CN105779725B - 一种消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法，包括钢坯加热段温度为930‑970℃、均热段温度1040‑1070℃，均热时间≤0.5小时。开轧温度930‑960℃，精轧前后水箱采用1组顺向气冷、8‑12组水冷及3组逆向气冷，空气喷嘴压力0.07‑0.40MPa，水喷嘴压力0.55‑0.70MPa，精轧入口温度935‑965℃，精轧前1‑2#水箱流量1000‑1600l/min；精轧后1#水箱流量600‑800l/min，3#水箱流量500‑700l/min，5#水箱流量400‑600l/min，2#和4#水箱关闭，吐丝温度915‑935℃。

Description

一种消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法。
背景技术
低碳钢盘条表面组织常规轧制容易形成细晶层，会导致表面组织偏硬，而且内外组织粗细差异容易导致变形不一致，不利于拉拔或冷镦，在拉拔时会发生加工硬化，表面细晶区会产生较大的应力，导致进一步拉拔的协调变形能力差，增加拉拔过程的断丝率；对于冷镦用途的低碳钢，经拉拔之后由盘条产生的组织不均匀也会遗传到金属成品，热处理也难以消除。
拉丝过程往往要求节能环保、高效等，一些拉丝过程往往希望不再经过退火，而组织不均带来的负面影响较为严重，一些盘条往往需要拉至很细的规格如0.75mm以下，每断丝一次往往延误0.5小时以上的时间，因此拉丝过程要求断丝率低，高质量的低碳钢拉丝的断丝率希望达到不超过0.5次/吨的目标，而常规轧制工艺往往存在表面细晶粒，造成的组织不均匀增加了拉拔过程的断丝频率，因此消除盘条表面产生的细晶尤为重要。
在盘条轧制过程中，由于常规上采用的加热和轧制工艺往往忽略一些表面和心部的组织差异，而且盘条常采用水箱喷水控制温度，水箱水流量的大小、水阀开口度、水压力调节往往只注重降温作用，这样不能保证组织的均一性，容易造成表面温度过低，并且在盘条表面形成细晶粒层，而中心由于变形升温而造成非表层组织形成偏大的晶粒，形成表里不均匀的组织，这样将对拉拔性能产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制轧制控制冷却的工艺方法，消除低碳低碳钢的表面细晶，提高组织均匀度，提高拉拔性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法，包括：
(1)加热炉钢坯加热段温度控制在930-970℃，均热段温度控制在1040-1070℃，加热段与均热段温差≥50℃，均热时间≤0.5小时；
(2)开轧温度930-960℃，精轧温度入口935-965℃，吐丝温度915-935℃；
(3)精轧前后水箱按轧制方向采用1组顺向气冷喷嘴、8-12组水冷喷嘴与3组逆向气冷喷嘴，逆向喷嘴之间相距0.5m。气冷喷嘴压力0.07-0.40MPa，水冷喷嘴水压0.50-0.80MPa，精轧前1-2#水箱流量1000-1600l/min，阀门开度25-35％；精轧后1#水箱流量600-800l/min，阀门开度20-25％，3#水箱流量500-700l/min，阀门开度15-20％；5#水箱400-600l/min，阀门开度10-15％，2#和4#水箱关闭。
进一步，所述的消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法在吐丝后辊速为0.15-0.25m/s。
与现有技术相比较，采用本发明的技术手段，至少具有如下有益效果：加热段与均热段温差较常规轧制增大，为≥50℃，均热时间缩短为≤0.5h，由于加热喷嘴从表面开始加热进而扩散到中心，再进行均匀化，采用本技术手段使表面的温度略高于内层，使表面形成略粗的晶粒，在轧制时一定程度抵消低温减小晶粒尺寸的效应，缩小表面和中心的再结晶形成的晶粒尺寸差距；而且开轧温度及精轧温度范围缩小在30℃以下；本技术手段水箱不仅采用水压、水阀开度、水流量的合理匹配，而且在水箱结尾处采用了3组相距0.5m的空气逆向冷却喷嘴替换了普通轧制的逆向水冷喷嘴，在形成了一个温降缓冲区，不仅能消除表面残留水，又达到了与前方水冷相匹配的冷却效果，避免了表面温度的急剧下降。并且精轧后只采用1、3、5#水箱，替换常规的5组水箱同时采用的方案，有利于温度迅速回升及盘条温度均匀化。通过几种技术手段和方法结合的方式，进行调试匹配，使得进精轧机和出精轧机的盘条组织内外非常均匀，大小一致。吐丝后辊速控制在0.15-0.25m/s范围，可以使盘条各点冷速最为接近，冷却极为均匀。
与以往轧制方案相比，本技术方案可以消除表面细晶粒，提高表面晶粒度的同时并不减小心部的晶粒度大小，提高了组织的均匀性，提高了盘条综合的力学性能伸长率和面缩率，降低了拉拔应力，降低了拉拔断丝率，提高了生产效率、而且生产因为断丝率高，常采用热处理方法降低应力，可用本发明的方法，盘条可以直接拉至0.75mm以下，断丝率为0.3次/吨以下，可以提高生产效率，减免热处理过程，也可以降低表面硬度，减少冷镦开裂率，提高了深加工性能。
