CN115287432A - 一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，适合钢厂和深加工企业开发高端线材品种，本方法采用立式放线和不停车对焊，摆脱了传统的线材下潜式等温淬火的方式，并采用冷却槽和等温槽的双槽处理工艺，产品成材率提高到了98％，各项组织性能指标良好，非常适合2000MPa以上超高强缆索镀锌钢丝用线材的开发。

Description

一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法
技术领域
本发明属于线材热处理技术领域，特别是涉及一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，提出了一种全新的离线盐浴热处理工艺和品种开发方案，对于实现桥梁缆索镀锌钢丝用线材高强、高韧性和组织性能均匀性，具有非常实用的价值。
背景技术
新基建带来的跨海、跨江的桥梁建设不断涌现，主跨的长度已经超过1000m，桥梁镀锌钢丝的强度达到2000MPa以上。全新的设计需要全新的钢铁材料，桥梁缆索镀锌钢丝用盘条不仅需要强韧性，更需要非常高的组织性能均匀性，以保证盘条深加工和镀锌后扭转指标、松弛性能、疲劳性能等指标。
为获得较佳的组织性能，钢厂和深加工企业在盘条的生产工艺上的优化一直是研究的重点。早在20年前，国内宝钢采用Cr、V微合金化、两火成材、斯太尔摩风冷的工艺生产出了1860MPa的桥梁缆索镀锌钢丝用热轧盘条B82MnQ，并成功应用在苏通大桥的建设过程中，开启了桥梁缆索镀锌钢丝用热轧盘条国产化的先河。但是超过1960MPa以上的镀锌钢丝，国产盘条在镀锌后，扭转指标一直不够稳定。近十年，国内的武钢、邢钢、首钢通过改进铸坯质量，提高轧后冷却的均匀性，在控制盘条的组织性能均匀性上有了很大提高，陆续开发了1960MPa级别的镀锌钢丝，但是合格率仍有很大提升空间。近几年宝钢、兴澄钢铁采用增加盘条规格、合金化、离线铅浴热处理的方法，开发了1960、2000MPa级的镀锌钢丝，同时铅浴这种传统的下潜式淬火方式，其表面擦划伤也是其产品质量提高的瓶颈。
首钢在2007年就开始建设桥梁缆索线材盐浴实验室和中试基地，提出了针对高强桥梁缆索的热轧和盐浴热处理工艺技术。直到2015年国内钢铁企业开始建设离线盐浴热处理产线，大批量进行高端桥梁缆索镀锌钢丝用热轧盘条的研发，成功开发了5mm、1960MPa级别钢丝用盘条，应用于虎门二桥的工程建设当中。但是由于该离线盐浴装备采用了传统铅浴相同的下潜式淬火方式，压辊和线材之间的接触点总是存在麻点、划伤、凹坑等缺陷，严重影响了盐浴线材的表面质量，同时下潜式的淬火方式改变了线材的行进线路，带来全线张力控制上很难稳定。另外传统的离线盐浴和离线铅浴采用立式放线的方式，在完成一卷处理后都要采用停车对焊的方式实现下一卷的生产，这就导致长度100多米的线材不合格而被剪除，其成材率不到92％，大大限制了生产效率和效益。沙钢在后来采用卧式放线的方式，实现了盐浴生产线的不停车对焊，但是由于卧式放线产生线材长程的螺旋弯，极易产生相邻各股线材之间的打结，其产线只能稳定运行12-16股线材生产，加之高碳钢热轧下线后基本没有面缩率，在离线放线和螺旋弯曲过程中，脆断问题时有发生，导致产线产能限制在2万吨以下。还有，传统的离线盐浴都没有很好地解决表面清洗的问题，造成线材锈蚀严重，严重影响产品质量大的提升。
