CN116904838B - 高碳钢盘条及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高碳钢盘条及其生产方法,通过对碳含量0.80%以上的钢盘条的连铸和轧制过程参数进行控制,合理设计连铸水冷参数、以及轧制和冷却工序相关参数,尤其是对轧制孔型制度进行了优化设计,结合连铸工艺,采用粗轧大变形量的轧制制度,可以有效降低高碳钢盘条晶界渗碳体级别,提高盘条组织性能均匀性。当碳含量≤0.88%,且≥0.80%时,盘条网状渗碳体为A级,当碳含量>0.89%,且≤0.94%时,盘条网状渗碳体≤B级,且B级检出率≤20%,大大提高了盘条组织性能均匀性,实现了对高碳钢晶界渗碳体的有效控制,且生产方法效率高,无需采用大方坯轻压下等手段,且无需在控轧控冷过程中提高温度。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域,具体地涉及一种高碳钢盘条及其生产方法。
背景技术
帘线钢作为高碳钢中重要的类别,用于制作汽车轮胎骨架材料,随着汽车轻量化的需求,对帘线钢的强度要求也越来越高,最普遍的方法是通过提高碳含量来增加强度。但是,过高的碳含量会导致组织均匀性控制难度逐渐增加,尤其是晶界渗碳体的控制,对于HT及以上级别帘线钢通常采用碳含量0.80%以上的高碳钢盘条,属于过共析钢,冶炼过程不可避免的会存在偏析,进而在冷却过程中导致晶界渗碳体的产生,而偏析和晶界渗碳体对帘线钢生产过程的危害是巨大的,会降低晶界结合力,导致拉拔断丝,影响生产效率。
现有技术对高碳钢的网状碳化物的控制通常包括三种控制思路:一是对炼钢过程进行控制,尤其是连铸过程参数的控制,降低偏析指数,或者采用大方坯二火材;二是轧制工艺的优化,提高加热温度或延长加热时间,促进偏析的扩散,以及提高冷却速度等;三是对偏析导致的网状渗碳体的消除,即重新将盘条进行奥氏体化处理,采用盐浴或水浴处理,使得盘条组织转变为均匀的索氏体化组织。
但是,现有技术中采用大方坯轻压下等手段来降低铸坯偏析,进而减少晶界渗碳体的产生,或者在控轧控冷过程中提高温度,来达到均匀成分的目的,虽然都可以达到减少晶界渗碳体的目的,但是会大大降低生产效率,加长生产周期,增加成本,且现有技术基本都采用转炉长流程进行生产,碳排放高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高碳钢盘条及其生产方法。
本发明提供一种高碳钢盘条生产方法,所述盘条的化学成分以质量百分比计包括:C:0.80~0.94%、Si:0.15~0.25%、Mn:0.20~0.60%、Cr≤0.35%、其余为Fe和其它不可避免的杂质;
所述生产方法包括步骤:
按照化学成分配比,通过铁水预脱硫工序、电炉冶炼工序和LF精炼工序进行冶炼得到钢液;
将所述钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯,在所述连铸工序中采用多区水雾冷却,多区水雾冷却依次分配的水量先升高后降低;
加热所述连铸坯,对所述连铸坯依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧后得到盘条,其中,在所述粗轧阶段依次采用平立交替的无孔型平辊轧制和平立交替的箱型孔轧制,在所述中轧阶段采用椭圆和圆孔轧制,在所述精轧阶段采用水冷;
对轧制后所述盘条进行风冷。
作为本发明的进一步改进,所述在所述连铸工序中采用水雾冷却,具体包括:
在连铸二冷段采用五区水雾冷却,总冷却水量控制为650~700L/min,五区中,第一区至第五区水量依次分配为27:35:16:12:10。
作为本发明的进一步改进,所述连铸工序还包括:
在连铸过程中,采用中间包感应加热,加热过热度控制为10±3℃。
作为本发明的进一步改进,所述连铸工序还包括:
拉拔速度控制为2.7±0.2m/min,结晶器内液面波动范围控制为80±3mm,结晶器内液渣层厚度控制为8~10mm。
作为本发明的进一步改进,所述加热连铸坯,具体包括:
加热过程中控制加热炉内炉气和空气的成分和含量,将炉气中的H2O含量控制为≤1%,加热段过剩空气系数控制为1.01~1.03,均热段过剩空气系数控制为0.91~0.95。
