CN116984388B - 一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盘条生产技术领域，具体涉及一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺。首先将精轧后钢筋降温至950~1050℃，然后以120℃/s~150℃/s水冷的方式冷却至880℃~920℃；并控制吐丝温度为900~920℃；再次采用水冷的方式快速冷却至850℃~860℃；控制斯太尔摩线上风机全部关闭、初始辊道速度设定为0.10~0.15m/s，且沿运输方向通过辊道增速，每前进一个辊道，速度提高0.01~0.02m/s，同时保温罩全部打开；最终保证盘卷的收集温度控制在300~400℃。本发明通过调整控冷工艺的实施，有效减少帘线钢盘条氧化铁皮，提高了拔丝成品的成材率，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于盘条生产技术领域，具体涉及一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺。
背景技术
帘线钢是制造钢帘线的母材，要求很高、制造难度很大，被誉为“线材制品中皇冠上的明珠”；帘线钢盘条主要用于生产子午线轮胎用钢帘线，在加工钢帘线过程中，要将Φ5.5 mm盘条拉拔成Φ0.15-0.38 mm的极细钢丝，接近拉拔工艺的极限；而且还要经过高速双捻机合股成线，深加工流程长且复杂，更对帘线钢盘条的表面质量要求苛刻。氧化铁皮的厚度和结构直接影响盘条机械剥壳效果，若去除不干净对后续的拉拔表面和电镀表面都有较大的影响。因此对盘条氧化铁皮的厚度、非金属夹杂物尺寸及成分、表面质量等指标要求极高。
若帘线钢的组织不均将导致帘线钢细微的缺陷，在加工过程中会暴露，将造成断丝或钢丝性能不达标。对于机械剥壳工艺去除氧化铁皮，要求盘条表面氧化层厚而疏松易于脱落。对于酸洗工艺去除氧化铁皮，要求盘条表面氧化层单薄，易于酸洗去除而不浪费酸液；所以对帘线钢盘条的氧化铁皮结构和厚度的控制，是目前亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明目的在于克服上述缺陷，提供一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，避免异常组织的产生并降低氧化皮的厚度，提升下游加工的机械除磷效果，同时保证产品后续的可加工性，提高产品的质量。
为了实现以上目的，本发明采取如下技术方案；
一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，具体步骤如下：
（1）经钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞，得到除鳞后的钢坯；
（2）基于步骤（1）得到的除鳞后钢坯进行控冷轧制得到目标规格盘条；首先将精轧后得到的钢筋降温至950~1050℃，然后采用水冷的方式以120℃/s~150℃/s的速度冷却至880℃~920℃；并控制吐丝温度为900~920℃；吐丝后再次采用水冷的方式以120℃/s~150℃/s 的速度快速冷却至850℃~860℃，得到热轧圆盘条；
（3）冷却收集：基于步骤（2）得到的盘条在斯太尔摩线上按慢冷工艺控制冷却并集卷收集盘条；控制斯太尔摩线上风机全部关闭、初始辊道速度设定为0.10~0.15m/s，且沿运输方向通过辊道增速，每前进一个辊道，速度提高0.01~0.02m/s，以使同圈温度均匀，同时保温罩全部打开；最后集卷器进行盘条收集，最终保证盘卷的收集温度控制在300~400℃；
所述帘线钢盘条为YLX80A，其化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.80～0.85％，Mn：0.45～0.60％，Si：0.15～0.30％，Cr：≤0.08％，P≤ 0.020％，S≤0.015％，Ni≤0.05％，Cu≤0.05％，Al≤0 .003％，Ti≤0 .002％，[O]≤0 .002％，[N]≤0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
优选的，步骤（2）中所述精轧后钢筋降温至950~1000℃。
优选的，步骤（2）中水冷的速度为140℃/s~150℃/s。
优选的，步骤（3）中初始辊道速度为0.14~0.15m/s。
优选的，步骤（3）中盘卷的收集温度控制在320~350℃。
（1）本发明通过合理控制精轧后水冷参数，使钢筋在精轧后经均匀持续快速冷却到要求的吐丝温度，避免在水冷过程中出现因芯部回温造成的表面氧化，降低总氧化铁皮重量比例；同时冷速限定为120℃/s-150℃/s，如果冷速过慢盘条内层氧化铁皮FeO在风冷线会逐步变成Fe3O4。