本发明从轧钢流程开始进行工艺优化，通过时效处理大大提高了线材离线盐浴前的的塑性，降低了线材处理前的脆断现象。同时采用创新式的立式放线不停车对焊技术，实现了立式放线线材螺旋弯的消除和头尾对焊过程需要停车的矛盾，大大降低由于传统卧式放线螺旋弯多股线材打结改变的问题，实现了产量和成材率的提升。另外，本发明最大的创新点是改变了离线热处理传统的采用压辊将线材下潜式的等温淬火方式，通过熔盐的外循环和盐浴槽上箱体工作区和下箱体储盐区的分离，保证线材不发生行进方向弯曲和压辊接触，避免了传统工艺压辊接触线材造成的表面缺陷问题，同时通过大流量的盐泵，保证了线材在淬火过程和高温熔盐的强制换热，实现了线材的冷却速率的提高和控制，为工艺的柔性控制提供了手段。最后本发明创新性的利用盐浴冷却槽的冷却系统产生的热量，将其转化成热风刀，利用热风刀实现线材表面残盐和盐水的吹扫，结合超声波清洗机，实现了线材表面的清洗，实现了线材表面质量的提升。
采用本发明，线材规格范围覆盖12-16mm，热处理后抗拉强度＞1500MPa，人工时效面缩率＞30％，索氏体率＞95％，索氏体片层间距控制在60-120nm，马氏体组织0级，离异共析球状碳化物0.5级以下，开发的超高强缆索用线材可以满足2000MPa及以上强度级别的缆索钢丝的各项指标要求，钢丝强度可以达到2400MPa，钢丝规格覆盖5-7mm，镀锌后的扭转指标＞12次。采用16股收放线车间年产能可以达到3万吨，产品的成材率达到98％，非常适合钢铁企业和深加工企业的装备升级和高端线材品种开发。
发明内容
本发明提供了一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，其特征在于：线材轧制，线材时效处理，盘卷翻转，放线台布置，盘卷不停车头尾对焊，盘卷立式放线，线材加热，线材盐浴冷却槽淬火处理，线材盐浴等温槽等温处理，热风刀表面残盐吹扫，超声波清洗，表面热风刀盐水吹扫，收线机收线，吊装称重打包。
优选的，高线轧制的坯料为连铸坯或者二次开坯，其坯料的成分：C含量0.8-1.2％，Si 含量0.8-1.2％，Mn含量0.3-0.6％，Cr含量0.2-0.4％，S含量＜0.01％，P含量＜0.01％。经过高线连轧和斯太尔摩风冷后收集打包，线材的规格尺寸控制在12.5-16mm，卷重2-3t。
优选的，高线轧制的线材在进行离线盐浴处理前，在时效库房内进行5-7天的时效处理，时效库房的温度为50-70℃，失效后线材的面缩率＞20％，然后通过汽运和叉车运输到离线盐浴车间进行热处理。
优选的，时效处理后的线材在翻卷机上进行90°翻转，然后通过吊车或者叉车布置到立式放线机上。在不停车的情况下，实现新吊装盘卷的头部和上一盘卷的尾部的对焊。同时完成对焊过程的焊渣的清理和焊接位置的回火处理，整个对焊过程＜10分钟。
优选的，对焊后的盘卷在各股收线机组牵引机作用下，线材平直的通过加热炉，实现线材加热和奥氏体化，线材进入加热炉的速度控制在3-6m/min,加热时间控制在10-15min，加热温度控制在900-1000℃。线材出加热炉后以及进入盐浴冷却槽之前，采用N2保护，防止这段距离发生脱碳，N2的流量控制在20-25m3/h。
优选的，线材进入盐浴冷却槽进行淬火，淬火温度控制在450-550℃，淬火时间40-60s。然后线材进入盐浴等温槽，等温槽温度控制在550-650℃，等温处理时间80-120s。
优选的，线材通过盐浴冷却槽和盐浴等温槽，不采用压辊浸没方式，各股线材在牵引下水平的进出盐浴槽；盐浴槽分为上箱体工作区和下箱体储盐区，通过外部储盐罐的盐泵向上箱体工作区注盐，熔盐注入的量为150-300m3/h，达到200-250mm的液位，熔盐从上箱体两头流入下箱体储盐区，下箱体储盐区通过回盐管路和储盐罐相连，从而实现熔盐的循环。
优选的，在盐浴等温槽的末端布置环形热风刀，对线材表面残盐进行吹扫。线材从直径20-30mm的环形热风刀喷嘴孔进出，热风刀的温度达到300-450℃，风刀喷嘴的角度为30-45°，压力在0.4-0.6MPa。热风刀的热源来自于盐浴冷却槽下箱体储盐区内的金属盘管，通过熔盐将金属盘管内通的压缩空气加热，通过控制流量和压力实现盐浴冷却槽熔盐的冷却，同时给热风刀提供热源，盘管长度20-30m，压缩空气流量80-120m3/h。