作为本发明的进一步改进,所述加热连铸坯,还包括:
所述连铸坯出炉时表面温度控制为1150~1180℃,所述连铸坯出炉时角部温度控制为1140~1160℃,并控制所述连铸坯芯部和表面温差≤10℃,控制所述连铸坯长度方向最大温差≤15℃;
所述连铸坯在出加热炉时,其奥氏体晶粒尺寸控制为80~90μm。
作为本发明的进一步改进,所述对所述连铸坯依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧后得到盘条,具体包括:
对所述连铸坯依次通过6机架轧机进行粗轧、6机架轧机进行中轧、4机架轧机进行预精轧和10机架轧机进行精轧后得到盘条。
作为本发明的进一步改进,所述在所述粗轧阶段依次采用平立交替的无孔型平辊轧制和平立交替的箱型孔轧制,具体包括:
在所述粗轧阶段,第1~4架轧机采用平立交替的无孔型平辊轧制,延伸系数控制为1.60~1.80,机架间水冷压力控制为0.2~0.5bar,轧件角部温度控制≥1020℃,在不同机架间坯料温降控制为≤30℃;
第5~6架轧机采用平立交替的箱型孔轧制,延伸系数控制为1.30~1.50,轧件角部温度控制为≥1000℃;
轧件出第6架粗轧轧机时,其奥氏体晶粒尺寸控制为30~50μm。
作为本发明的进一步改进,还包括:
在所述粗轧阶段,在第1架轧机轧辊表面进行斜交45°的刻痕,刻痕深度为11~13mm。
作为本发明的进一步改进,所述在所述中轧阶段采用椭圆和圆孔轧制,还包括:
在所述中轧阶段,采用椭圆和圆孔轧制,延伸系数控制为1.15~1.35;
轧件出第6架中轧轧机时,其奥氏体晶粒尺寸控制为25~35μm。
作为本发明的进一步改进,所述在所述精轧阶段采用水冷,具体包括:
将轧件进入精轧轧机入口的温度控制为920~930℃,将精轧轧机间的水流量控制为120~150L/min,在精轧后通过两段水冷箱对板条进行冷却,两段水冷箱的水流量分别控制为800~950L/min和920~1000L/min。
作为本发明的进一步改进,所述对轧制后所述盘条进行风冷,具体包括:
将吐丝机倾角控制为13~18°,吐丝温度控制为960±5℃,开启第1~5段保温盖,每段保温盖处通过两台风机进行风冷,第1~3段风机风量为20Wm3/h,第4~5段风机风量为16Wm3/h,第1段两台风机的风量均控制为75%,第2段两台风机风量分别控制为75%和65%,第3段两台风机风量分别控制为60%和55%,第4段两台风机风量分别控制为50%和30%,第5段两台风机风量分别控制为20%和0,关闭其余风机,关闭第6~8段保温罩,并开启其余保温罩。
本发明还提供一种高碳钢盘条,其采用上述的高碳钢盘条生产方法制造得到。
作为本发明的进一步改进,所述盘条直径为5.0~6.5mm,经4%的高锰酸钾碱性溶液加热至85℃腐蚀20min后,参照ISO 16120-1:2017标准,碳含量≤0.88%,且≥0.80%时,盘条网状渗碳体为A级,碳含量>0.89%,且≤0.94%时,盘条网状渗碳体≤B级,且B级检出率≤20%。
本发明的有益效果是:本发明通过对碳含量0.80%以上的钢盘条的连铸和轧制过程参数进行控制,合理设计连铸水冷参数以及轧制和冷却工序相关参数,尤其是对轧制孔型制度进行了优化设计,结合连铸工艺,采用粗轧大变形量的轧制制度,可以有效降低高碳钢盘条晶界渗碳体级别,提高盘条组织性能均匀性。当碳含量≤0.88%时,盘条网状渗碳体为A级,当碳含量≥0.89%时,盘条网状渗碳体≤B级,且B级检出率≤20%,大大提高了盘条组织性能均匀性,实现了对高碳钢晶界渗碳体的有效控制,且生产方法效率高,无需采用大方坯轻压下等手段,且无需在控轧控冷过程中提高温度。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的高碳钢盘条生产方法步骤示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,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方式,都属于本发明保护的范围。
