CN110947758A - 高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法 - Google Patents

高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法，其包括加热、轧制和冷却工序，所述加热工序：加热段温度为1090～1120℃，均热段温度为1030～1070℃，在炉时间为130min～140min；所述轧制工序：粗轧开轧温度980～1020℃，进精轧温度960～980℃，吐丝温度840～860℃；所述冷却工序：轧后线材采用摩根五代斯太尔摩风冷线进行冷却；所述斯太尔摩风冷线共有12段风冷辊道，1～12段风冷辊道的速度范围为0.40m/s～0.72m/s。本方法有效地减薄了氧化铁皮的厚度，提高了金属收得率；同时提高了FeO在氧化铁皮中的比例，降低了后续酸洗的耗酸量。

Description

高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法
技术领域
本发明涉及一种轧钢生产方法，尤其是一种高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法。
背景技术
SWRH82B盘条主要用于拉拔加工，生产预应力钢绞线和预应力钢丝等产品，由于终端产品多用于高楼、桥梁、公路、高铁等重、特、大项目，所以对产品质量要求非常高。
在拉拔加工前，必须对盘条表面氧化铁皮进行去除，然后再采用磷化等表面预处理。盘条氧化铁皮的去除通常采用酸洗或者免酸洗机械弯曲等方法。在拉拔前去除氧化铁皮必然会引起金属收得率的降低，而且单位体积氧化铁皮含量越大，金属收得率越低。为此，降低盘条表面氧化铁皮损耗成了行业界广泛关注的一个焦点。
在采取酸洗方法去除氧化铁皮过程中，耗酸量是一个非常重要的指标，降低耗酸量不仅有利于降低深加工成本，而且也有利于环保。通常情况下，SWRH82B盘条表面氧化铁皮结构以Fe3O4和FeO为主，采用盐酸进行酸洗，耗酸量如下方程式（1）和（2）所示。
FeO+2HCl=FeCl2+H2O （1）
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O （2）
从方程式可知FeO的耗酸量是Fe3O4的耗酸量的1/3，因此，在氧化铁皮整体厚度不变或者减薄的前提下，提高FeO在氧化铁皮中的比例，有利于降低酸洗耗酸量。因此，如何提高FeO在氧化铁皮中的比例同样是本领域的要解决的问题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法，以有效的改善盘条表面氧化铁皮。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括加热、轧制和冷却工序，所述加热工序：加热段温度为1090～1120℃，均热段温度为1030～1070℃，在炉时间为130min～140min；
所述轧制工序：粗轧开轧温度980～1020℃，进精轧温度960～980℃，吐丝温度840～860℃；
所述冷却工序：轧后线材采用摩根五代斯太尔摩风冷线进行冷却；所述斯太尔摩风冷线共有12段风冷辊道，1～12段风冷辊道的速度范围为0.40m/s～0.72m/s。
本发明所述冷却工序中，斯太尔摩风冷线共有14台风机，1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
本发明所述高碳钢盘条为SWRH82B盘条。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明通过控制加热工艺、开轧温度、进精轧机温度和吐丝温度，达到整体降低轧制过程中体系的温度，降低氧化速率，来控制氧化铁皮厚度，提高金属收得率。
（2）本发明通过控制风机风量和风冷辊道速度，实现盘条在相变前快冷，控制氧化铁皮在冷却过程中的生成量。通过盘条相变后控制氧化铁皮共析转变，有效地控制了氧化铁皮结构中FeO所占比例。
（3）通过本发明的工艺调整，高碳钢SWRH82B盘条氧化铁皮平均厚度由之前的21.45μm降低至7.75～10.45μm，氧化铁皮中Fe3O4比例由17.72%提高到37.50%～40.10%；损耗由原来的每吨盘条10～12kg，降低至每吨盘条8～9kg，提高了每吨盘条1～4kg的金属收得。本发明有效地减薄了氧化铁皮的厚度，提高了金属收得率；同时提高了FeO在氧化铁皮中的比例，降低了后续酸洗的耗酸量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是常规工艺所得盘条表面氧化铁皮的示意图；
图2是本发明实施例1所得盘条表面氧化铁皮的示意图；
图3是本发明实施例2所得盘条表面氧化铁皮的示意图；
图4是本发明实施例3所得盘条表面氧化铁皮的示意图。
具体实施方式
本高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法采用下述工艺：（1）将150×150×12000mm3钢坯在双蓄热式加热炉中进行加热，控制加热段温度为1090～1120℃，均热段温度为1030～1070℃，在炉时间为130min～140min。
所述钢为SWRH82B钢，其成分范围要求为（wt）：C 0.79%～0.86%、Si 0.15%～0.35%、Mn 0.60%～0.90%、P≤0.025%、S≤0.025%、Cr 0.15%～0.35%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（2）将高压水除鳞后的钢坯进行轧制，粗轧开轧温度980～1020℃，进精轧温度960～980℃，吐丝温度840～860℃。
（3）冷却工序：轧后线材采用摩根五代带有佳灵系统的斯泰尔摩标准型风冷线进行冷却，风冷线全长104米，所述斯太尔摩风冷线共有12段风冷辊道；1～12段风冷辊道的速度范围为0.40m/s～0.72m/s；斯太尔摩风冷线共有14台风机，1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h。其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
实施例1：本高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法如下所述。
（1）将150×150×12000mm3钢坯在双蓄热式加热炉中进行加热，控制加热段温度1093～1114℃，均热段温度1030～1050℃，钢坯在加热炉中加热总时间135min。
（2）将高压水除鳞后的钢坯进行轧制，开轧温度985～1017℃；实现轧件进精轧机温度965～977℃；轧件吐丝温度842～851℃。