优选的，线材经过热风刀吹扫后进入超声波清洗机，清洗机前后设计漂洗区和净洗区，并在两区设计超声波振动，超声波振动的频率30-40kHz，功率5-10kW，实现盘条残盐的清洗。漂洗区供水为净洗区，净洗区供水为外界水源。每小时水量为1-1.5m3。净洗区的的末端设计热风刀，实现表面盐水的吹扫，热风刀的气源来自盐浴冷却槽内的冷却盘管。
优选的，线材通过清洗机后，进入收线机，收线机采用倒立式收线方式，收线机采用自动计数器和焊接区定位功能，对线材的对焊区进行精确定位，采用气压剪实现对焊却的剪除。剪切后，线材整体吊运，打包入库。
说明书图
图1为本发明的生产工艺流程图；
图2为线材不停车对焊机构示意图；
其中，1：放线架，2：出线喇叭口，3：不停车对焊小车，4：卡紧机构，5：支撑台， 6：线架翻转轴；
图3为盐浴槽的结构示意图；
其中，31：盐浴冷却槽，11：盐浴冷却槽上箱体工作区，12：盐浴冷却槽下箱体储盐区，13：盐浴冷却槽保温罩，14：盐浴冷却槽熔盐回流口，15：盐浴冷却槽熔盐注入口， 32：盐浴等温槽，11：盐浴等温槽上箱体工作区，12：盐浴等温槽下箱体储盐区，13：盐浴等温槽保温罩，14：盐浴等温槽熔盐回流口，15：盐浴等温槽熔盐注入口；
图4为超高强桥索用线材的电镜显微组织；
图5为超高强桥索用线材的表面脱碳；
图6为热风刀的环形喷嘴示意图；
其中，61：热风输入管道，62：热风刀横管，63：热风喷嘴，64：支撑架；
图7桥索钢92B心部马氏体组织；
图8桥索钢92B心部离异共析球碳组织。
实施方式
本发明提供了一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法。
1、线材轧制，时效处理，盘卷翻转，放线台布置，盘卷不停车头尾对焊，盘卷立式放线，线材加热，线材盐浴淬火冷却处理，线材盐浴等温处理，热风刀表面残盐吹扫，超声波清洗，热风刀表面吹扫，收线机收线，吊装称重打包。
采用本流程生产，线材轧制过程采用控轧控冷手段和常规的斯太尔摩风冷工艺，高线厂生产的盘卷在进行盐浴热处理前进行5-7天时效处理，大大降低脆断问题。然后盐浴产线采用不停车对焊，提高6％的成材率。常规的明火加热工艺，能耗大幅减低。在离线盐浴阶段采用双槽的热处理工艺思路，盐浴冷却槽实现线材快速过冷，盐浴等温槽实现线材等温相变。盐浴冷却槽吸收的盘条携带热通过盐槽的冷却系统产生热风，其被收集形成热风刀对线材进行表面吹扫。再利用超声波震荡和两级清洗技术，结合热风刀表面盐水吹扫，实现线材表面质量的控制。
2、高线轧制的坯料为连铸坯或者二次开坯，其坯料的成分：C含量0.8-1.2％，Si含量0.8-1.2％，Mn含量0.3-0.6％，Cr含量0.2-0.4％，S含量＜0.01％，P含量＜0.01％。经过高线连轧和斯太尔摩风冷后收集打包，线材的规格尺寸控制在12.5-16mm，卷重2-3t。
坯料采用转炉、LF、RH、连铸生产工艺，保证铸坯质量，也可采用连铸大方坯二次开坯解决铸坯角部缺陷以及铸坯心部缺陷的焊合问题，二次开坯的尺寸控制在150mm、130mm方坯。超高强的缆索用线材采用高C、高Si、低S、P的成分设计，基本采用五大元素进行减量化成分设计，提高线材C含量保证强度，提高Si含量保证线材深加工后的钢丝组织性能的热稳定性，同时Si在珠光体组织中铁素体(F)相中的固溶强化，降低了珠光体中硬相渗碳体和软相铁素体之间的机械性能差异，减缓了应力集中和裂纹萌生，从而对线材的综合力学性能提高起到双相耦合强化的作用。
3、高线轧制的线材在进行离线盐浴处理前，在时效库房内进行5-7天的时效处理，时效库房的温度为50-70℃，时效后线材的面缩率＞20％，然后通过汽运和叉车运输到离线盐浴车间进行热处理。
超高强桥索用线材属于过共析钢，其热轧后基本没有面缩率，经过15天时效后，才会有塑性，为降低离线盐浴处理前焊接和放线过程的断丝率，必须进行库房的时效处理。
表1不同钢种的时效5天后的面缩率
时效温度30℃ 时效温度50℃ 时效温度70℃ 时效温度90℃
