CN112126760B - 免时效82b热轧盘条的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及免时效82B热轧盘条的制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种免时效82B热轧盘条的制备方法。该方法包括如下步骤：a、将H含量≤3.0ppm的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s。采用本发明方法制备得到的82B热轧盘条具备强塑性的特点，在未经过时效的情况下，82B热轧盘条断面收缩率可达到30％以上。

Description

免时效82B热轧盘条的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及免时效82B热轧盘条的制备方法。
背景技术
82B热轧盘条主要用于生产预应力钢绞线，为确保成品的力学性能，提高拉拔成型性、生产作业率等，对盘条的拉拔制丝以及捻股等工序的断丝率均有严格要求，因此，就需要盘条具备高强度、高塑性的特点，而且具有良好的组织均匀性。
在《预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条》(GBT24238-2017)标准要求热轧盘条的抗拉强度1150～1300MPa，断面收缩率≥30％。而由于钢中不可避免的存在一定的氢含量，同时还受到残余应力的影响，从而导致热轧盘条在未经过时效处理的情况下，其断面收缩率极低，有的甚至低于10％。魏福龙于2011年在《原辅材料生产与应用》中发表了“时效对82B盘条力学性能的影响”，该文献中82B热轧盘条经过5天的时效后最低仅只有6.5％，难以满足技术条件和用户的使用要求，将导致后序制作钢绞线的拉拔过程中出现频繁断裂的问题。
为了能够达到断面收缩率≥30％的目标，业内通常采取自然时效的方式。张有为于2011年2月在《冶金丛刊》中发表了“热轧SWRH82B盘条时效探讨”，该文献研究表明，室温停放时，7～10天是82B抗拉强度和断面收缩率发生变化的关键时期，断面收缩率需要10天以上的自然时效才能达到稳定状态。《时效对82B盘条力学性能的影响》研究表明，室温停放15天内是断面收缩率发生变化的关键时期。因此，业内为了确保后序钢绞线的制作顺利及产品质量，往往需要经过15天的自然时效才能使用。
由此可见，解决时效问题是82B热轧盘条生产的共同难点，但由于需要经过长时间的时效，导致钢厂难以判钢发货，从而造成产品的积压，即使降低发货技术条件或通过人工时效的方式进行快速判钢，但在未经过时效期之前也不能满足用户的使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种免时效82B热轧盘条的制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了免时效82B热轧盘条的制备方法。该方法包括如下步骤：
a、将H含量≤3.0ppm的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；
b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；
所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s。
其中，上述免时效82B热轧盘条的制备方法中，步骤a中，所述吐丝温度为870～890℃；吐丝速度为30～35m/s。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
优选地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷满足如下要求：
开启1#～4#风机以及1#～4#风机对应的保温罩和佳灵装置；控制1#～4#风机的流量为20万m3/h；1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％。
5#及5#以后的风机和5#及5#以后风机对应的保温罩处于关闭状态。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至580～620℃。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持100s以上。
进一步地，步骤b中，所述集卷的温度≥400℃。
本发明的有益效果是：
本发明方法通过辊道速度、风机、佳灵装置、保温罩开启和集巻温度的控制，使制备得到的82B热轧盘条具备强塑性的特点，在未经过时效的情况下，82B热轧盘条断面收缩率可达到30％以上，不需要经过时效即可判钢发货，并满足用户的使用要求，且拉拔性能良好。
具体实施方式
具体的，本发明提供了免时效82B热轧盘条的制备方法。该方法包括如下步骤：
a、将H含量≤3.0ppm的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；
b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；
所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s。
本发明适用于H含量≤3.0ppm的铸坯或方钢，通常情况下，炼钢时经过脱气处理的铸坯钢中H含量可达到1.5ppm以下，而不经过脱气处理的铸坯钢中H含量最高可达到3.0ppm，即本发明所采用的坯料可不用特殊处理即可适用。
本发明步骤a中，控制吐丝温度为870～890℃；吐丝速度为30～35m/s是为了控制后序冷却过程中的冷却速度和斯太尔摩风冷线各辊道段的温度。若在相同吐丝温度和辊道速度的情况下，如果吐丝速度过快，在辊道上盘条的堆放密度就较高，后序的冷却速度就达不到，如果吐丝速度太慢，在辊道上盘条的堆放密度就太低，后序的冷却速度就太快。
本发明步骤b中，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，并逐段增加，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。若辊道速度太低，则盘条在辊道上的密度太大，在后序冷却过程中难以达到≥9℃/s的冷却速度，从而加剧了晶界渗碳体的析出；若辊道速度过快，则在后序相变过程中难以达到≤1.5℃/s冷却速度，使珠光体相变不完全，从而产生残余奥氏体或马氏体等异常组织。
本发明步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至580～620℃。目的在于通过较快冷速降低其组织转变温度，以得到更多的索氏体，且片层间距也更细，同时避免晶界渗碳体的析出。
本发明步骤b中，斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持100s以上。其目的在于确保盘条具有充分的转变时间以完成相变，得到理想的组织状态，相变完成之后继续保持高温状态，以加剧残余应力、氮、氢等得到有效释放，从而降低时效对力学性能的影响，提高断面收缩率。
本发明步骤b中，集巻温度≥400℃，集巻之后在后工序中不得吹风以保持自然冷却，进一步延长残余应力、氮、氢等在高温期间的释放时间，以提高断面收缩率。
待盘卷自然冷却至50℃以下时取力学性能试样，试样经自然冷却至室温进行力学性能检验；或为了确保生产顺行，可在盘卷高于50℃时取力学性能检验试样，但所取试样需放置在盘卷内随盘卷一起自然冷却，目的是为了使所取试样保持与盘卷相同状态，才能代表盘卷的真实性能，待试样随盘卷冷却至50℃以下时再取出经自然冷却至室温后进行力学性能检验。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地详细阐述。
实施例1
Figure BDA0002700962910000031
规格的82B热轧盘条的制备
首先将82B坯料采用步进式加热炉加热，实测坯料H含量为2.6ppm，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002700962910000032
规格的光圆，吐丝温度为890℃，吐丝速度为30m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
斯太尔摩风冷线的1#～4#风机全部开启，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机所对应的保温罩全部打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％。吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的平均冷却速度为9.1℃/s。
