CN112538565A - 一种缩短盘卷时效期的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法包括依次进行的堆放盘卷、苫盖盘卷、通蒸汽加热与自然放置。所述方法在加快盘卷内部残余应力释放及氢元素快速逃逸和扩散的同时，满足了环保与低成本的要求，大大缩短了盘卷时效期，盘卷的断面收缩率明显提升，满足了产品的拉拔要求。
Description
技术领域
本发明属于冶金及加工技术领域，涉及一种盘卷，尤其涉及一种缩短盘卷时效期的方法。
背景技术
盘卷作为常见的拉丝坯料及建筑材料，根据其含碳量可分为低碳钢盘卷、中碳钢盘卷与高碳钢盘卷，尤其高碳钢盘卷中的82B盘卷最为常用。82B盘卷是一种高强度、高硬度材料，通过控轧控冷工艺路线生产盘条规格为8mm-14mm的82B盘卷强度能达到1140MPa以上。由于控轧控冷过程中产生的残余应力及盘卷中氢元素没有及时逃离和扩散，导致盘卷下线时断面收缩率很低，特别是冬季生产时，盘卷热检面缩仅为5％左右，82B盘卷的用户使用要求自然时效后面缩率控制在30％以上。
82B盘卷从原料生产厂家下线后运送至用户生产现场，一般有2-5天，此时断面收缩率15-20％，如果立即拉拔，盘卷拉拔脆断严重，尤其是断大料问题，大大降低了拉拔效率，增加了生产成本。因此需要在自然环境中存放一定的时间来消除内应力，让氢元素扩散逃离，断面收缩率升高(达到30％以上)，然后再拉拔，一般要求82B盘卷置于室温下自然时效时间为夏季15天、冬季25天。此自然时效时间给下游用户生产周转带来困难，同时增大了库存压力，产品流转周期长，极大地占用了生产资金。
CN 106011447A公开了一种缩短82B盘条自然时效的方法，所述方法先将盘条经过阶梯浓度的盐酸酸洗，再经过高压水冲洗，表调处理后，然后在磷化槽中进行中温磷化，之后放入高温热水槽中，最后放置1-2天进行自然时效，加快了氢元素的逃逸以及残余应力的消失，相当于对盘条进行了人工时效。所述发明大大地缩短了盘条时效期，盘条力学性能好，解决了生产周转问题，提高了钢丝拉拔质量。然而所述方法中采用酸洗及磷化对环境不友好，无法满足环保生产的要求，且处理的成本较高。
CN 101428294A公开了一种缩短拉拔用高碳钢盘条时效期的方法，所述方法主要包括出钢，LF精炼，连铸，轧制和冷却，所述发明生产的高碳钢中氮含量由80ppm降到40ppm以下，氢含量由5ppm降到3ppm以下，大大缩短了高碳钢盘条的时效期，不仅降低了生产企业及用户的库存管理费用，而且大大减小了用户使用周期，提高了市场占有率。然而所述方法的温度及时间条件控制较为复杂，且对生产设备要求较高，不易大规模推广应用。
CN 109762982A公开了一种高碳钢线材的人工时效处理方法，所述方法包括以下步骤：(1)将高碳钢线材堆置在恒温炉内保温，保温温度控制在100-150℃，保温时间控制在50-200min；(2)随炉冷却，出炉时高碳钢线材表面温度在30-40℃，冷却时间控制在30min以上；(3)自然冷却到室温，室温控制在23±5℃。与传统的自然时效方式比，能加快2-11天获取热轧后盘条的塑性值，而且不会恶化塑性。所述方法中恒温炉的保温温度达100-150℃，仍有降低的空间，以进一步降低能源消耗，节约生产成本。
由此可见，如何提供一种缩短盘卷时效期的方法，加快盘卷内部残余应力释放及氢元素快速逃逸和扩散的同时，满足环保与低成本的要求，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法在加快盘卷内部残余应力释放及氢元素快速逃逸和扩散的同时，满足了环保与低成本的要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法包括依次进行的堆放盘卷、苫盖盘卷、通蒸汽加热与自然放置。
本发明中，所述方法相较于常规的酸洗及磷化处理，大大降低了操作复杂度，且所用蒸汽对环境友好，生产成本低廉。
优选地，所述盘卷包括72A盘卷、72B盘卷、82A盘卷或82B盘卷中的任意一种，进一步优选为82B盘卷。
优选地，所述盘卷的盘条规格为8-14mm，例如可以是8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm或14mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述堆放盘卷的层数为3-5层，例如可以是3层、4层或5层。
本发明中，所述堆放盘卷的排数为3-5排，每排卷数为4-6卷，这种堆放方式增大了盘卷与蒸汽的内部接触面积，并且降低了外层散热面积和底层堆放面积，节约了资源消耗及生产成本。
优选地，所述苫盖盘卷为采用苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间。
优选地，所述苫盖布包括防水隔热苫盖布。
本发明中，所述防水隔热苫盖布的材质可以是PE、PP或PVC，只要能够实现防水隔热的效果即可，在此不做特别限定。
优选地，所述通蒸汽加热为向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热。
本发明中，在堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽后，蒸汽在盘卷堆内自下而上扩散，实现了蒸汽与盘卷充分的热量交换，提升了处理效率。