97B 15％ 20％ 24％ 25％
92B 18％ 22％ 26％ 27％
87Si 20％ 25％ 28％ 29％
87B 22％ 26％ 28％ 29％
表2时效温度50℃下，不同时效周期后的面缩率
时效1天 时效3天 时效5天 时效7天 时效10天
97B 5％ 15％ 20％ 22％ 23％
92B 7％ 17％ 22％ 24％ 25％
87Si 10％ 20％ 25％ 26％ 27％
87B 15％ 25％ 26％ 28％ 29％
面缩率越高，脆断发生率越低。表3不同时效周期后的百吨钢脆断发生率
表3不同时效周期后的放线过程脆断发生率
Figure BDA0003696273490000051
Figure BDA0003696273490000061
4、时效处理后的线材在翻卷机上进行90°翻转，然后通过吊车或者叉车布置到立式放线机上。在不停车的情况下，实现新吊装盘卷的头部和上一盘卷的尾部的对焊。同时完成对焊过程的焊渣的清理和焊接位置的回火处理，整个对焊过程＜10分钟。
翻卷机采用液压和电动驱动方式，翻转90°，实现盘卷和线架由卧式向立式的转换，翻转过程后通过吊车将线架和线材整体布置到立式放线架上。线卷的高度1.2-1.5m，立式放线架的托台直径1.3-1.5m。
线材在立式放线架放线到末期还剩30-40圈的时候，将线架和线材整体吊到不停车对焊小车的托盘上，然后固定。这一过程中收放线速率可以降速到正常工艺的50％-70％，以不影响产品组织性能为原则，也可以不降速。然后启动小车托盘的翻转机构，翻转90°，实现线架和30-40圈线材立式向卧式的转换，然后将尾部固定和放线架上吊运过来的新卷的头部进行对焊。放线后平直的线材通过一个喇叭口，实现后面对焊过程卧式放线和整条产线张力的控制。不停车对焊小车结构如图2所示。
5、对焊后的盘卷在各股收线机组牵引机作用下，线材平直的通过加热炉，实现线材加热和奥氏体化，线材进入加热炉的速度控制在3-6m/min,加热时间控制在10-15min，加热温度控制在900-1000℃。线材出加热炉后以及进入盐浴冷却槽之前，采用N2保护，防止这段距离发生脱碳，N2的流量控制在20-25m3/h。
加热炉采用天然气明火加热方式，加热炉分为5段，各段温度控制为：800-850℃，850-900 ℃，900-930℃，930-1000℃，930-950℃。加热一段温度高于线材的AC1温度50-100℃，将线材迅速软化，保证各股线材不打结。
通过合理控制加热工艺，线材发生奥氏体化，晶粒尺寸控制在8级以上。线材出加热炉后采用N2保护，气氛中氧气含量＜2％，线材通过这一段的时间控制在10-20s，控制线材脱碳。
6、线材进入盐浴冷却槽进行淬火，淬火温度控制在450-550℃，淬火时间40-60s。然后线材进入盐浴等温槽，等温槽温度控制在550-650℃，等温处理时间80-120s。
盐浴温度影响线材的组织性能，为获得细小片层的索氏体组织和相对较短的组织转变时间，需要根据钢种的TTT等温组织转变曲线控制盐浴温度，尤其是盐浴冷却槽和盐浴等温槽的温度和处理时间。450℃下，钢种发生贝氏体相变，无法获得索氏体组织。
表4盐浴等温槽600℃下，不同盐浴冷却槽工艺下的钢种索氏体片层(nm)
450℃ 500℃ 550℃ 600℃ 650℃
97B 50 60 80 100 150
92B 55 67 88 110 180
87Si 70 85 100 130 190
87B 90 120 150 180 210
表5盐浴等温槽600℃下，不同盐浴冷却槽工艺下的钢种抗拉强度(MPa)
450℃ 500℃ 550℃ 600℃ 650℃
97B 1650 1600 1500 1440 1420
92B 1620 1580 1480 1420 1400
87Si 1550 1500 1430 1400 1350
87B 1480 1440 1400 1350 1300
