CN117286416A - 一种基于多目标调控的大规格高强swrh82b盘条多段控冷工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，属于冶金技术领域。为解决现有大规格SWRH82B盘条控冷工艺不能同时减低网状渗碳体等级、缩短时效期的问题，本发明提供了一种多段控冷工艺方法，其中水冷段将轧制吐丝的温度控制为910±15℃；风冷段将盘条在相变前段的冷速控制为10℃/s～15℃/s，将盘条在相变段的温度控制为580℃～620℃，将盘条在相变后段进入保温罩的温度控制为500℃～550℃。本发明生产的SWRH82B盘条实现了≤2级网状渗碳体比例在95％以上，抗拉强度≥1300MPa，且自然时效7天即可达到32％以上的断面收缩率，适用于制造更高级别预应力钢绞线。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
背景技术
近年来，铁路、基建、采矿等各领域对大规格、高强度钢绞线的需求日益增加。大规格、高强度、耐疲劳等高性能钢绞线在其原料上对强度、塑性和冶金质量等提出了更高的要求。SWRH82B作为制作预应力钢绞线的主要原材料，其正常组织为索氏体和少量的粗片层。但由于其属于过共析钢，其钢种特性决定了盘条在生产过程中极易形成中心网状渗碳体组织。目前SWRH82B盘条仍主要采用风冷线进行生产，但随着盘条直径的增大，风冷能力不足导致冷速不够，相比于常规82B盘条更容易出现网状渗碳体组织。由于网状渗碳体与盘条的基体组织塑性差异较大，在制作钢绞线的拉丝、捻股过程中存在网状渗碳体的部位易形成裂纹源，造成断丝质量问题。公开号为CN115446116A的发明专利申请《一种高强塑性82B热轧盘条的生产方法》，通过盐浴处理抑制盘条中网状渗碳体的析出，实现高强塑性82B热轧盘条的生产，但盐浴处理往往需要改造设备，极大地增加了82B盘条的生产成本。
与此同时，大规格SWRH82B不仅要求具有较高的强度，还要具有良好的塑性。这往往需要在生产之后放置一定的时间，从而提升其塑形，以便于后续的拉拔加工。但时效期过长会严重影响用户的使用，故降低大规格SWRH82B的时效期也是其生产过程中要解决的重点难点所在。公开号为CN116000109A的发明专利申请《一种减轻SWRH82B热轧盘条网状渗碳体的轧制控冷方法》，通过控制斯太尔摩风冷线的辊速及风机功率等实现降低网状渗碳体的等级。但其发明效果所生产82B盘条仅能降低网状渗碳体等级，并不能满足时效期缩短以及提高强度等目标。
如何同时降低大规格SWRH82B盘条网状渗碳体等级、缩短时效期是控冷工艺亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有大规格SWRH82B盘条控冷工艺不能同时减低网状渗碳体等级、缩短时效期的问题，本发明提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本发明的技术方案：
一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，包括水冷段和风冷段，所述风冷段包括相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段；所述水冷段的控制是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为910±15℃；所述风冷段的控制是通过对各段风冷线辊道辊速和风机功率的控制将盘条在相变前段的冷速控制为10℃/s～15℃/s，将盘条在相变段的温度控制为580℃～620℃，将盘条在相变后段进入保温罩的温度控制为500℃～550℃。
进一步的，所述大规格高强SWRH82B盘条的直径尺寸不低于13mm，所述大规格高强SWRH82B盘条的化学成分按重量百分含量包括：C 0.79wt.％～0.86wt.％，Si 0.15wt.％～0.35wt.％，Mn 0.60wt.％～0.90wt.％，Cr≤0.32wt.％，V≤0.06wt.％，P≤0.025wt.％，S≤0.025wt.％，Cu≤0.20wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，所述风冷段对风机功率的控制是在相变前段将对应的风机开启100％功率，在相变段将对应的风机开启60％～80％功率，在相变后段将对应的风机开启100％功率。
进一步的，所述风冷段中相变前段对应风冷线第1至第4辊道，相变段对应风冷线第5段辊道，相变后段对应风冷线第6至第7段辊道，保温段对应风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应风冷线第10至第13段辊道。
进一步的，所述保温段对应风冷线第8至第9辊段辊道加盖保温罩，进行人工时效。
进一步的，所述相变前段对风冷线辊道辊速的控制为第1辊道的辊速1.0m/s，第2辊道的辊速1.05m/s，第3辊道的辊速1.10m/s，第4辊道的辊速1.16m/s。
进一步的，所述相变段对风冷线辊道辊速的控制为第5辊道的辊速1.10m/s。
进一步的，所述相变后段对风冷线辊道辊速的控制依次为第6辊道的辊速1.04m/s，第7辊道的辊速0.99m/s。
进一步的，所述保温段对风冷线辊道辊速的控制依次为第8辊道的辊速0.94m/s，第9辊道的辊速0.90m/s。
进一步的，所述空冷段对风冷线辊道辊速的控制依次为第10辊道的辊速0.85m/s，第11辊道的辊速0.81m/s，第12辊道的辊速0.77m/s，第13辊道的辊速0.77m/s。
本发明的有益效果：
本发明提供的基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法通过提升相变前冷速抑制盘条中C元素扩散，从而抑制盘条中网状渗碳体的析出，且相变前冷速的提升可以细化盘条的片层间距，从而提升盘条的强度及塑性；通过控制相变后段入保温罩温度改善盘条氧化铁皮的结构，进一步提升盘条的表面质量；通过控制保温段的时间实现人工时效，缩短盘条集卷打包后的时效期。本发明生产的Φ13mm及以上的SWRH82B盘条实现了≤2级网状渗碳体比例在95％以上，索氏体化率≥95％，抗拉强度≥1300MPa，且自然时效一周即7天后即可以达到32％以上的断面收缩率，适用于制造1960MPa及更高级别预应力钢绞线。
