CN113351654A - 一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法 - Google Patents

一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，缓冷工艺控制方法包括如下步骤：（1）精轧机轧制温度为1000℃；（2）吐丝温度为940‑1000℃；（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727‑500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度；本发明的缓冷工艺控制方法能够有效解决高速线材提产后HPB300和HRB400E产品力学性能特征值达不到国标要求问题，能确保产品质量合格和正常提速生产，推动企业产能的提升。

Description

一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法
技术领域
本发明涉及一种高速线材冷却工艺控制方法，特别是涉及一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法。
背景技术
高速线材的生产具有控制轧制与控制冷却的特点，其中，控制轧制是指在比常规轧制温度低的条件下，采用强化压下和控制冷却工艺来提高热轧钢材的强度、韧性等综合性能的一种轧制方法，控制轧制后奥氏体再结晶的过程对获得细小晶粒组织起决定性作用。控制轧制以细化品粒为主，用该方法生产的钢材，其强度和韧性等综合机械性能有很大的提高。而控制冷却是指对热轧产品的冷却过程有目的地进行人为控制的一种方法。其利用轧件热轧后的轧制余热，以一定的控制手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能，其理论依据为铁碳合金相图和奥氏体等温转变。高速线材生产工艺要求严格控制轧件的冷却速度，目前多采用斯太尔摩冷却法进行控制冷却。当前高速线材轧制线的提速通常通过增加减径机组来实现，但增加减径机组以后如果继续使用原有的控制冷却工艺，就会造成风冷辊道钢料堆积厚度和冷却速度发生改变，导致钢材组织异常，力学性能特征值出现不符合国家标准要求的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，通过对斯太尔摩风冷辊道速度、风机开启个数、风机速度等工艺条件的优化调整，能有效解决现有工艺中风冷辊道钢料堆积厚度和冷却速度发生改变，导致钢材组织异常，力学性能特征值出现不符合国家标准要求的问题。
本发明通过下述的技术方案来实现：
一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，包括如下步骤：
（1）精轧机轧制温度为1000℃；
（2）吐丝温度为940-1000℃；
（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727-500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度。
作为本发明技术方案的进一步优化，该缓冷工艺控制方法适用于热轧光圆钢筋HPB300的φ6-φ12规格和热轧带肋钢筋HRB400E的φ6-φ12规格的高速线材生产线。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述HPB300的φ6-φ12规格坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.05-0.07%，Si：0.08-0.14%，Mn：0.40-0.50%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述HRB400E的φ6-φ12规格坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.23-0.25%，Si：0.30-0.40%，Mn：1.40-1.50%，P≤0.040%，S≤0.040%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述HPB300的φ6、φ8、φ10、φ12规格的吐丝温度分别为≤1000℃、≤980℃、≤960℃、≤940℃。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述HPB300的φ6-φ12规格的辊道速度为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%；φ6和φ8规格的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为80%；φ10规格的4#、5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%；φ12规格的5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、4#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述HRB400E的φ6、φ8、φ10、φ12规格的吐丝温度分别为≤1000℃、≤980℃、≤960℃、≤940℃。
作为本发明技术方案的进一步优化，所述HRB400E的φ6-φ12规格的辊道速度为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%；φ6和φ8规格的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为80%；φ10规格的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为90%；φ12规格的5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、4#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%。
综上所述，本发明的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，具有如下优势：
（1）能够有效解决高速线材提产后HPB300和HRB400E产品力学性能特征值达不到国标要求问题，能确保产品质量合格和正常提速生产，推动企业产能的提升；
（2）能保证成品钢料在风冷辊道的冷却均匀性，减小同一圈盘卷性能差异，从而稳定成品质量；
（3）一方面能实现HRB400E盘螺线材的无钒轧制，另一方面能进一步降低HPB300线材的锰含量，帮助企业热轧带肋钢筋降低合金成本；
（4）通过减少风机开启数量和速度降低了电耗，降低了生产动力成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
热轧光圆钢筋HPB300的φ6规格的风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，其坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.06%，Si：0.10%，Mn：0.44%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
缓冷工艺控制方法包括如下步骤：
（1）精轧机轧制温度为1000℃；
（2）通过预穿水水箱、穿水后水箱及成品后水箱控制轧制过程温度，确保吐丝温度不高于1000℃；
（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727-500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度，具体实现方式包括十段辊道速度均为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%，十台风机中的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为80%。
实施例二
热轧光圆钢筋HPB300的φ10规格的风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，其坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.07%，Si：0.11%，Mn：0.48%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
缓冷工艺控制方法包括如下步骤：
（1）精轧机轧制温度为1000℃；
