量为12×104m3/h，风机开启度为25％，保温盖开启数量为25个；
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
采用本发明一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，成品性能检测结果为：抗拉强度：710Mpa；延伸率：32％；断面收缩率：64.5％。
实施例5
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：0.01％、Si：0.05％、Mn：1.63％、P：0.008％、S：0.001％、O：0.001％、N：0.003％、Mo：0.4％、Ni：0.21％、Ti：0.07％、B：0.007％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为570℃，加热段温度为1080℃，均热段温度为1135℃，加热时间为110min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力为18MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，采用27架轧机粗轧，粗轧开轧温度为1020℃；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，采用27架轧机预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.2MPa，冷却水的流速为80m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行水冷处理，控制入精轧温度为960℃，精轧工序采用27架轧机精轧，精轧中采用水冷装置的水压为1.4MPa，冷却水的流速为160m3/h，精轧处理后得到线材；
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为930℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺，具体工艺参数为：辊道全长为85.645m，辊道速度控制在0.4m/s，风机总风量为13×104m3/h，风机开启度为30％，保温盖开启数量为24个；
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
采用本发明一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，成品性能检测结果为：抗拉强度：725Mpa；延伸率：24.5％；断面收缩率：58.5％。
将本发明生产出的钢与现有工艺方法生产的钢的力学性能差异汇集于下表1，可以看出，本发明方法生产的钢种与现有工艺方法生产的钢种相比较，有效降低了抗拉强度，提高了塑性。
表1：发明方法与现有工艺力学性能的对比

Claims (6)

1.一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)选取铸坯：铸坯成分质量百分比为C：≤0.08％、Si：≤0.15％、Mn：1.60～1.70％、P：≤0.012％、S：≤0.003％、O：≤0.0025％、N≤0.0070％、Mo：0.30～0.40％、Ni：0.20～0.30％、Ti：0.04～0.08％、B：0.004～0.008％，其余为铁和不可避免的杂质；
(2)加热：铸坯进入加热炉进行加热，加热时间为90～120min；
(3)除鳞：对出炉后的铸坯除鳞处理，除鳞水的压力≥13MPa；
(4)粗轧：对除鳞后的铸坯进行粗轧得到钢棒，粗轧开轧温度为950～1020℃；
(5)预精轧：粗轧后对钢棒进行预精轧，预精轧中采用的水冷装置的水压为1.0～1.2MPa，冷却水的流速为50～80m3/h；
(6)精轧：预精轧后对钢棒进行精轧得到线材，精轧中采用水冷装置的水压为1.0～1.4MPa，冷却水的流速为：120～160m3/h；
(7)吐丝：精轧后线材进行吐丝工序得到线材盘条，吐丝温度为910～930℃；
(8)控冷：将吐丝后的盘条采用斯太尔摩控冷工艺；
(9)冷却：经过控冷工艺后的盘条采用堆垛冷却至室温；
(10)运输：冷却后的盘条后采用P/F线运输。
2.根据权利要求1所述一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤(8)中斯太尔摩控冷工艺采用延迟型风冷方式，具体工艺参数为：辊道全长为80.325～90.465m，辊道速度控制在0.35～0.50m/s，风机总风量为10～14×104m3/h，风机开启度为10％～30％，保温盖开启数量为24～28。
3.根据权利要求1所述一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中加热炉采用步进梁式加热炉，预热段温度为500～600℃，加热段温度为1010～1100℃，均热段温度为1080～1160℃。
4.根据权利要求1所述一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤(4)、(5)、(6)中均采用27架轧机进行轧制。
5.根据权利要求1所述一种高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤(5)与步骤(6)之间还具有水冷步骤，需控制轧件入精轧的温度为900～960℃。
6.根据权利要求2所述的高塑性焊接用钢盘条的生产方法，其特征在于：所述斯太尔摩控冷工艺辊道全长为84.645m，风机总风量为12×104m3/h。
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