（2）为了避免氧化铁皮过厚而导致后期拉拔清除不彻底，在控冷的过程中形成良好的氧化铁皮结构，相比与常规吐丝工艺，控制提升了吐丝温度为900~920℃，如果吐丝温度过低，会导致氧化铁皮中有Fe2O3产生；但吐丝温度不宜过高，则会导致Fe3O4占比升高；吐丝后立即以120℃/s~150℃/s的速度降温可以缩短氧化铁皮的形成时间，减小氧化铁皮生成量，有效改善成品表面氧化的结构，有利于拉拔时氧化铁皮的剥落。
（3）本发明设定了初始辊道速度为0.10~0.15m/s，其速度不宜过快，并且沿运输方向通过辊道增速，速度提高0.01~0.02m/s，以使同圈温度均匀，同时保温罩盖全开，易于盘卷散热，避免成品表面过度氧化，让盘条的分散冷却效果更好，从而减少氧化铁皮的形成厚度。而且本发明采用的控冷工艺，使盘条在罩内以较低冷速完成相变转变，在此期间盘条由奥氏体组织缓慢、充分转变为索氏体+珠光体+铁素体组织，避免了快冷条件下的马氏体、贝氏体的产生。
（4）本发明通过调整控冷工艺的实施，所制备盘条成品表面的氧化铁皮成块状剥离基体表面，非常干净，有效减少YLX80A盘条氧化铁皮、解决针对拉丝钢应因为氧化铁皮剥落不干净而拉拔断裂的问题；降低了氧化铁的产生量，提高了拔丝成品的成材率，具有很好的推广应用前景。
附图说明
图1为对比例1中热轧态氧化铁皮的形貌图。
图2为实施例1中热轧态氧化铁皮的形貌图。
具体实施方式
以下结合实施例及对比例对本发明进行详细描述，但本发明不局限于这些实施例。
本实施例所使用的斯太尔摩风冷线共分为十一段，盘条从左向右运输，吐丝后由入口段至一~九段、十段、十一段三个跌落段后到达出口段，经集卷收集。除入口和出口段，中间每段辊道的长度相等，每段长度为9.26米，每段辊道设置有两个保温罩。
对比例1：
轧制YLX80A盘条规格为Φ5.5mm；
YLX80A盘条化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.84％，Mn：0.50％，Si：0.20％，Cr：0.02％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Al：0.0010％，Ti：0.0007％，[O]：0.0012％，[N]：0.0025％，余量为Fe 和不可避免的杂质。
该产品的生产控制流程，包括钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞、轧制、冷却收集的步骤，其中：
（1）经钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞后得到钢坯；
（2）轧制：基于步骤（1）得到的除鳞后钢坯进行控冷轧制得到目标规格盘条；开轧温度995℃，进精轧机温度895℃，进减定径温度910℃，吐丝温度845℃；
（3）冷却收集：通过风机风量（45%）和辊道速度（0.30m/s）调整，保温罩全部打开；最后对热轧盘条进行收集。
实施例1：
轧制YLX80A盘条规格为Φ5.5mm；
YLX80A盘条化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.83％，Mn：0.50％，Si：0.22％，Cr：0.02％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0005％，[O]：0.0011％，[N]：0.0022％，余量为Fe 和不可避免的杂质。
该产品的生产控制流程，包括钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞、轧制、冷却收集的步骤，其中：
（1）经钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞后得到钢坯；
（2）轧制：基于步骤（1）得到的除鳞后钢坯进行控冷轧制得到目标规格盘条；具体步骤：首先将精轧后得到钢筋降温至950℃，然后采用水冷的方式以150℃/s的速度冷却至900℃；并控制吐丝温度为910℃；吐丝后再次采用水冷的方式以150℃/s的速度快速冷却至850℃；得到热轧圆盘条；
（3）冷却收集：基于步骤（2）得到的盘条在斯太尔摩线上按慢冷工艺控制冷却并集卷收集盘条；控制斯太尔摩线上风机全部关闭、初始辊道速度设定为0.15m/s，且沿运输方向通过辊道增速，每前进一个辊道，速度提高0.02m/s，以使同圈温度均匀，同时保温罩全部打开；最后集卷器进行盘条收集，最终保证盘卷的收集温度控制在320℃。
对本实施例的盘条产品的性能进行检测，结果为：组织为正常索氏体+珠光体+铁素体；同时氧化铁皮平均厚度6.5~8μm，无表面缺陷。
实施例2：
轧制YLX80A盘条规格为Φ5.5mm；