表6盐浴等温槽600℃下，不同盐浴冷却槽工艺下的钢种面缩率(％)
450℃ 500℃ 550℃ 600℃ 650℃
97B 20 25 30 32 30
92B 22 27 33 34 30
87Si 25 30 35 38 33
87B 27 35 40 39 36
等温处理槽的温度影响线材心部成分偏析位置的组织状态，尤其是心部马氏体的比率， 550-650℃温度范围内，等温处理温度越高，其马氏体组织比例越低。
表7盐浴冷却槽550℃下，不同盐浴等温槽温度下的各钢种心部马氏体比率(％)
500℃ 550℃ 600℃ 650℃ 670℃
97B 10 5 3 1 0
92B 5 3 2 1 0
87Si 3 2 1 0 0
87B 2 1 0 0 0
7、线材通过盐浴冷却槽和盐浴等温槽，不采用压辊浸没方式，各股线材在牵引下水平的进出盐浴槽；盐浴槽分为上箱体工作区和下箱体储盐区，通过外部储盐罐的盐泵向上箱体工作区注盐，熔盐注入的量为150-300m3/h，达到200-250mm的液位，熔盐从上箱体两头流入下箱体储盐区，下箱体储盐区通过回盐管路和储盐罐相连，从而实现熔盐的循环。
各股线材水平进入盐浴槽的工作区，工作区液位满足线材的浸没条件，熔盐从储盐罐进入盐浴槽上箱体工作区，然后通过盐浴槽两端流入下箱体，在下箱体发生充分混合均温后，从回盐孔依靠重力作用流回储盐罐，储盐罐的基础和线材的工作面标高的差距在2-3m，盐泵停止工作时，盐浴槽排空，方便进行维修保养、除渣，而熔盐全部回流到储盐罐，并在 300-400℃下进行保温，节能降耗。其布局如图3所示。
为保证盐浴冷却槽快速冷却作用，采用熔盐射流的方式，对浸没的线材进行冷却，熔盐射流自上而下，对线材进行强制换热，增加熔盐在线材附近的流动性，也保证冷却槽工作区温度场的均匀性，射流量为40-60m3/h，射流速度为2-5m/s。
8、在盐浴等温槽的末端布置环形热风刀，对线材表面残盐进行吹扫。线材从直径20-30mm的环形热风刀喷嘴孔进出，热风刀的温度达到300-450℃，风刀喷嘴的角度为30-45°，压力在0.4-0.6MPa。热风刀的热源来自于盐浴冷却槽下箱体储盐区内的金属盘管，通过熔盐将金属盘管内通的压缩空气加热，通过控制流量和压力实现盐浴冷却槽熔盐的冷却，同时给热风刀提供热源，盘管长度20-30m，压缩空气流量80-120m3/h。
盐浴采用的熔盐为硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐等多种盐的混配，其最高使用温度可以达到700℃，凝固点为150℃，450-600℃温度范围内熔盐的粘度为1.6-1.8pc，这一粘度熔盐具有很好的传热系数、流动性、热稳定性，但盐浴后盘条表面会粘附有大量的熔盐，采用常规的清洗方案熔盐结壳很难清除，所以采用热风刀进行表面吹扫，残盐直接回盐浴槽，减少后期的清洗难度，同时实现熔盐的回收。
热风刀的热量来源来自于盐浴冷却槽的冷却风管，冷却风管即保证了盐浴冷却槽温度的恒定，同时为吹扫提供热源，其直接热源是加热线材盘条和熔盐的交换热，这一设计降低了产线的能耗300kW，是节能降耗和余热高效利用的创新工艺。盘管布置上采用弯曲蛇形布置，盘管长度20-30m，壁厚1-3mm，弯曲变径300-400mm，防止热膨胀变形造成风管的翘曲，盘管长度和流量经过计算，保证盐浴冷却槽450-550℃情况下，能够产生300-450℃的热风。
表8不同热风刀温度、压力吹扫工艺下的残盐去除率(％)
Figure BDA0003696273490000081
Figure BDA0003696273490000091
9、线材经过热风刀吹扫后进入超声波清洗机，清洗机前后设计漂洗区和净洗区，并在两区设计超声波振动，超声波振动的频率30-40kHz，功率5-10kW，实现盘条残盐的清洗。漂洗区供水为净洗区，净洗区供水为外界水源。每小时水量为1-1.5m3。净洗区的的末端设计热风刀，实现表面盐水的吹扫，热风刀的气源来自盐浴冷却槽内的冷却盘管。