下面详细描述本发明的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本实施方式提供一种高碳钢盘条生产方法,通过对连铸和轧制过程参数进行控制,合理设计连铸水冷参数、轧制和冷却工序相关参数,尤其是对轧制孔型制度进行了优化设计,结合连铸工艺,采用粗轧大变形量的轧制制度,可以有效降低高碳钢盘条晶界渗碳体级别,提高盘条组织性能均匀性。
本实施方式提供一种高碳钢盘条生产方法。
盘条的化学成分以质量百分比计包括:C:0.80~0.94%、Si:0.15~0.25%、Mn:0.20~0.60%、Cr≤0.35%,其余为Fe和其它不可避免的杂质。本实施方式中的钢种为帘线钢,帘线钢为用于制作轮胎帘线的特殊类型的钢材。
如图1所示,生产方法包括步骤:
S1:按照化学成分配比,通过铁水预脱硫工序、电炉冶炼工序和LF精炼工序进行冶炼得到钢液。
S2:将钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯,在连铸工序中采用多区水雾冷却,多区水雾冷却依次分配的水量先升高后降低。
S3:加热连铸坯,对连铸坯依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧后得到盘条,其中,在粗轧阶段依次采用平立交替的无孔型平辊轧制和平立交替的箱型孔轧制,在中轧阶段采用椭圆和圆孔轧制,在精轧阶段采用水冷。
S4:对轧制后盘条进行风冷。
在步骤S1中,采用电炉进行冶炼,相比于转炉的长流程冶炼,电炉冶炼产生较少的废气和废渣,因此在环保性方面更有优势,且电炉冶炼具有较强的温度和合金成分控制能力,可以更精确地控制钢的质量和性能,从而保证经过后续工序生产得到的盘条组织均匀性更高。铁水预脱硫工序和LF精炼工序为钢铁冶炼常用工序,可以提高铁水的洁净度和均匀性,具体在此不再赘述。
在步骤S2中,采用小方坯连铸,小方坯连铸具有较强的温度和成分控制能力,可以生产均匀的坯料,从而提高最终产品的质量。
连铸工序其具体包括:
在连铸过程中,采用中间包感应加热,加热过热度控制为10±3℃。拉拔速度控制为2.7±0.2m/min,结晶器内液面波动范围控制为80±3mm,结晶器内液渣层厚度控制为8~10mm。
在连铸二冷段采用五区水雾冷却,总冷却水量控制为650~700L/min,五区中,第一区至第五区水量依次分配为27:35:16:12:10。
中间包是一个用于储存和保温熔融金属的容器,中间包感应加热通过电磁感应原理对中间包内的金属进行加热的方法。在连铸过程中,通过控制感应加热设备,可以将中间包内的金属加热到所需的温度。将中间包加热过热度控制为10±3℃,结晶器内液面波动范围控制为80±3mm,拉拔速度控制为2.7±0.2m/min,可以保持连铸过程的稳定性,以确保坯料的凝固和形状稳定,使连铸坯结构更加均匀。
采用低过热度,钢水进入结晶器之后表层会迅速形成凝固层,配合五区的二冷段的水雾冷却,快速降温,提高心部钢液的冷却速度,能够显著提升连铸坯等轴晶的比例,减少枝晶偏析,降低碳锰在坯料芯部的富集,降低偏析。在第一区和第二区,采用较高的冷却水分配,可以促使坯料迅速形成外部凝固层,提高冷却速度。在第三区至第五区逐渐降低冷却水分配,有助于维持坯料的均匀冷却,防止过快的凝固,从而减少内部应力和晶界偏析,从而获得更均匀的组织和性能。
进一步的,结晶器保护渣使用前需进行烘烤,烘烤温度控制为85~90℃,烘烤时间6~8h。在连铸过程中,结晶器保护渣是一种用于保护铸坯表面的物质,其可以防止铸坯与外界氧气的直接接触,从而减少氧化反应和表面缺陷的产生。通过烘烤可以去除保护渣中的水分和挥发性成分,以提高其稳定性和附着力。烘烤时间控制为6~8小时,以确保让保护渣中的水分和挥发性成分充分挥发,确保保护渣达到理想的干燥状态。
在步骤S3中,先对连铸坯进行加热,改善组织的均匀性和性能,减小内部应力,改善坯料的可塑性,使得坯料在轧制过程中更容易变形,为后续的轧制加工提供更好的条件,提高最终产品的质量和性能。
具体的,在加热过程中,控制加热炉内炉气和空气的成分和含量,将炉气中的H2O含量控制为≤1%,加热段过剩空气系数控制为1.01~1.03,均热段过剩空气系数控制为0.91~0.95。
