CN112077140A - 一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，包括加热、除鳞、轧制、吐丝、风冷、集卷和打捆工序；所述除鳞工序中采用高压水除鳞，控制压力为16~20Mpa；所述吐丝工序中对形成的盘卷线圈进行摆动处理，摆动呈正弦曲线变化，控制摆动时间为1~4s，控制摆动幅度为2%~5%；所述打捆工序中，先使用5~8吨压力对盘卷进行预压紧，盘卷聚拢后再使用12~18吨压力进行正常压紧。本发明的控制方法有效降低了弹簧钢盘卷在打捆工序所产生的挤压伤，打捆挤压伤缺陷点数由平均25个/卷降至平均6个/卷，提高了用户的加工效率，降低因消除弹簧钢表面缺陷而增加的成本损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种线材弹簧钢的表面挤压伤控制方法，尤其涉及一种减少线材弹簧钢54SiCr6表面缺陷点个数的方法。
背景技术
随着乘用车不断朝轻量化的方向发展，其对各种零部件的质量要求也不断提高，特别针对汽车悬架弹簧，表面挤压伤所产生的横向挤压伤缺陷，极易造成弹簧在较短的疲劳寿命周期中断裂，对弹簧的疲劳寿命影响极大。所以进行弹簧加工前，需要对盘卷表面质量进行涡流探伤，将探测到的缺陷进行打磨处理；但当打捆挤压伤较多时，需要打磨的频次就多，增加了处理成本，并严重影响加工效率，若缺陷打磨不彻底还会带来进一步的质量隐患。此外，打捆过程中，盘卷圈与圈之间的挤压也会造成表面缺陷点个数增加，而打捆结束后大部分的缺陷点都被隐藏在内部无法被检查，严重影响弹簧钢表面质量。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种减少线材弹簧钢表面缺陷点个数并提高弹簧钢加工效率的控制方法。
技术方案：本发明的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，包括加热、除鳞、轧制、吐丝、风冷、集卷和打捆工序；所述除鳞工序中采用高压水除鳞，控制压力为16～20Mpa；所述吐丝工序中对形成的盘卷线圈进行摆动处理，摆动呈正弦曲线变化，控制摆动时间为1～4s，控制摆动幅度为2％～5％；所述打捆工序中，先使用5～8吨压力对盘卷进行预压紧，盘卷聚拢后再使用12～18吨压力进行正常压紧。
上述方案中，由于热轧钢材生产过程中，钢坯表面会产生炉生氧化铁皮，使钢材表面产生凹坑、麻点等，是影响钢材表面质量的主要原因之一。采用高压水除鳞，在水流的冲蚀和剥离及热爆效应作用下，坯料表面的鳞皮迅速从其表面脱落，可以减少线材弹簧钢表面缺陷点，优选的压力为18Mpa。对吐丝机增加摆动功能，摆动时间和摆动幅度进行调整，优选的摆动时间设定为2s，摆动幅度设定为2％，摆动幅度的百分比是相对于高度来计算，摆动幅度呈正弦曲线变化，使盘卷大小圈均匀渐变变化，增加吐丝圈型的层次变化，使圈型内外部结合紧实；减少因圈型质量参差不齐在打捆时所产生的相对滑动。在打捆操作时，打捆机托起高度要降低，先使用小压力对盘卷进行预压紧，使盘卷收拢，之后再正常压力打捆，打捆后的盘卷不倒卷，不散卷，打捆过程中也减少了打捆时圈与圈之间的相对运动，以降低圈与圈之间的挤压伤害。
进一步地，为了使盘卷整体变化均匀，保证在风冷线运输时圈型质量保持整齐，提高加工效率，将辊道速度由之前的初始段30rpm提高至40～50rpm，使盘卷均匀散布在风冷线上；跌落段辊道增速度设定为110％～130％，使盘卷运行至跌落段时不会积压，不会叉丝，保持原有圈型规律运行；为防止盘卷栽头而倾斜着下落；在鼻锥顶端远离风冷线端增加凸起翼板，对盘卷在远离风冷线端下落时先落在凸起翼板上，对远离风冷线端的盘卷下落起到一个延迟作用，使盘卷近风冷线端和远离风冷线端同时下落；对盘卷未打捆前进行喷洒防锈润滑剂，减少盘卷圈与圈之间的磨擦系数，可以进一步减少打捆时的高压压紧对圈与圈之间产生的伤害；为防止低压力打捆的材料承重变形，打捆工序后还包括对盘卷的摆放工序，盘卷单层摆放，相邻盘卷之间的间隔为30～40cm，不得相互接触，防止相互接触擦伤。
进一步地，为了进一步提高弹簧钢加工质量，所述加热工序中，控制预热段炉温为≤850℃，控制加热段炉温为930～980℃，控制均热段炉温为980～1040℃，整体加热时间为100～140min；所述轧制工序中，坯料分别经过6道次粗轧、6道次中轧、2～4道次预精轧、6～10道次精轧以及2～4道次减定径后形成线材，其中，轧制温度为920～960℃，轧制速度为24～40m/s。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著优点：本发明的控制方法有效降低了弹簧钢盘卷在打捆工序所产生的挤压伤，打捆挤压伤缺陷点数由平均25个/卷降至平均6个/卷，缺陷点数保持稳定在10个/卷的要求内，有效提高下游用户的加工效率，降低因消除弹簧钢表面缺陷而增加的成本损失。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