附图说明
图1为本发明基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法的原理示意图；
图2为实施例1制备的大规格高强SWRH82B盘条的金相组织图；
图3为实施例2制备的大规格高强SWRH82B盘条的金相组织图；
图4为实施例3制备的大规格高强SWRH82B盘条的金相组织图；
图5为实施例4制备的大规格高强SWRH82B盘条的金相组织图；
图6为实施例5制备的大规格高强SWRH82B盘条的金相组织图；
图7为实施例6制备的大规格高强SWRH82B盘条的金相组织图；
图8为对比例制备的SWRH82B盘条的金相组织图；
图9为实施例1制备的大规格高强SWRH82B盘条自然时效后的断面收缩率变化曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
本实施例提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本实施例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ13mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.82wt.％，Si 0.24wt.％，Mn 0.84wt.％，Cr 0.30wt.％，V 0.03wt.％，P0.015wt.％，S 0.005wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷，如图1原理示意图所示。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本实施例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为910℃，以增加相变前段温差，从而提升相变前段冷速。
本实施例风冷段分为相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段，其中相变前段对应斯太尔摩风冷线第1至第4段辊道，相变段对应斯太尔摩风冷线第5段辊道，相变后段对应斯太尔摩风冷线第6至第7段辊道，保温段对应斯太尔摩风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应斯太尔摩风冷线第10至第13段辊道。
对相变前段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条冷速的控制，其中风冷线辊道辊速逐渐增加，第1辊道的辊速为1.0m/s，第2辊道的辊速为1.05m/s，第3辊道的辊速为1.10m/s，第4辊道的辊速为1.16m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条在相变前段的冷速在10.5℃/s，实现在抑制网状渗碳体析出的同时提升强度。
对相变段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速维持相变前段辊道速度，第5辊道的辊速为1.10m/s；对应的风机开启80％的功率，控制盘条温度稳定在相变温度580℃。本实施例的相变是指由铁素体向珠光体、索氏体转变。
对相变后段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速降低，第6辊道的辊速为1.04m/s，第7辊道的辊速为0.99m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条进入保温罩温度达到500℃。
对保温段的多目标控制包括对风冷线辊道辊速的控制，同时盖上对应风冷线辊道的保温罩，第8辊道的辊速为0.94m/s，第9辊道的辊速为0.90m/s。保温段通过辊速尽量延长盘条在保温罩中的时间，实现在风冷线中进行人工时效，以达到缩短时效期的目的。
盘条出保温罩后进入空冷段，空冷段对风冷线辊道辊速的控制，第10辊道的辊速为0.85m/s，第11辊道的辊速为0.81m/s，第12辊道的辊速为0.77m/s，第13辊道的辊速为0.77m/s，空冷之后完成集卷。
实施例2
本实施例提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本实施例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ13mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.83wt.％，Si 0.22wt.％，Mn 0.80wt.％，Cr 0.29wt.％，V 0.03wt.％，P0.010wt.％，S 0.002wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷，如图1原理示意图所示。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本实施例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为915℃，以增加相变前段温差，从而提升相变前段冷速。
本实施例风冷段分为相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段，其中相变前段对应斯太尔摩风冷线第1至第4段辊道，相变段对应斯太尔摩风冷线第5段辊道，相变后段对应斯太尔摩风冷线第6至第7段辊道，保温段对应斯太尔摩风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应斯太尔摩风冷线第10至第13段辊道。