5#及5#以后的风机和保温罩全部关闭，盘条进入5#风机时对应的保温罩的温度为618℃，在保温罩内的运行时间为106s，集巻温度为459℃，平均冷速为1.5℃/s。
集巻后进行取样，取样温度为50℃，所取试样自然冷却至室温后进行力学性能检验。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002700962910000041
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为90％，晶界渗碳体为0.5级，无马氏体组织；抗拉强度为1189MPa，断面收缩率为37％。
实施例2
Figure BDA0002700962910000042
规格的82B热轧盘条的制备
首先将82B坯料采用步进式加热炉加热，实测坯料H含量为3.0ppm，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002700962910000043
规格的光圆，吐丝温度为890℃，吐丝速度为35m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
斯太尔摩风冷线的1#～4#风机全部开启，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机所对应的保温罩全部打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％。吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的平均冷却速度为10.3℃/s。
5#及5#以后的风机和保温罩全部关闭，盘条进入5#风机时对应的保温罩的温度为580℃，在保温罩内的运行时间为106s，集巻温度为431℃，平均冷速为1.4℃/s。
集巻后进行取样，取样温度为171℃，所取试样放置在盘卷内部随盘卷一起自然冷却，盘卷冷却至50℃时将试样取出进行自然冷却，试样自然冷却到室温时进行力学性能检验。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002700962910000046
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为95％，晶界渗碳体为0级，无马氏体组织；抗拉强度为1173MPa，断面收缩率为36％。
实施例3
Figure BDA0002700962910000044
规格的82B热轧盘条的制备
首先将82B坯料采用步进式加热炉加热，实测坯料H含量为2.4ppm，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002700962910000045
规格的光圆，吐丝温度为887℃，吐丝速度为30m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
斯太尔摩风冷线的1#～4#风机全部开启，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机所对应的保温罩全部打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％。吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的平均冷却速度为9.2℃/s。
5#及5#以后的风机和保温罩全部关闭，盘条进入5#风机时对应的保温罩的温度为611℃，在保温罩内的运行时间为106s，集巻温度为452℃，平均冷速为1.5℃/s。
集巻后进行取样，取样温度为168℃，所取试样放置在盘卷内部随盘卷一起自然冷却，盘卷冷却至50℃时将试样取出进行自然冷却，试样自然冷却到室温时进行力学性能检验。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002700962910000051
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为90％，晶界渗碳体为0级，无马氏体组织；抗拉强度为1191MPa，断面收缩率为34％。
对比例1
Figure BDA0002700962910000052
规格的82B热轧盘条的制备
首先将82B坯料采用步进式加热炉加热，实测坯料H含量为2.6ppm(与实施例1为同一炉坯料)，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002700962910000053
规格的光圆，吐丝温度为890℃，吐丝速度为30m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
斯太尔摩风冷线的1#～4#风机全部开启，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机所对应的保温罩全部打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％。吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的平均冷却速度为9.1℃/s，与实施例1相同。
关闭5#～7#风机及5#～7#风机对应的保温罩，使盘条以≤1.5℃/s的冷速进行冷却，实际平均冷速为1.4℃/s，在保温罩里的实际通过时间为35s，出保温罩的温度为528℃。
打开8#及8#之后风机对应的保温罩，使其自然冷却，再收集、打捆，得到82B热轧盘条。
集巻后进行取样，取样温度为193℃，所取试样自然冷却到室温时进行力学性能检验。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002700962910000061
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为90％，晶界渗碳体为0.5级，无马氏体组织；抗拉强度为1172MPa，断面收缩率为20％。
经过5天自然时效后进行力学性能检验，其抗拉强度为1175MPa，断面收缩率为28％；经过10天自然时效后再次进行力学性能检验，抗拉强度为1180MPa，断面收缩率为36％。
在原料相同的情况下，采取不同的生产方法，对比例1需要10天的自然时效其力学性能才能达到本发明方法中实施例1的水平。

Claims (9)

1.免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将H含量≤3.0ppm的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；
b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；
所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s；
步骤b中，所述斯太尔摩风冷满足如下要求：
开启1#～4#风机以及1#～4#风机对应的保温罩和佳灵装置；控制1#～4#风机的流量为20万m3/h；1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100%；
5#及5#以后的风机和5#及5#以后风机对应的保温罩处于关闭状态。
2.根据权利要求1所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述吐丝温度为870～890℃；吐丝速度为30～35m/s。
3.根据权利要求1所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至580～620℃。
4.根据权利要求2所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至580～620℃。
5.根据权利要求1所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持100s以上。
6.根据权利要求2所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持100s以上。
7.根据权利要求3所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持100s以上。
8.根据权利要求4所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持100s以上。
9.根据权利要求1～8任一项所述的免时效82B热轧盘条的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述集卷的温度≥400℃。
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