CN110438411A - 一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法 - Google Patents

一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法，该盘条成分及质量百分比为：C 0.58～0.68％，Si 0.15～0.25％，Mn 0.40～0.60％，P≤0.010％，S≤0.010％，N≤0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明采用免除再结晶退火工序生产压扁钢丝用盘条，为线材制品行业提供了一种压扁钢丝专用盘条，该盘条具有钢质纯净度高、成分和组织均匀的特点，为压扁钢丝免除再结晶退火工序提供了良好的塑、韧性，具有显著的社会和经济效益。

Description

一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁材料生产技术领域，具体是指一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法。
背景技术
压扁钢丝在工业生产中有着极其广泛的用途，如定时器发条、汽车雨刮器骨架、纺织行业的针布齿条、钢筘等。压扁钢丝是将盘条拉拔到一定尺寸规格的圆截面钢丝采用平辊轧制成扁状钢线，其宽厚比大、精度高。
压扁钢丝一般的生产工艺是：热轧盘条冷拉到规定尺寸→再结晶退火软化→平辊轧制→热处理强化。整个工艺过程要经过两次热处理，生产效率低，生产成本高，而且经过再结晶退火处理后，冷拔过程产生的加工硬化效果完全消失，产品的最终力学性能受制于热处理强化效果影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法，通过控制P、S、N等元素含量提高钢质的纯净度，调整连铸和轧制工艺降低成分和组织偏析，提高盘条的塑韧性，达到冷拉钢丝不经再结晶退火而直接压扁成型的目的。采用该专用盘条生产压扁钢丝，可以省略再结晶退火热处理，提高生产效率低，降低生产成本，提高产品的最终力学性能。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条，其成分及质量百分比为：C0.58～0.68％，Si 0.15～0.25％，Mn 0.40～0.60％，P≤0.010％，S≤0.010％，N≤0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质。
作为优选方案，盘条中各组分的重量百分比为：C 0.63％，Si 0.20％，Mn0.50％，P0.005％，S 0.003％，N 0.0027％，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明还包括上述免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条的生产方法，包括成分控制、连铸工艺控制和轧制工艺控制三个步骤：
1)成分控制
按盘条中成分的重量百分比配料；
2)连铸工艺控制
连铸工艺：①高炉铁水→②铁水脱硫→③转炉冶炼→④吹氩→⑤LF精炼→⑥VD脱气→⑦连铸，其中，在转炉冶炼步骤中出钢温度1660～1680℃，出钢碳含量≤0.20％；在连铸步骤中连铸中包钢水过热度为20～30℃，拉速为1.10～1.40m/min，结晶器采用电磁搅拌，连铸采用轻压下，总压下量为10～15mm；
3)轧制工艺控制
轧制工艺：①铸坯清理→②方坯加热→③高线轧制→④斯太尔摩控冷→⑤集卷→⑥P/F线运输→⑦打捆；其中，在高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1020～1080℃，轧制规格为φ5.5～6.5mm；在斯太尔摩控冷步骤中，斯太尔摩风机入口的辊道速度为0.70～0.90m/s，调节风机风量保证盘条以15-18℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以不超过10℃/s的冷却速度继续降温。
作为优选方案，步骤2)在转炉冶炼步骤中出钢碳含量为0.12％以下；在连铸步骤中连铸中包钢水过热度为25℃，拉速为1.30m/min，电磁搅拌参数中包括330A的搅拌电流和3.0Hz的工作频率，连铸总压下量为12mm。连铸坯断面尺寸为200×200mm2。采用吹氩、LF精炼、VD脱气等精炼工艺可以调整并均匀钢中的化学成分，最大限度地减少夹杂和气体含量。
作为优选方案，步骤3)在高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1050℃，轧制规格为φ5.5mm；在斯太尔摩控冷步骤中，斯太尔摩风机入口的辊道速度为0.75m/s，调节风机风量保证盘条以16℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以9℃/s的冷却速度继续降温。现有技术中钢坯出炉温度为950-1000℃，本发明提高高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度能够使钢坯化学成分更均匀，提高斯太尔摩风机的辊道速度可以保证盘条的通条性能，而降低中后段斯太尔摩风机风量可以保证组织转变充分，避免中心马氏体等偏析组织的产生。
与现有技术相比，本发明的制备工艺上主要在以下几个方面进行了改进：1.采用高纯净度的钢水；2.采用先进的精炼工艺，保证成分均匀，减少夹杂物和气体含量；3.提高钢坯出炉温度，调整轧制过程的冷却速度，保证盘条钢组织的均匀性。该钢的上述炼轧工艺保证了盘条具有较高的纯净度，夹杂物少、气体含量低、显微组织均匀，冷形变条件下不易造成应力局部集中，能够实现在免除再结晶退火工序的条件下仍能保证盘条各方面性能优良。
本发明的有益效果在于：