优选地，所述通蒸汽加热的温度为85-95℃，例如可以是85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述通蒸汽加热的温度低于100℃，相较于常规人工时效的100-300℃，大幅度降低了能源消耗，节约了生产成本。
优选地，所述通蒸汽加热的时间为24-48h，例如可以是24h、27h、30h、33h、36h、39h、42h、45h或48h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述通蒸汽加热的时间与盘卷的盘条规格相对应：当盘卷的盘条规格为8-10mm时，所述通蒸汽加热的时间为24-36h；当盘卷的盘条规格为10-13mm时，所述通蒸汽加热的时间为36-40h；当盘卷的盘条规格为13-13.5mm时，所述通蒸汽加热的时间为40-44h；当盘卷的盘条规格为13.5-14mm时，所述通蒸汽加热的时间为44-48h。
优选地，所述自然放置的时间为24-48h，例如可以是24h、27h、30h、33h、36h、39h、42h、45h或48h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述自然放置的时间相较于自然时效的10-30天，大大缩短了时效期和下游用户生产周期，减小了库存压力，提升了生产效率。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将盘条规格为8-14mm的盘卷堆放为3-5层，所述盘卷包括72A盘卷、72B盘卷、82A盘卷或82B盘卷中的任意一种；
(2)采用防水隔热苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
(3)向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热，加热的温度为85-95℃，时间为24-48h；
(4)自然放置24-48h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的缩短盘卷时效期的方法加快了盘卷内部残余应力的释放及氢元素的快速逃逸和扩散，使得断面收缩率提升至31.4％以上，满足了产品拉拔要求；盘卷自然时效期缩短至48h之内，减小了库存压力，提升了生产效率；
(2)本发明提供的缩短盘卷时效期的方法采用清洁的蒸汽进行处理，满足了环保与低成本的要求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将盘条规格为8mm的82B盘卷堆放为5层，排数为5排，每排卷数为6卷；
(2)采用PE材质的防水隔热苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
(3)向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热，加热的温度为95℃，时间为24h；
(4)自然放置36h。
本实施例提供的方法处理后的盘卷，力学性能指标检验结果见表1。
实施例2
本实施例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将盘条规格为10mm的82B盘卷堆放为4层，排数为4排，每排卷数为5卷；
(2)采用PP材质的防水隔热苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
(3)向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热，加热的温度为90℃，时间为36h；
(4)自然放置40h。
本实施例提供的方法处理后的盘卷，力学性能指标检验结果见表1。
实施例3
本实施例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将盘条规格为12mm的82B盘卷堆放为4层，排数为4排，每排卷数为5卷；
(2)采用PVC材质的防水隔热苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
(3)向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热，加热的温度为88℃，时间为38h；
(4)自然放置48h。
本实施例提供的方法处理后的盘卷，力学性能指标检验结果见表1。
实施例4
本实施例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将盘条规格为14mm的82B盘卷堆放为3层，排数为3排，每排卷数为4卷；
(2)采用PE材质的防水隔热苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
(3)向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热，加热的温度为85℃，时间为48h；
(4)自然放置24h。
本实施例提供的方法处理后的盘卷，力学性能指标检验结果见表1。
实施例5
本实施例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法中除了将步骤(3)所述通入蒸汽的时间改为22h，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例提供的方法处理后的盘卷，力学性能指标检验结果见表1。