使用150mm*150mm*12m的弹簧钢54SiCr6坯料，对坯料抛丸、探伤后进行剥皮处理，将坯料表面缺陷和表面原始脱碳层去除干净；然后将坯料送入步进式加热炉进行加热，依次经过预热段、加热段和均热段将坯料加热到预定的温度，控制预热段炉温为820℃，加热段炉温为960℃，均热段炉温为1020℃，整体加热时间为100min；然后进行高压水除鳞，控制压力为18Mpa，将坯料在加热过程中产生的氧化铁皮去除干净；之后送入平立交替无扭轧机进行轧制，经过粗轧6道次，中轧6道次，预精轧4道次，精轧机10道次，减定径4道次，轧制成所需规格线材，控制轧制温度为930℃，轧制速度为30m/s；后将线材送进吐丝机形成一连串大直径的线圈，将吐丝机摆动时间设定2s，摆动幅度设定2％，使盘卷大小圈均匀渐变变化，增加吐丝圈型的层次变化，使圈型内外部结合紧实；然后将风冷辊道初始段的速度设置为40rpm，使盘卷均匀散布在风冷线上，设置跌落段辊道增速度设定为120％，盘卷运行至跌落段时不积压，不叉丝，保持原有圈型规律运行；风冷完成后，盘卷进入集卷装置，在集卷鼻锥结构远离风冷线端增加凸起翼板，远离风冷线端的盘卷下落时先落在凸起翼板上，起到一个延迟作用，使盘卷近风冷线端和远离风冷线端同时下落；在打捆前对盘卷喷洒润滑性聚酯液体材料，充分润滑盘卷内外圈材料，减少打捆时圈与圈相对滑动时的摩擦力；打捆时，先使用6吨压力进行预压紧，使盘卷聚拢，然后使用15吨压力进行正常打捆，打捆结束后，将盘卷在货场摆放，只允许单层摆放，不能堆积，且卷与卷之间相隔30cm，不得相互接触；物流运输时，汽车底板摆放上根据盘卷外圈直径大小定制的木架，将盘卷摆放在木架上单层装车运输。由于使用木架铺垫在汽车底板，一车只装运9件材料，对材料进行表面缺陷点个数探测，具体探测结果参见表1。
实施例2
使用150mm*150mm*12m的弹簧钢54SiCr6坯料，对坯料抛丸、探伤后进行剥皮处理，将坯料表面缺陷和表面原始脱碳层去除干净；然后将坯料送入步进式加热炉进行加热，依次经过预热段、加热段和均热段将坯料加热到预定的温度，控制预热段炉温为830℃，加热段炉温为980℃，均热段炉温为1000℃，整体加热时间为120min；然后进行高压水除鳞，控制压力为16Mpa，将坯料在加热过程中产生的氧化铁皮去除干净；之后送入平立交替无扭轧机进行轧制，经过粗轧4道次，中轧4道次，预精轧2道次，精轧机8道次，减定径2道次，轧制成所需规格线材，控制轧制温度为940℃，轧制速度为40m/s；后将线材送进吐丝机形成一连串大直径的线圈，将吐丝机摆动时间设定3s，摆动幅度设定3％，使盘卷大小圈均匀渐变变化，增加吐丝圈型的层次变化，使圈型内外部结合紧实；然后将风冷辊道初始段的速度设置为45rpm，使盘卷均匀散布在风冷线上，设置跌落段辊道增速度设定为130％，盘卷运行至跌落段时不积压，不叉丝，保持原有圈型规律运行；风冷完成后，盘卷进入集卷装置，在集卷鼻锥结构远离风冷线端增加凸起翼板，远离风冷线端的盘卷下落时先落在凸起翼板上，起到一个延迟作用，使盘卷近风冷线端和远离风冷线端同时下落；在打捆前对盘卷喷洒润滑性聚酯液体材料，充分润滑盘卷内外圈材料，减少打捆时圈与圈相对滑动时的摩擦力；打捆时，先使用7吨压力进行预压紧，使盘卷聚拢，然后使用17吨压力进行正常打捆，打捆结束后，将盘卷在货场摆放，只允许单层摆放，不能堆积，且卷与卷之间相隔35cm，不得相互接触；物流运输时，汽车底板摆放上根据盘卷外圈直径大小定制的木架，将盘卷摆放在木架上单层装车运输。对汽车运输的材料进行表面缺陷点个数探测，由于使用木架铺垫在汽车底板，一车只装运9件材料，具体探测结果参见表1。
实施例3