本发明采用免除再结晶退火工序生产压扁钢丝用盘条，为线材制品行业提供了一种压扁钢丝专用盘条，该盘条具有钢质纯净度高、成分和组织均匀的特点，为压扁钢丝免除再结晶退火工序提供了良好的塑、韧性，具有显著的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的盘条所生产的压扁钢丝制备的车用刹车套管照片；
图2为对比例1所制备的压扁钢丝用盘条所生产的压扁钢丝缺陷照片。
具体实施方式：
以下是结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法，其中各组分的重量百分比为：C：0.63％、Si：0.20％、Mn：0.50％、P：0.005％、S：0.003％、N：0.0027％，其余为Fe及不可避免的杂质。
上述盘条的生产方法，包括以下步骤：高炉铁水→铁水脱硫→转炉冶炼→吹氩→LF精炼→VD脱气→连铸→铸坯清理→方坯加热→高线轧制→斯太尔摩控冷→集卷→P/F线运输→打捆。其中，转炉冶炼步骤中出钢温度1660℃，出钢碳含量0.11％，采用底吹氩、LF精炼、VD脱气及软吹等精炼工艺调整并均匀钢中的化学成分，减少夹杂和气体含量；连铸步骤中连铸中包钢水过热度25℃，拉速为1.30m/min，结晶器采用电磁搅拌(搅拌电流为330A，频率为3.0Hz)，连铸采用四辊轻压下，每辊压下量分别为2.0mm、4.0mm、3.0mm和3.0mm，连铸坯断面尺寸为200×200mm2；高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1050℃，轧制规格为φ5.5mm；斯太尔摩控冷步骤中风机入口的辊道速度为0.75m/s，调节风机风量保证盘条以16℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以9℃/s的冷却速度继续降温。
本实施例得到的压扁钢丝专用盘条的抗拉强度为900MPa，断面收缩率为55％，显微组织为索氏体+少量铁素体，中心马氏体0级，奥氏体晶粒度8.5级，A、B、C、D夹杂物分别为0.5级、0级、0级、0.5级。该盘条经9道次冷拉至φ2.25mm钢丝，钢丝抗拉强度为1400MPa，断后伸长率为5.2％，扭转42次，弯曲21次，冷拉圆钢丝经平辊轧制成截面为4.0mm*1.0mm的压扁钢丝，压扁钢丝边部形态正常，表面无裂纹凹坑等缺陷。以本实施例制备的盘条所生产的压扁钢丝制备的车用刹车套管照片见图1。
实施例2：
一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条及其生产方法，其中各组分的重量百分比为：C：0.62％、Si：0.20％、Mn：0.51％、P：0.006％、S：0.003％、N：0.0028％，其余为Fe及不可避免的杂质。
上述盘条的生产方法，包括以下步骤：高炉铁水→铁水脱硫→转炉冶炼→吹氩→LF精炼→VD脱气→连铸→铸坯清理→方坯加热→高线轧制→斯太尔摩控冷→集卷→P/F线运输→打捆。其中，转炉冶炼步骤中出钢温度1660℃，出钢碳含量0.10％，采用底吹氩、LF精炼、VD脱气及软吹等精炼工艺调整并均匀钢中的化学成分，减少夹杂和气体含量；连铸步骤中连铸中包钢水过热度24℃，拉速为1.30m/min，结晶器采用电磁搅拌(搅拌电流为330A，频率为3.0Hz)，连铸采用四辊轻压下，每辊压下量分别为2.0mm、4.0mm、3.0mm和3.0mm，连铸坯断面尺寸为200×200mm2；高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1045℃，轧制规格为φ5.5mm；斯太尔摩控冷步骤中风机入口的辊道速度为0.75m/s，调节风机风量保证盘条以16℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以9℃/s的冷却速度继续降温。
本实施例得到的压扁钢丝专用盘条的抗拉强度为910MPa，断面收缩率为54％，显微组织为索氏体+少量铁素体，中心马氏体0级，奥氏体晶粒度8.5级，A、B、C、D夹杂物分别为0.5级、0级、0级、0.5级。该盘条经9道次冷拉至φ2.25mm钢丝，钢丝抗拉强度为1430MPa，断后伸长率为5.0％，扭转41次，弯曲19次，冷拉圆钢丝经平辊轧制成截面为4.0mm*1.0mm的压扁钢丝，压扁钢丝边部形态正常，表面无裂纹凹坑等缺陷。
对比例1：
压扁钢丝用盘条常规生产工艺及其方法，其中各组分的重量百分比为：C：0.58％、Si：0.25％、Mn：0.60％、P：0.009％、S：0.006％、N：0.0037％，其余为Fe及不可避免的杂质。
上述盘条的生产方法，包括以下步骤：高炉铁水→铁水脱硫→转炉冶炼→吹氩→LF精炼→VD脱气→连铸→铸坯清理→方坯加热→高线轧制→斯太尔摩控冷→集卷→P/F线运输→打捆。其中，转炉冶炼步骤中出钢温度1660℃，出钢碳含量0.07％，采用底吹氩、LF精炼及软吹等精炼工艺；连铸步骤中连铸中包钢水过热度30℃，拉速为1.30m/min，结晶器采用电磁搅拌(搅拌电流为330A，频率为3.0Hz)，连铸采用四辊压下，每辊压下量分别为3.0mm、4.0mm、4.0mm和3.0mm，连铸坯断面尺寸为200×200mm2；高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1000℃，轧制规格为φ5.5mm；斯太尔摩控冷步骤中风机入口的辊道速度为0.85m/s，盘条以17℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以10℃/s的冷却速度继续降温。
本对比例得到的压扁钢丝用盘条的抗拉强度为900MPa，断面收缩率为51％，显微组织为索氏体+少量铁素体，中心马氏体1级，奥氏体晶粒度8.0级，A、B、C、D夹杂物分别为0.5级、0.5级、1级、1级。该盘条经9道次冷拉至φ2.25mm钢丝，钢丝抗拉强度为1420MPa，断后伸长率为4.8％，扭转37次，弯曲18次，冷拉圆钢丝经平辊轧制成截面为4.0mm*1.0mm的压扁钢丝，部分压扁钢丝边部出现锯齿状开裂形态，照片见图2。