对于钢帘线用盘条,需要经多道次的拉拔和扭转,来制成钢帘线成品,若产生表面脱碳会降低盘条表层强度和硬度,影响钢丝的扭转和疲劳性能。通过控制炉气中的水汽含量,同时控制加热和均热时的过剩空气系数,可以降低加热过程中的氧分,从而起到降低脱碳层深度,抑制全脱碳现象的作用。
具体的,连铸坯出炉时表面温度控制为1150~1180℃,连铸坯出炉时角部温度控制为1140~1160℃,并控制连铸坯芯部和表面温差≤10℃,控制连铸坯长度方向最大温差≤15℃。
可以通过控制烧嘴的分布和燃烧时间,使热量均匀地传递到坯料的各个部分,来起到减少坯料表面和角部温差、芯表温差以及长度方向温差的作用,从而进一步提升坯料加热质量,提高温度均匀性,改善组织和成分均匀性。
连铸坯在出加热炉时,其奥氏体晶粒尺寸控制为80~90μm。
进一步的,在步骤S3中,轧制过程包括:
对连铸坯依次通过6机架轧机进行粗轧、6机架轧机进行中轧、4机架轧机进行预精轧和10机架轧机进行精轧后得到盘条。
在粗轧阶段,通过辊轧的挤压和形变,将连铸坯逐渐变形成较大的尺寸。粗轧的目的是减小截面尺寸,改善连铸坯的形状,以便后续的轧制过程更加顺利进行。在中轧和预精轧阶段,进一步对轧件进行加工,为后续的精轧做准备。在精轧阶段,将轧件的尺寸和形状进一步轧制调整到最终的产品规格。通过多道次的轧制,逐步均匀地将连铸坯变形为所需的尺寸和形状,可以确保最终的盘条结构的均匀性。
具体的,在粗轧阶段,第1~4架轧机采用平立交替的无孔型平辊轧制,延伸系数控制为1.60~1.80,机架间水冷压力控制为0.2~0.5bar,轧件角部温度控制为≥1020℃,在不同机架间坯料温降控制为≤30℃。第5~6架轧机采用平立交替的箱型孔轧制,延伸系数控制为1.30~1.50,轧件角部温度控制为≥1000℃。
轧件出第6架粗轧轧机时,其奥氏体晶粒尺寸控制为30~50μm。
具体的,在中轧阶段,采用椭圆和圆孔轧制,延伸系数控制为1.15~1.35。
轧件出第6架中轧轧机时,其奥氏体晶粒尺寸控制为25~35μm。
在粗轧开始阶段,先采用大压下量的无孔型轧制,提高轧制压缩比,可以将连铸过程带来的心部缺陷通过大变形进一步消除和均匀化,并且将延伸系数控制为1.60~1.80,以保证轧件变形更均匀,表面质量和尺寸精度更好。通过对水冷压力、轧件角部温度、不同机架件坯料温降进行控制,以保证轧制过程中轧件温度的均匀性。
在粗轧后续阶段,采用箱型孔轧制,并在中轧阶段采用椭圆和圆孔轧制,配合对延伸系数的控制,孔型的逐渐调整使轧件在轧制过程中实现多道次更均匀的变形,进一步实现结构均匀化。
进一步的,在粗轧阶段,在第1架轧机轧辊表面进行斜交45°的刻痕,刻痕深度为11~13mm,通过增加刻痕,可以提高摩擦系数从而增加轧辊对坯料的咬合能力。
具体的,在精轧阶段,将轧件进入精轧轧机入口的温度控制为920~930℃,将精轧轧机间的水流量控制为120~150L/min,在精轧后通过两段水冷箱对板条进行冷却,两段水冷箱的水流量分别控制为800~950L/min和920~1000L/min。
进一步的,通过将精轧前活套高度调整为≤150mm,控制预精轧和精轧间轧制张力,从而获得更好的轧制质量和一致性。
在步骤S4中,对盘条进行风冷包括:
将吐丝机倾角控制为13~18°,吐丝温度控制为960±5℃,开启第1~5段保温盖,每段保温盖处通过两台风机进行风冷,第1-3段风机风量为20Wm3/h,第4-5段风机风量为16Wm3/h,第1段两台风机的风量均控制为75%,第2段两台风机风量分别控制为75%和65%,第3段两台风机风量分别控制为60%和55%,第4段两台风机风量分别控制为50%和30%,第5段两台风机风量分别控制为20%和0,关闭其余风机,关闭第6~8段保温罩,并开启其余保温罩。
将步骤S3中轧制过程中和轧后水冷以及步骤S4中风冷相结合,多种冷却手段综合使用,使得轧件芯部和表面冷却更加均匀。在风冷阶段,采用高温吐丝风冷,可以在晶界渗碳体形成的关键温度范围内迅速进行冷却,减少晶界渗碳体的生成,从而控制晶界组织的演变,此外,通过适当控制冷却过程,还可以避免过冷导致的硬相组织的生成,确保轧件的组织性能和力学性能得到良好的控制。