（3）采用摩根五代带有佳灵系统的斯泰尔摩标准型风冷线进行冷却；1～12段风冷辊道的速度范围为0.50m/s～0.65m/s；1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
（4）所得高碳钢SWRH82B盘条表面氧化铁厚度如图2所示。氧化铁皮结构以Fe3O4和FeO为主；氧化铁皮的厚度为9.88～10.40μm、平均厚度为10.14μm，Fe3O4厚度为4.37～3.76μm、平均厚度为4.065μm，Fe3O4在氧化铁皮中的比例为40.10%。
实施例2：本高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法如下所述。
（1）将150×150×12000mm3钢坯在双蓄热式加热炉中进行加热，控制加热段温度1098～1112℃，均热段温度1040～1070℃，钢坯在加热炉中加热总时间140min。
（2）将高压水除鳞后的钢坯进行轧制，开轧温度983～1010℃；实现轧件进精轧机温度968～979℃；轧件吐丝温度845～857℃。
（3）采用摩根五代带有佳灵系统的斯泰尔摩标准型风冷线进行冷却；1～12段风冷辊道的速度范围为0.40m/s～0.60m/s；1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
（4）所得高碳钢SWRH82B盘条表面氧化铁厚度如图3所示。氧化铁皮结构以Fe3O4和FeO为主；氧化铁皮的厚度为9.00～10.50μm、平均厚度为9.75μm，Fe3O4厚度为3.97～3.35μm、平均厚度为3.66μm，Fe3O4比例为37.5%。
实施例3：本高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法如下所述。
（1）将150×150×12000mm3钢坯在双蓄热式加热炉中进行加热，控制加热段温度1099～1118℃，均热段温度1038～1064℃，钢坯在加热炉中加热总时间130min。
（2）将高压水除鳞后的钢坯进行轧制，开轧温度988～1016℃；实现轧件进精轧机温度963～979℃；实现轧件吐丝温度848～860℃。
（3）采用摩根五代带有佳灵系统的斯泰尔摩标准型风冷线进行冷却；1～12段风冷辊道的速度范围为0.45m/s～0.70m/s；1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
（4）所得高碳钢SWRH82B盘条表面氧化铁厚度如图4所示。氧化铁皮结构以Fe3O4和FeO为主；氧化铁皮的厚度为7.83～7.67μm、平均厚度为7.75μm，Fe3O4厚度为3.10～2.80μm、平均厚度为2.95μm，Fe3O4比例为38.1%。
实施例4：本高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法如下所述。
（1）将150×150×12000mm3钢坯在双蓄热式加热炉中进行加热，控制加热段温度1090～1100℃，均热段温度1030～1040℃，钢坯在加热炉中加热总时间135min。
（2）将高压水除鳞后的钢坯进行轧制，开轧温度980～990℃；实现轧件进精轧机温度960～970℃；轧件吐丝温度840～850℃。
（3）采用摩根五代带有佳灵系统的斯泰尔摩标准型风冷线进行冷却；1～12段风冷辊道的速度范围为0.60m/s～0.72m/s；1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
（4）所得高碳钢SWRH82B盘条表面氧化铁氧化铁皮结构以Fe3O4和FeO为主；氧化铁皮的厚度为10.1～10.8μm、平均厚度为10.45μm，Fe3O4厚度为4.10～3.88μm、平均厚度为3.99μm，Fe3O4比例为38.2%。
实施例5：本高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法如下所述。
（1）将150×150×12000mm3钢坯在双蓄热式加热炉中进行加热，控制加热段温度1110～1120℃，均热段温度1060～1070℃，钢坯在加热炉中加热总时间132min。
（2）将高压水除鳞后的钢坯进行轧制，开轧温度1010～1020℃；实现轧件进精轧机温度970～980℃；实现轧件吐丝温度850～860℃。
（3）采用摩根五代带有佳灵系统的斯泰尔摩标准型风冷线进行冷却；1～12段风冷辊道的速度范围为0.45m/s～0.65m/s；1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
（4）所得高碳钢SWRH82B盘条表面氧化铁结构以Fe3O4和FeO为主；氧化铁皮的厚度为9.32～9.54μm、平均厚度为9.43μm，Fe3O4厚度为3.63～3.78μm、平均厚度为3.705μm，Fe3O4比例为39.3。
对比案例：随机抽取调整工艺前、采用常规工艺生产的SWRH82B盘条，其表面氧化铁皮的厚度的照片如图1所示。由图1所示，在常规工艺条件下，氧化铁皮结构以Fe3O4和FeO为主；氧化铁皮的厚度为19.59～24.67μm、平均厚度为24.45μm，Fe3O4厚度为3.17～4.44μm、平均厚度为3.8μm，Fe3O4比例为17.72%。

Claims (3)

1.一种高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法，其包括加热、轧制和冷却工序，其特征在于，所述加热工序：加热段温度为1090～1120℃，均热段温度为1030～1070℃，在炉时间为130min～140min；
所述轧制工序：粗轧开轧温度980～1020℃，进精轧温度960～980℃，吐丝温度840～860℃；
所述冷却工序：轧后线材采用摩根五代斯太尔摩风冷线进行冷却；所述斯太尔摩风冷线共有12段风冷辊道，1～12段风冷辊道的速度范围为0.40m/s～0.72m/s。
2.根据权利要求1所述的高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法，其特征在于：所述冷却工序中，斯太尔摩风冷线共有14台风机，1#～4#风机额定风量200000m3/h，5#～14#风机额定风量154700m3/h；其中1#～10#风机风量开100%、11#～12#风机风量开50%、13#～14#风机关闭。
3.根据权利要求1或2所述的高碳钢盘条表面氧化铁皮厚度与结构的控制方法，其特征在于，所述高碳钢盘条为SWRH82B盘条。
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