Claims (5)

1.一种免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条，其特征在于，其成分及质量百分比为：C 0.58～0.68％，Si 0.15～0.25％，Mn 0.40～0.60％，P≤0.010％，S≤0.010％，N≤0.0040％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条，其特征在于，盘条中各组分的重量百分比为：C 0.63％，Si 0.20％，Mn0.50％，P 0.005％，S 0.003％，N0.0027％，其余为Fe及不可避免的杂质。
3.一种权利要求1或2所述的免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，包括成分控制、连铸工艺控制和轧制工艺控制三个步骤：
1)成分控制
按盘条中成分的重量百分比配料；
2)连铸工艺控制
连铸工艺：①高炉铁水→②铁水脱硫→③转炉冶炼→④吹氩→⑤LF精炼→⑥VD脱气→⑦连铸，其中，在转炉冶炼步骤中出钢温度1660～1680℃，出钢碳含量≤0.20％；在连铸步骤中连铸中包钢水过热度为20～30℃，拉速为1.10～1.40m/min，结晶器采用电磁搅拌，连铸采用轻压下，总压下量为10～15mm；
3)轧制工艺控制
轧制工艺：①铸坯清理→②方坯加热→③高线轧制→④斯太尔摩控冷→⑤集卷→⑥P/F线运输→⑦打捆；其中，在高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1020～1080℃，轧制规格为φ5.5～6.5mm；在斯太尔摩控冷步骤中，斯太尔摩风机入口的辊道速度为0.70～0.90m/s，调节风机风量保证盘条以15-18℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以不超过10℃/s的冷却速度继续降温。
4.根据权利要求3所述的免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，步骤2)在转炉冶炼步骤中出钢碳含量为0.12％以下；在连铸步骤中连铸中包钢水过热度为25℃，拉速为1.30m/min，电磁搅拌参数中包括330A的搅拌电流和3.0Hz的工作频率，连铸总压下量为12mm。
5.根据权利要求3所述的免除再结晶退火工序的压扁钢丝用盘条的生产方法，其特征在于，步骤3)在高线轧制步骤中高线加热炉的钢坯出炉温度为1050℃，轧制规格为φ5.5mm；在斯太尔摩控冷步骤中，斯太尔摩风机入口的辊道速度为0.75m/s，调节风机风量保证盘条以16℃/s的冷却速度从762℃降温到727℃，然后以9℃/s的冷却速度继续降温。
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