使用150mm*150mm*12m的弹簧钢54SiCr6坯料，对坯料抛丸、探伤后进行剥皮处理，将坯料表面缺陷和表面原始脱碳层去除干净；然后将坯料送入步进式加热炉进行加热，依次经过预热段、加热段和均热段将坯料加热到预定的温度，控制预热段炉温为850℃，加热段炉温为930℃，均热段炉温为980℃；然后进行高压水除鳞，控制压力为16Mpa，将坯料在加热过程中产生的氧化铁皮去除干净；之后送入平立交替无扭轧机进行轧制，经过粗轧8道次，中轧8道次，预精轧6道次，精轧机12道次，减定径6道次，轧制成所需规格线材，控制轧制温度为920℃，轧制速度为40m/s；后将线材送进吐丝机形成一连串大直径的线圈，将吐丝机摆动时间设定4s，摆动幅度设定4％，使盘卷大小圈均匀渐变变化，增加吐丝圈型的层次变化，使圈型内外部结合紧实；然后将风冷辊道初始段的速度设置为50rpm，使盘卷均匀散布在风冷线上，设置跌落段辊道增速度设定为110％，盘卷运行至跌落段时不积压，不叉丝，保持原有圈型规律运行；风冷完成后，盘卷进入集卷装置，在集卷鼻锥结构远离风冷线端增加凸起翼板，远离风冷线端的盘卷下落时先落在凸起翼板上，落起到一个延迟作用，使盘卷近风冷线端和远离风冷线端同时下落；在打捆前对盘卷喷洒润滑性聚酯液体材料，充分润滑盘卷内外圈材料，减少打捆时圈与圈相对滑动时的摩擦力；打捆时，先使用8吨压力进行预压紧，使盘卷聚拢，然后使用18吨压力进行正常打捆，打捆结束后，将盘卷在货场摆放，只允许单层摆放，不能堆积，且卷与卷之间相隔40cm，不得相互接触；物流运输时，汽车底板摆放上根据盘卷外圈直径大小定制的木架，将盘卷摆放在木架上单层装车运输。对汽车运输的材料进行表面缺陷点个数探测，由于使用木架铺垫在汽车底板，一车只装运9件材料，具体探测结果参见表1。
对比例
使用150mm*150mm*12m的坯料，对坯料抛丸、探伤后进行剥皮处理，将坯料表面缺陷和表面原始脱碳层去除干净；然后将坯料送入步进式加热炉进行加热，依次经过预热段、加热段和均热段将坯料加热到预定的温度，控制预热段炉温为820℃，加热段炉温为960℃，均热段炉温为1020℃；然后进行低压除鳞，之后送入平立交替无扭轧机进行轧制，轧制成所需规格线材，控制轧制温度为930℃，轧制速度为30m/s；后将线材送进吐丝机形成一连串大直径的线圈；然后将风冷辊道的速度设置为30rpm；风冷完成后，盘卷依次进行集卷和打捆，打捆时使用26吨压力进行压紧，使盘卷聚拢，选取9件材料进行表面缺陷点探测；具体探测结果参见表1。
表1实施例1-3以及对比例材料缺陷点数统计表
从表1可以看出，实施例1-3的材料表面的缺陷点数低于10个/卷，最优的实施例可以达到平均6个/卷，相比于未改进的对比例而言，材料表面挤压伤缺陷点数降低了76％，弹簧钢材料的表面质量得到显著改善，与进口材料的表面缺陷点个数相当，完全符合客户的使用标准；采用本发明的控制方法后，弹簧钢54SiCr6的订单量每月可增加200吨，吨钢效益800元，年可新增效益约192万元。
Claims (7)
1.一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：包括加热、除鳞、轧制、吐丝、风冷、集卷和打捆工序；所述除鳞工序中采用高压水除鳞，控制压力为16~20Mpa；所述吐丝工序中对形成的盘卷线圈进行摆动处理，摆动呈正弦曲线变化，控制摆动时间为1~4s，控制摆动幅度为2%~5%；所述打捆工序中，先使用5~8吨压力对盘卷进行预压紧，盘卷聚拢后再使用12~18吨压力进行正常压紧。
2.根据权利要求1所述的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：所述风冷工序中，控制初始段辊道速度为40~50rpm，控制跌落段辊道增速度为110~130%。
3.根据权利要求1所述的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：所述集卷工序中，在集卷鼻锥顶部远离风冷线端的位置安装翼板，控制盘卷在远离风冷线端和靠近风冷线端同时下落。
4.根据权利要求1所述的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：在打捆工序前，对集卷后的盘卷喷洒用于减少圈与圈相对滑动摩擦力的防锈润滑剂。
5.根据权利要求1所述的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：所述加热工序中，控制预热段炉温为≤850℃，控制加热段炉温为930~980℃，控制均热段炉温为980~1040℃，整体加热时间为100~140 min。
6.根据权利要求1所述的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：所述轧制工序中，坯料分别经过4~8道次粗轧、4~8道次中轧、2~6道次预精轧、8~12道次精轧以及2~6道次减定径后形成线材，其中，轧制温度为920~960℃，轧制速度为24~40m/s。
7.根据权利要求1所述的一种减少线材弹簧钢表面挤压伤的控制方法，其特征在于：所述打捆工序后还包括对盘卷的摆放工序，盘卷单层摆放，相邻盘卷之间的间隔为30~40cm。
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