本实施方式还提供一种高碳钢盘条,其采用上述的高碳钢盘条生产方法制造得到。
盘条直径为5.0~6.5mm,经4%的高锰酸钾碱性溶液加热至85℃腐蚀20min后,参照ISO 16120-1:2017标准,碳含量≤0.88%,且≥0.80%时,盘条网状渗碳体为A级,碳含量>0.89%,且≤0.94%时,盘条网状渗碳体≤B级,且B级检出率≤20%。
以下通过2个实施例和1个对比例进一步对本发明的具体实施方式予以介绍。
按照上述的高碳钢盘条生产方法进行生产,具体工艺参数如下。
连铸工序中各个实施例和对比例参数如表1所示。连铸的坯料尺寸为140mm×140mm,结晶器保护渣使用之前需进行烘烤处理,实施例1和2烘烤温度为85~90℃,烘烤时间6-8h,对比例无烘烤。
表1
对坯料进行加热炉加热,加热炉和连铸坯温度如表2所示。
表2
实施例1中第1~4机架轧机间水冷压力为0.25bar,轧件角部温度为1062℃,轧件温降为25℃,实施例2第1~4机架轧机间水冷压力调整为0.42bar,轧件角部温度为1032℃,轧件温降为23℃,对比例粗轧第1~2轧机为箱型孔,其余为椭圆-圆孔型,粗轧机架间水冷压力为0.84bar,轧件角部温度为965℃,轧件温降为32℃,轧制延伸系数如表3所示。
表3
实施例1和2中轧辊表面进行斜交45°的刻痕,刻痕深度为11-13mm,对比例轧辊为光滑表面。
精轧水冷和温度控制参数如表4所示。
表4
轧制完的盘条进入吐丝机和斯太尔摩风冷线进行控冷,进而得到所需的组织性能的盘条,其中,第1-3段风机风量为20Wm3/h,第4-5段风机风量为16Wm3/h,关闭第6-8段保温罩,其余参数如表5所示。
表5
对盘条进行取样,每炉取6支样品,采用4%的高锰酸钾碱性溶液加热至85℃腐蚀20min后,观察盘条金相,检测的晶界渗碳体级别如表6所示,由表可知,实施例1晶界渗碳体级别全部为A级,实施例2有一例晶界渗碳体级别为B级,其余都为A级,对比例晶界渗碳体级别存在2个B级和一个C级,显著差于实施例1和2。
表6
综上所述,本发明通过对碳含量0.80%以上的钢盘条的连铸和轧制过程参数进行控制,合理设计连铸水冷参数以及轧制和冷却工序相关参数,尤其是对轧制孔型制度进行了优化设计,结合连铸工艺,采用粗轧大变形量的轧制制度,可以有效降低高碳钢盘条晶界渗碳体级别,提高盘条组织性能均匀性。碳含量≤0.88%,且≥0.80%时,盘条网状渗碳体为A级,碳含量>0.89%,且≤0.94%时,盘条网状渗碳体≤B级,且B级检出率≤20%,大大提高了盘条组织性能均匀性,实现了对高碳钢晶界渗碳体的有效控制,且生产方法效率高,无需采用大方坯轻压下等手段,且无需在控轧控冷过程中提高温度。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高碳钢盘条生产方法,其特征在于,
所述盘条的化学成分以质量百分比计包括:C:0.80~0.94%、Si:0.15~0.25%、Mn:0.20~0.60%、Cr≤0.35%,其余为Fe和其它不可避免的杂质;
所述生产方法包括步骤:
按照化学成分配比,通过铁水预脱硫工序、电炉冶炼工序和LF精炼工序进行冶炼得到钢液;
将所述钢液通过连铸工序铸造形成连铸坯,在连铸过程中,采用中间包感应加热,加热过热度控制为10±3℃,拉拔速度控制为2.7±0.2m/min,结晶器内液面波动范围控制为80±3mm,结晶器内液渣层厚度控制为8~10mm,在所述连铸工序中采用多区水雾冷却,多区水雾冷却依次分配的水量先升高后降低,在连铸二冷段采用五区水雾冷却,总冷却水量控制为650~700L/min,五区中,第一区至第五区水量依次分配为27:35:16:12:10;
加热所述连铸坯,对所述连铸坯依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧后得到盘条,其中,在所述粗轧阶段依次采用平立交替的无孔型平辊轧制和平立交替的箱型孔轧制,在所述中轧阶段采用椭圆和圆孔轧制,在所述精轧阶段采用水冷;