（2）通过预穿水水箱、穿水后水箱及成品后水箱控制轧制过程温度，确保吐丝温度不高于960℃；
（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727-500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度，具体实现方式包括十段辊道速度均为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%，十台风机中的4#、5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%。
实施例三
热轧带肋钢筋HRB400E的φ8规格的风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，其坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.24%，Si：0.36%，Mn：1.41%，P≤0.040%，S≤0.040%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
缓冷工艺控制方法包括如下步骤：
（1）精轧机轧制温度为1000℃；
（2）通过预穿水水箱、穿水后水箱及成品后水箱控制轧制过程温度，确保吐丝温度不高于980℃；
（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727-500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度，具体实现方式包括十段辊道速度均为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%，十台风机中的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为80%。
实施例四
热轧带肋钢筋HRB400E的φ12规格的风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，其坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.24%，Si：0.37%，Mn：1.43%，P≤0.040%，S≤0.040%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
缓冷工艺控制方法包括如下步骤：
（1）精轧机轧制温度为1000℃；
（2）通过预穿水水箱、穿水后水箱及成品后水箱控制轧制过程温度，确保吐丝温度不高于940℃；
（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727-500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度，具体实现方式包括十段辊道速度均为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%，十台风机中的5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、4#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%。
对实施例一至四产品样品的成分控制和屈服强度测试结果见表1。
表1. 实施例一至四产品样品的成分控制和屈服强度测试结果
编号 规格 检验数量 C Si Mn 平均屈服/Mpa
实施例一 HPB300，φ6 216 0.06% 0.10% 0.44% 377.5
实施例二 HPB300，φ10 264 0.07% 0.11% 0.48% 338.4
实施例三 HRB400E，φ8 630 0.24% 0.36% 1.41% 433.7
实施例四 HRB400E，φ12 252 0.24% 0.37% 1.43% 437.3
根据GB/T1499.2-2018对实施例三和四样品进行力学性能特征值测试结果见表2。
表2. 实施例三和四产品样品的力学性能特征值测试结果
编号 屈服强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 断后伸长率/% 最大力下总延伸率/% 强屈比 屈屈比
GB/1499.2-2018 400≤Rel≤520 Rm≥500 - ≥9 ≥1.25 ≤1.3
实施例三 425-495 595-715 20-34 9.5-15.2 1.4-1.52 1.06-1.24
实施例四 420-480 610-680 23-29 9.9-15.5 1.38-1.50 1.05-1.2
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的范围，任何本领域的技术人员，凡在不脱离本发明的精神和原则之前提下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，工艺包括加热炉加热、精轧机轧制、吐丝和斯太尔摩风冷辊道控制冷却，其特征在于，包括如下步骤：
（1）精轧机轧制温度为1000℃；
（2）吐丝温度为940-1000℃；
（3）通过控制风冷辊道速度、风机开启个数和风机速度，来增加钢料在风冷辊道上727-500℃区间内的缓冷时间，促进珠光体转变后再进行二次冷却直至达到集圈温度。
2.根据权利要求1所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：该缓冷工艺控制方法适用于热轧光圆钢筋HPB300的φ6-φ12规格和热轧带肋钢筋HRB400E的φ6-φ12规格的高速线材生产线。
3.根据权利要求2所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：所述HPB300的φ6-φ12规格坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.05-0.07%，Si：0.08-0.14%，Mn：0.40-0.50%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
4.根据权利要求2所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：所述HRB400E的φ6-φ12规格坯料化学成分控制要求按质量百分数计为C：0.23-0.25%，Si：0.30-0.40%，Mn：1.40-1.50%，P≤0.040%，S≤0.040%，Cr＜0.045%，其余为铁和不可避免的杂质。
5.根据权利要求3所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：所述HPB300的φ6、φ8、φ10、φ12规格的吐丝温度分别为≤1000℃、≤980℃、≤960℃、≤940℃。
6.根据权利要求5所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：所述HPB300的φ6-φ12规格的辊道速度为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%；φ6和φ8规格的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为80%；φ10规格的4#、5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%；φ12规格的5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、4#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%。
7.根据权利要求4所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：所述HRB400E的φ6、φ8、φ10、φ12规格的吐丝温度分别为≤1000℃、≤980℃、≤960℃、≤940℃。
8.根据权利要求7所述的高速线材风冷辊道缓冷工艺控制方法，其特征在于：所述HRB400E的φ6-φ12规格的辊道速度为0.375 m/s，佳灵装置调整为40%；φ6和φ8规格的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为80%；φ10规格的4#、5#、6#、7#和10#风机关闭，1#、2#、3#、8#和9#风机开启且风机速度为90%；φ12规格的5#、6#和10#风机关闭，1#、2#、3#、4#、7#、8#和9#风机开启且风机速度为90%。
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