线材在清洗机采用清洗和超声波震荡两种工艺，清洗机的水采用提升泵将实现清洗水的循环。线材此时温度为500℃以上，在这一过程被水激冷和震荡，残存在氧化铁皮表面的残盐一部分被溶解，一部分接触高温盘条表面的水沸腾膜直接剥离，一部分残盐被超声波震荡脱落。这一过程产生的蒸汽被清洗机上方的蒸汽罩收集，经过冷凝塔回收，清水再次补给给清洗机，实现物料的循环利用。清洗机的水用量控制在最低，线材清洗后温降在100-150 ℃，防止线材激冷产生组织应力，降低塑性，影响盘条的综合力学性能。
表9不同震荡频率和清洗水量下的残盐去除率(％)
0.5m<sup>3</sup>/h 0.8<sup>3</sup>m<sup>3</sup>/h 1<sup>3</sup>m<sup>3</sup>/h 1.2m<sup>3</sup>/h 1.5m<sup>3</sup>/h 1.8m<sup>3</sup>/h
20Hz 2 3 4 5 6 6.2
30Hz 3.1 4.2 5.3 6.2 7.1 7.5
40Hz 4.2 5.3 6.5 7.2 8.3 8.2
50Hz 4.5 5.4 6.6 7.3 8.3 8.3
10、线材通过清洗机后，进入收线机，收线机采用倒立式收线方式，收线机采用自动计数器和焊接区定位功能，对线材的对焊区进行精确定位，采用气压剪实现对焊却的剪除。剪切后，线材整体吊运，打包入库。
实施例1
本方法在开发缆索镀锌钢丝用盘条97B中得到应用，盘条规格14mm，满足7mm、2100MPa镀锌钢丝用的母材要求。高线热轧盘条在70℃时效库房内时效7天，然后运往离线盐浴车间热处理，不停车对焊生产，收放线速率为3.5m/min，加热5段温度950℃，盐浴冷却槽温度550℃，盐浴等温槽温度640℃，热风刀温度450℃，清洗机振动频率40Hz。
经过盐浴热处理，线材抗拉强度在1520MPa以上，面缩率达到33％，索氏体达到95％，片层间距80nm，网碳0.5级以下，马氏体＜0.5级，离异共析球状碳化物＜0.5级，脱碳0.06mm，表面残盐的清除率达到98％，采用16股收放线年产3万吨，成材率达到98％。
实施例2
本方法在开发缆索镀锌钢丝用盘条92B中得到应用，盘条规格14mm，满足7mm、2000MPa镀锌钢丝用的母材要求。高线热轧盘条在70℃时效库房内时效5天，然后运往离线盐浴车间热处理，不停车对焊生产，收放线速率为4m/min，加热5段温度930℃，盐浴冷却槽温度520℃，盐浴等温槽温度600℃，热风刀温度420℃，清洗机振动频率35Hz。
经过盐浴热处理，线材抗拉强度在1480MPa以上，面缩率达到35％，索氏体达到95％，片层间距90nm，网碳0.5级以下，马氏体＜0.5级，离异共析球状碳化物＜0.5级，脱碳0.06mm，表面残盐的清除率达到98％，采用16股收放线年产3.2万吨，成材率达到98％。
实施例3
本方法在开发缆索镀锌钢丝用盘条87Si中得到应用，盘条规格13mm，满足5mm、2000MPa镀锌钢丝用的母材要求。高线热轧盘条在50℃时效库房内时效7天，然后运往离线盐浴车间热处理，不停车对焊生产，收放线速率为4.5m/min，加热5段温度920℃，盐浴冷却槽温度480℃，盐浴等温槽温度560℃，热风刀温度400℃，清洗机振动频率30Hz。
经过盐浴热处理，线材抗拉强度在1450MPa以上，面缩率达到35％，索氏体达到95％，片层间距90nm，网碳0.5级以下，马氏体＜0.5级，离异共析球状碳化物＜0.5级，脱碳0.07mm，表面残盐的清除率达到98％，采用16股收放线年产3.5万吨，成材率达到98％。
实施例4
本方法在开发缆索镀锌钢丝用盘条87B中得到应用，盘条规格13mm，满足5mm、1960MPa镀锌钢丝用的母材要求。高线热轧盘条在50℃时效库房内时效5天，然后运往离线盐浴车间热处理，不停车对焊生产，收放线速率为4.5m/min，加热5段温度910℃，盐浴冷却槽温度470℃，盐浴等温槽温度550℃，热风刀温度400℃，清洗机振动频率30Hz。