YLX80A盘条化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.80％，Mn：0.52％，Si：0.20％，Cr：0.03％，P：0.010％，S：0.003％，Ni：0.01％，Cu：0.01％，Al：0.0009％，Ti：0.0004％，[O]：0.0010％，[N]：0.0020％，余量为Fe 和不可避免的杂质。
该产品的生产控制流程，包括钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞、轧制、冷却收集的步骤，其中：
（1）经钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞后得到钢坯；
（2）轧制：基于步骤（1）得到的除鳞后钢坯进行控冷轧制得到目标规格盘条；具体步骤：首先将精轧后钢筋降温至980℃，然后采用水冷的方式以140℃/s的速度冷却至920℃；并控制吐丝温度为920℃；吐丝后再次采用水冷的方式以140℃/s 的速度快速冷却至860℃；得到热轧圆盘条；
（3）冷却收集：基于步骤（2）得到的盘条在斯太尔摩线上按慢冷工艺控制冷却并集卷收集盘条；控制斯太尔摩线上风机全部关闭、初始辊道速度设定为0.12m/s，且沿运输方向通过辊道增速，每前进一个辊道，速度提高0.02m/s，以使同圈温度均匀，同时保温罩全部打开；最后集卷器进行盘条收集，最终保证盘卷的收集温度控制在350℃。
对本实施例的盘条产品的性能进行检测，结果为：组织为正常索氏体+珠光体+铁素体；同时氧化铁皮平均厚度7~9μm，无表面缺陷。
盘条产品的性能进行检测，通过金相显微镜测量氧化铁皮厚度：
图1为对比例1中热轧态氧化铁皮的形貌图，从图中可以看出氧化铁皮与基体或黏连或部分分离，并呈现锯齿状结合，氧化铁皮分为三层：从表面到基体，依次为Fe2O3、Fe3O4、FeO；其中Fe2O3层厚度达到5.14μm以上，氧化铁皮厚度不均。
图2为实施例1中热轧态氧化铁皮的形貌图，从图中可以看出通过本发明的控轧控冷，氧化铁皮表面变得光滑，其中Fe2O3层厚度基本为在2μm以下，且氧化铁皮厚度均匀，与基体黏连。
通过以上结果可知，本发明在保证成品性能的同时，通过工艺控制显著降低了盘条淬火组织的产生，组织为索氏体+珠光体+铁素体；同时显著降低了盘条氧化铁皮的厚度，成品表面的氧化铁皮成块状剥离基体表面，非常干净；降低了氧化铁的产生量，提高了拔丝成品的成材率。
说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）经钢水冶炼、连铸、钢坯加热及除鳞，得到除鳞后的钢坯；
（2）基于步骤（1）得到的除鳞后钢坯进行控冷轧制得到目标规格盘条；首先将精轧后得到的钢筋降温至950~1050℃，然后采用水冷的方式以120℃/s~150℃/s的速度冷却至880℃~920℃；并控制吐丝温度为900~920℃；吐丝后再次采用水冷的方式以120℃/s~150℃/s 的速度快速冷却至850℃~860℃，得到热轧圆盘条；
（3）冷却收集：基于步骤（2）得到的盘条在斯太尔摩线上按慢冷工艺控制冷却并集卷收集盘条；控制斯太尔摩线上风机全部关闭、初始辊道速度设定为0.10~0.15m/s，且沿运输方向通过辊道增速，每前进一个辊道，速度提高0.01~0.02m/s，以使同圈温度均匀，同时保温罩全部打开；最后集卷器进行盘条收集，最终保证盘卷的收集温度控制在300-400℃；
所述帘线钢盘条为YLX80A，其化学成分组成及其重量百分数含量为：C：0.80～0.85％，Mn：0.45～0.60％，Si：0.15～0.30％，Cr：≤0.08％，P≤ 0.020％，S≤0.015％，Ni≤0.05％，Cu≤0.05％，Al≤0 .003％，Ti≤0 .002％，[O]≤0 .002％，[N]≤0 .005％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，其特征在于，步骤（2）中所述精轧后钢筋降温至950~1000℃。
3.根据权利要求1所述的一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，其特征在于，步骤（2）中水冷的速度为140℃/s~150℃/s。
4.根据权利要求1所述的一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，其特征在于，步骤（3）中初始辊道速度为0.14~0.15m/s。
5.根据权利要求1所述的一种减少帘线钢盘条氧化铁皮的新型控冷工艺，其特征在于，步骤（3）中盘卷的收集温度控制在320~350℃。
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