具体的,在所述粗轧阶段,第1~4架轧机采用平立交替的无孔型平辊轧制,延伸系数控制为1.60~1.80,机架间水冷压力控制为0.2~0.5bar,轧件角部温度控制为≥1020℃,在不同机架间坯料温降控制为≤30℃;
第5~6架轧机采用平立交替的箱型孔轧制,延伸系数控制为1.30~1.50,轧件角部温度控制为≥1000℃;
轧件出第6架粗轧轧机时,其奥氏体晶粒尺寸控制为30~50μm;
将轧件进入精轧轧机入口的温度控制为920~930℃,将精轧轧机间的水流量控制为120~150L/min,在精轧后通过两段水冷箱对板条进行冷却,两段水冷箱的水流量分别控制为800~950L/min和920~1000L/min;
对轧制后所述盘条进行风冷;
将吐丝机倾角控制为13~18°,吐丝温度控制为960±5℃,开启第1~5段保温盖,每段保温盖处通过两台风机进行风冷,第1~3段风机风量为20Wm3/h,第4~5段风机风量为16Wm3/h,第1段两台风机的风量均控制为75%,第2段两台风机的风量分别控制为75%和65%,第3段两台风机的风量分别控制为60%和55%,第4段两台风机的风量分别控制为50%和30%,第5段两台风机的风量分别控制为20%和0,关闭其余风机,关闭第6~8段保温罩,并开启其余保温罩。
2.根据权利要求1所述的高碳钢盘条生产方法,其特征在于,所述加热连铸坯,具体包括:
加热过程中控制加热炉内炉气和空气的成分和含量,将炉气中的H2O含量控制为≤1%,加热段过剩空气系数控制为1.01~1.03,均热段过剩空气系数控制为0.91~0.95。
3.根据权利要求1所述的高碳钢盘条生产方法,其特征在于,所述加热连铸坯,还包括:
所述连铸坯出炉时表面温度控制为1150~1180℃,所述连铸坯出炉时角部温度控制为1140~1160℃,并控制所述连铸坯芯部和表面温差≤10℃,控制所述连铸坯长度方向最大温差≤15℃;
所述连铸坯在出加热炉时,其奥氏体晶粒尺寸控制为80~90μm。
4.根据权利要求1所述的高碳钢盘条生产方法,其特征在于,所述对所述连铸坯依次进行粗轧、中轧、预精轧和精轧后得到盘条,具体包括:
对所述连铸坯依次通过6机架轧机进行粗轧、6机架轧机进行中轧、4机架轧机进行预精轧和10机架轧机进行精轧后得到盘条。
5.根据权利要求4所述的高碳钢盘条生产方法,其特征在于,还包括:
在所述粗轧阶段,在第1架轧机轧辊表面进行斜交45°的刻痕,刻痕深度为11~13mm。
6.根据权利要求4所述的高碳钢盘条生产方法,其特征在于,所述在所述中轧阶段采用椭圆和圆孔轧制,还包括:
在所述中轧阶段,采用椭圆和圆孔轧制,延伸系数控制为1.15~1.35;
轧件出第6架中轧轧机时,其奥氏体晶粒尺寸控制为25~35μm。
7.根据权利要求1所述的高碳钢盘条生产方法,其特征在于,所述在所述精轧阶段采用水冷,具体包括:
将轧件进入精轧轧机入口的温度控制为920~930℃,将精轧轧机间的水流量控制为120~150L/min,在精轧后通过两段水冷箱对板条进行冷却,两段水冷箱的水流量分别控制为800~950L/min和920~1000L/min。
8.一种高碳钢盘条,其特征在于,采用权利要求1~7中任一项所述的高碳钢盘条生产方法制造得到。
9.根据权利要求8所述的高碳钢盘条,其特征在于,所述盘条直径为5.0~6.5mm,经4%的高锰酸钾碱性溶液加热至85℃腐蚀20min后,参照ISO 16120-1:2017标准,碳含量≤0.88%,且≥0.80%时,盘条网状渗碳体为A级,碳含量>0.89%,且≤0.94%时,盘条网状渗碳体≤B级,且B级检出率≤20%。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103817148A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-05-28 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种减少帘线用盘条网状渗碳体的控制方法 |