经过盐浴热处理，线材抗拉强度在1380MPa以上，面缩率达到40％，索氏体达到93％，片层间距120nm，网碳0.5级以下，马氏体＜0.5级，离异共析球状碳化物＜0.5级，脱碳0.07mm，表面残盐的清除率达到98％，采用16股收放线年产3.5万吨，成材率达到98％。
对比例1
采用传统斯太尔摩风冷风冷工艺生产的14mm92B，抗拉强度在1380MPa左右，面缩率达到25％，索氏体达到85％，片层间距150nm，网碳2级以上，马氏体2级以内，离异共析球状碳化物＜2级，脱碳0.06mm。
对比例2
采用高线轧制+水浴冷却工艺生产的14mm92B，抗拉强度在1390MPa左右，面缩率达到26％，索氏体达到87％，片层间距130nm，网碳1.5级以上，马氏体2级以内，离异共析球状碳化物＜2级，脱碳0.05mm。
对比例3
采用立式停车对焊和常规离线盐浴热处理的工艺14mm92B，满足7mm、2000MPa镀锌钢丝用的母材线材要求。高线热轧盘条在40℃时效库房内时效5天，然后运往离线盐浴车间热处理，停车对焊生产，收放线速率为3.2m/min，加热5段温度920℃，采用单盐槽热处理工艺，盐浴温度548℃，不采用热风刀，常规清洗机。
经过盐浴热处理，线材抗拉强度在1460MPa以上，面缩率达到30％，索氏体达到93％，片层间距100nm，网碳0.5级以下，马氏体＜0.5级，离异共析球状碳化物1级，脱碳0.06mm，表面残盐的清除率60％，采用16股收放线年产2.8万吨，成材率达到92％。
对比例4
采用卧式不停车对焊和常规离线盐浴热处理的工艺14mm92B，满足7mm、2000MPa镀锌钢丝用的母材线材要求。高线热轧盘条直接运往离线盐浴车间热处理，不停车对焊生产，收放线速率为2.8m/min，加热5段温度920℃，采用单盐槽热处理工艺，盐浴温度528℃，不采用热风刀，常规清洗机。
经过盐浴热处理，线材抗拉强度在1470MPa以上，面缩率达到28％，索氏体达到95％，片层间距90nm，网碳0.5级以下，马氏体＜1级，离异共析球状碳化物1级，脱碳0.06mm，表面残盐的清除率50％，采用16股收放线年产1.5万吨，成材率达到95％。
对比例5
采用立式停车对焊和常规单槽离线铅浴热处理的工艺14mm92B，满足7mm、2000MPa镀锌钢丝用的母材线材要求。高线热轧盘条在40℃时效库房内时效5天，然后运往离线盐浴车间热处理，停车对焊生产，收放线速率为3.5m/min，加热5段温度980℃，采用单铅浴槽热处理工艺，铅浴温度528℃，不采用热风刀，常规清洗机。
经过铅浴热处理，线材抗拉强度在1480MPa以上，面缩率达到30％，索氏体达到95％，片层间距100nm，网碳0.5级以下，马氏体＜1级，离异共析球状碳化物1级，脱碳0.06mm，采用16股收放线年产2.8万吨，表面凹坑出现率20％，成材率达到93％。

Claims (10)

1.一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，其特征在于,包括：线材轧制，线材时效处理，线材盘卷翻转，放线台布置，盘卷不停车头尾对焊，盘卷立式放线，线材加热，线材盐浴冷却槽淬火处理，线材盐浴等温槽等温处理，热风刀表面残盐吹扫，超声波清洗，表面盐水热风刀吹扫，收线机收线，吊装、称重、打包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，线材轧制的坯料为连铸坯或者二次开坯，其坯料的化学成分包括：C含量0.8-1.2％，Si含量0.8-1.2％，Mn含量0.3-0.6％，Cr含量0.2-0.4％，S含量＜0.01％，P含量＜0.01％；轧制的坯料经过高线连轧和斯太尔摩风冷后收集打包，线材的规格尺寸控制在12.5-16mm，卷重2-3t。