实施例6
本实施例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法中除了将步骤(3)所述通入蒸汽的时间改为38h，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
本实施例提供的方法处理后的盘卷，力学性能指标检验结果见表1。
表1
| 实施例 | 盘条规格/mm | 抗拉强度/MPa | 断面收缩率/％ |
| 1 | 8 | 1230 | 38.4 |
| 2 | 10 | 1200 | 36.7 |
| 3 | 12 | 1198 | 36.1 |
| 4 | 14 | 1180 | 34.2 |
| 5 | 8 | 1175 | 33.0 |
| 6 | 8 | 1164 | 31.4 |
由表1可知，实施例1-6提供的缩短盘卷时效期的方法在满足了环保与低成本要求的基础上，使得盘卷在48h之内的时效期便将抗拉强度提升至1164MPa以上，断面收缩率提升至31.4％以上，说明盘卷内部残余应力得到了充分释放，氢元素也得到了充分逃逸和扩散，满足了产品拉拔要求；并且将实施例1-4与实施例5-6比较可知，当蒸汽加热的时间与盘卷的盘条规格相适应时，抗拉强度与断面收缩率更高。
对比例1
本对比例提供一种缩短盘卷时效期的方法，所述方法采用CN 106011447A公开的缩短82B盘条自然时效的方法，具体步骤如下：
(1)将盘条规格为12.5mm的82B盘卷依次经过以下5个具有阶梯浓度的盐酸槽进行盐酸酸洗，去除盘卷表面氧化铁皮，然后将盘卷依次放入高压水冲洗槽，清水槽，表调槽中进行处理；
1#槽：HCL浓度为80g/L，亚铁离子浓度≤250g/L，温度25℃；
2#槽：HCL浓度为120g/L，亚铁离子浓度≤200g/L，温度30℃；
3#槽：HCL浓度为180g/L，亚铁离子浓度≤110g/L，温度35℃；
4#槽：HCL浓度为220g/L，亚铁离子浓度≤60g/L，温度40℃；
5#槽：HCL浓度为50g/L，亚铁离子浓度≤100g/L，温度25℃；
酸洗时间为100秒/槽，每个盐酸槽中均安装有循环泵，使液体均匀；
(2)将酸洗后的盘卷放置于磷化液中进行中温磷化，磷化液参数为：总酸度40点，游离酸度5点，ZnO：15g/L，NO3-：15g/L，P04-：12g/L，酸比5，磷化温度60℃，促进剂2点，磷化时间200秒；
(3)将磷化后的盘卷放置于高温热水槽中，热水槽温度≥85℃，pH值6，放置时间为70秒；
(4)将盘卷放置1天进行自然时效，使得氢元素得到充分的脱逸，残余应力完全消失。
本对比例相较于实施例1-6采用了酸洗及磷化处理，废液对环境不友好，无法满足环保生产的要求，且处理的成本较高。
由此可见，本发明提供的缩短盘卷时效期的方法加快了盘卷内部残余应力的释放及氢元素的快速逃逸和扩散，使得断面收缩率提升至31.4％以上，满足了产品拉拔要求；盘卷自然时效期缩短至48h之内，减小了库存压力，提升了生产效率；此外，本发明采用清洁的蒸汽进行处理，满足了环保与低成本的要求。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种缩短盘卷时效期的方法，其特征在于，所述方法包括依次进行的堆放盘卷、苫盖盘卷、通蒸汽加热与自然放置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盘卷包括72A盘卷、72B盘卷、82A盘卷或82B盘卷中的任意一种，进一步优选为82B盘卷。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述盘卷的盘条规格为8-14mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述堆放盘卷的层数为3-5层。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述苫盖盘卷为采用苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
优选地，所述苫盖布包括防水隔热苫盖布。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述通蒸汽加热为向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述通蒸汽加热的温度为85-95℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述通蒸汽加热的时间为24-48h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述自然放置的时间为24-48h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将盘条规格为8-14mm的盘卷堆放3-5层，所述盘卷包括72A盘卷、72B盘卷、82A盘卷或82B盘卷中的任意一种；
(2)采用防水隔热苫盖布对堆放的盘卷进行全面苫盖，形成密闭空间；
(3)向苫盖后的堆放盘卷底层每排的两端处通入蒸汽进行加热，加热的温度为85-95℃，时间为24-48h；
(4)自然放置24-48h。
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