附图说明：
图1为实例1中的低碳钢组织；
图2为实例2中的低碳钢组织；
图3为对比实施例表面细晶组织。
具体实施方式
下面用实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在权利要求书的范围内。
实施例1
本实施例中的低碳钢的重量百份比组分如表1所示，低碳钢钢坯加热段温度为950℃，均热段达到1050℃，均热时间25min，开轧温度为958℃，精轧温度入口945℃，水箱按轧制方向采用1组顺向气冷喷嘴、9组水冷喷嘴与3组逆向气冷喷嘴，逆向喷嘴之间相距0.5m，精轧前后水冷喷嘴水压0.50MPa，气冷喷嘴压力0.30MPa，精轧前1#水箱流量1200/min，阀门开度26％，2#水箱流量1150l/min，阀门开度25％；精轧后1#水箱流量785l/min，阀门开度24％，3#水箱流量683l/min，阀门开度19％；5#水箱512l/min，阀门开度13％，2#和4#关闭。水冷后吐丝温度916℃，终轧速度为106m/s，辊速0.2m/s。盘条表面细晶得到消除，组织均匀一致，如图1所示，力学性能指标和拉拔性能较优，如表2所示。
实施例2
本实施例中的低碳钢的重量百份比组分如表1所示，低碳钢钢坯加热段温度为945℃，均热段达到1060℃，均热时间27min，开轧温度为945℃，精轧温度入口942℃，水箱按轧制方向采用1组顺向气冷喷嘴、9组水冷喷嘴与3组逆向气冷喷嘴，逆向喷嘴之间相距0.5m，精轧前后水冷喷嘴水压0.50MPa，气冷喷嘴压力0.30MPa，精轧前1#水箱流量1170l/min，阀门开度26％，2#水箱流量1080l/min，阀门开度25％；精轧后1#水箱流量7921/min，阀门开度25％，3#水箱流量696l/min，阀门开度20％；5#水箱530l/min，阀门开度13％，2#和4#关闭。水冷后吐丝温度922℃，辊速0.18m/s，终轧速度为105m/s。表面细晶得到消除，如图2所示，力学性能指标和拉拔性能较优，如表2所示。
对比实施例
对比实施例的加热段温度1060、均热段温度为1086℃，均热段加热时间60min，开轧温度985℃，进精轧温度967℃，精轧前后水箱沿轧制方向采用1个顺向水冷喷嘴、多组水冷喷嘴、3个逆向水冷喷嘴。精轧前后水冷压力0.5-0.8MPa，精轧前1#水箱流量1602l/min，阀门开度35％，2#水箱流量792l/min，阀门开度25％，精轧后1#水箱流量295l/min，阀门开度8％，2#水箱306l/min，阀门开度9％，3#水箱610l/min，阀门开度14％，4#水箱311l/min，阀门开度8％，5#水箱289l/min，阀门开度8％。水冷后吐丝温度900℃，辊速0.35m/s，终轧速度为110m/s，表面存在细晶，如图3所示，力学性能和拉拔性能欠佳，如表2所示。
表1化学成分(wt.％)
成分 C Si Mn P S Cr Ni Cu Al Ti B Fe
实施例1 0.05 0.05 0.27 0.016 0.005 0.01 0.02 0.04 0.005 0.0008 0.0042 余量
实施例2 0.06 0.07 0.30 0.008 0.008 0.02 0.02 0.01 0.003 0.0005 0.0045 余量
对比实施例 0.05 0.08 0.25 0.010 0.003 0.01 0.01 0.02 0.005 0.0009 0.0049 余量
表2部分参数及性能
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法，其特征在于：
(1)加热炉钢坯加热段温度控制在930-970℃，均热段温度控制在1040-1070℃，加热段与均热段温差≥50℃，均热时间≤0.5小时；
(2)开轧温度930-960℃，精轧温度入口935-965℃，吐丝温度915-935℃；
(3)精轧前后水箱按轧制方向采用1组顺向气冷喷嘴、8-12组水冷喷嘴与3组逆向气冷喷嘴，逆向喷嘴之间相距0.5m；气冷喷嘴压力0.07-0.40MPa，水冷喷嘴水压0.50-0.80MPa，精轧前1-2#水箱流量1000-1600l/min，阀门开度25-35％；精轧后1#水箱流量600-800l/min，阀门开度20-25％，3#水箱流量500-700l/min，阀门开度15-20％；5#水箱400-600l/min，阀门开度10-15％，2#和4#水箱关闭。
2.根据权利要求1所述的消除低碳钢表面细晶粒的盘条轧制方法，其特征在于：所述盘条轧制方法在吐丝后辊速为0.15-0.25m/s。
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