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高线轧制的线材在进行离线盐浴处理前，在时效库房内进行5-7天的时效处理，时效库房的温度为50-70℃，时效后线材的面缩率＞20％，然后通过汽运和叉车运输到离线盐浴车间进行热处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，时效处理后的线材在翻卷机上进行90°翻转，然后通过吊车或者叉车布置到立式放线机上；在不停车的情况下，将上一卷剩余的尾部30-40圈和线架整体调到放线不停车对焊小车上，然后将线架和上一卷剩余的尾部30-40圈倾倒90°，放线由立式转变为卧式，然后立式放线架上新吊装盘卷的头部和上一卷卧式放线的尾部进行不停车对焊；同时完成对焊过程的焊渣的清理和焊接位置的回火处理，整个对焊过程＜10分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对焊后的盘卷在各股收线机组牵引机作用下，线材平直的通过加热炉，实现线材加热和奥氏体化，线材进入加热炉的速度控制在3-6m/min,加热时间控制在10-15min，加热温度控制在900-1000℃；线材出加热炉后以及进入盐浴冷却槽之前，采用N2保护，防止这段距离线材发生脱碳，N2的流量控制在20-25m3/h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，线材进入盐浴冷却槽进行淬火，淬火温度控制在450-550℃，淬火时间40-60s；然后线材进入盐浴等温槽，等温槽温度控制在550-650℃，等温处理时间80-120s。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，线材通过盐浴冷却槽和盐浴等温槽，不采用压辊浸没方式，各股线材在牵引下水平的进出盐浴槽；盐浴槽分为上箱体工作区和下箱体储盐区，通过外部储盐罐的盐泵向上箱体工作区注盐，熔盐注入的量为150-300m3/h，达到200-250mm的液位，熔盐从上箱体两头流入下箱体储盐区，下箱体储盐区通过回盐管路和储盐罐相连，回流管道的入口可布置在下箱体储盐区的侧壁，也可以布置在下箱体储盐区的底部，从而实现熔盐的循环。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在盐浴等温槽的末端布置环形热风刀，对线材表面残盐进行吹扫；线材从直径20-30mm的环形热风刀喷嘴孔进出，热风刀的温度达到300-450℃，风刀喷嘴的角度为30-45°，压力在0.4-0.6MPa；热风刀的热源来自于盐浴冷却槽下箱体储盐区内的金属盘管，熔盐将金属盘管内通的压缩空气加热，通过控制流量和压力实现盐浴冷却槽熔盐的冷却和熔盐温度恒定，同时给热风刀提供热源，盘管长度20-30m，压缩空气流量80-120m3/h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，线材经过热风刀吹扫后进入超声波清洗机，清洗机前后设计漂洗区和净洗区，并在两区设计超声波振动，超声波振动的频率30-40kHz，功率5-10kW，实现盘条残盐的清洗。漂洗区供水为净洗区，净洗区供水为外界水源。每小时水量为1-1.5m3；净洗区的的末端设计热风刀，实现表面盐水的吹扫，热风刀的气源来自盐浴冷却槽内的冷却盘管。
10.根据权力要求1所述的方法，其特征在于，线材通过清洗机后，进入收线机，收线机采用倒立式收线方式，收线机采用自动计数器和焊接区定位功能，对线材的对焊区进行精确定位，采用气压剪实现对焊却的剪除；剪切后，线材整体吊运，打包入库。
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