CN110508614A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-29 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种消除过共析工具钢盘条渗碳体魏氏组织的控轧控冷工艺 |
CN115055654A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-16 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高碳钢盘条及其生产方法 |
CN115287547A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-11-04 | 张家港荣盛特钢有限公司 | 一种桥梁缆索钢盘条及其制备方法 |
CN115430706A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-06 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高碳钢盘条的生产方法以及高碳钢盘条 |
CN115976415A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-18 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种特高强度85级帘线钢盘条及其生产方法 |
CN116695014A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-05 | 鞍钢股份有限公司 | 具有均匀变形性能的高碳钢盘条及制造工艺 |
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---|---|---|---|---|
CN103817148A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-05-28 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种减少帘线用盘条网状渗碳体的控制方法 |
CN110508614A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-29 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种消除过共析工具钢盘条渗碳体魏氏组织的控轧控冷工艺 |
CN115055654A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-09-16 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高碳钢盘条及其生产方法 |
CN115287547A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-11-04 | 张家港荣盛特钢有限公司 | 一种桥梁缆索钢盘条及其制备方法 |
CN115430706A (zh) * | 2022-10-08 | 2022-12-06 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 高碳钢盘条的生产方法以及高碳钢盘条 |
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CN116695014A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-05 | 鞍钢股份有限公司 | 具有均匀变形性能的高碳钢盘条及制造工艺 |
CN116695013A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-05 | 鞍钢股份有限公司 | 用于Z型钢丝生产的1100MPa级高碳钢盘条及其生产工艺 |
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