对相变前段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条冷速的控制，其中风冷线辊道辊速逐渐增加，第1辊道的辊速为1.0m/s，第2辊道的辊速为1.05m/s，第3辊道的辊速为1.10m/s，第4辊道的辊速为1.16m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条在相变前段的冷速在13.8℃/s，实现在抑制网状渗碳体析出的同时提升强度。
对相变段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速维持相变前段辊道速度，第5辊道的辊速为1.10m/s；对应的风机开启80％的功率，控制盘条温度稳定在相变温度600℃。本实施例的相变是指由铁素体向珠光体、索氏体转变。
对相变后段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速降低，第6辊道的辊速为1.04m/s，第7辊道的辊速为0.99m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条进入保温罩温度达到529℃。
对保温段的多目标控制包括对风冷线辊道辊速的控制，同时盖上对应风冷线辊道的保温罩，第8辊道的辊速为0.94m/s，第9辊道的辊速为0.90m/s。保温段通过辊速尽量延长盘条在保温罩中的时间，实现在风冷线中进行人工时效，以达到缩短时效期的目的。
盘条出保温罩后进入空冷段，空冷段对风冷线辊道辊速的控制，第10辊道的辊速为0.85m/s，第11辊道的辊速为0.81m/s，第12辊道的辊速为0.77m/s，第13辊道的辊速为0.77m/s，空冷之后完成集卷。
实施例3
本实施例提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本实施例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ14mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.80wt.％，Si 0.23wt.％，Mn 0.81wt.％，Cr 0.26wt.％，V 0.03wt.％，P0.008wt.％，S 0.002wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷，如图1原理示意图所示。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本实施例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为923℃，以增加相变前段温差，从而提升相变前段冷速。
本实施例风冷段分为相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段，其中相变前段对应斯太尔摩风冷线第1至第4段辊道，相变段对应斯太尔摩风冷线第5段辊道，相变后段对应斯太尔摩风冷线第6至第7段辊道，保温段对应斯太尔摩风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应斯太尔摩风冷线第10至第13段辊道。
对相变前段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条冷速的控制，其中风冷线辊道辊速逐渐增加，第1辊道的辊速为1.0m/s，第2辊道的辊速为1.05m/s，第3辊道的辊速为1.10m/s，第4辊道的辊速为1.16m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条在相变前段的冷速在14.6℃/s，实现在抑制网状渗碳体析出的同时提升强度。
对相变段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速维持相变前段辊道速度，第5辊道的辊速为1.10m/s；对应的风机开启70％的功率，控制盘条温度稳定在相变温度576℃。本实施例的相变是指由铁素体向珠光体、索氏体转变。
对相变后段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速降低，第6辊道的辊速为1.04m/s，第7辊道的辊速为0.99m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条进入保温罩温度达到538℃。
对保温段的多目标控制包括对风冷线辊道辊速的控制，同时盖上对应风冷线辊道的保温罩，第8辊道的辊速为0.94m/s，第9辊道的辊速为0.90m/s。保温段通过辊速尽量延长盘条在保温罩中的时间，实现在风冷线中进行人工时效，以达到缩短时效期的目的。
盘条出保温罩后进入空冷段，空冷段对风冷线辊道辊速的控制，第10辊道的辊速为0.85m/s，第11辊道的辊速为0.81m/s，第12辊道的辊速为0.77m/s，第13辊道的辊速为0.77m/s，空冷之后完成集卷。
实施例4
本实施例提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本实施例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ14mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.82wt.％，Si 0.22wt.％，Mn 0.82wt.％，Cr 0.27wt.％，V 0.03wt.％，P0.009wt.％，S 0.003wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷，如图1原理示意图所示。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本实施例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为895℃，以增加相变前段温差，从而提升相变前段冷速。
本实施例风冷段分为相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段，其中相变前段对应斯太尔摩风冷线第1至第4段辊道，相变段对应斯太尔摩风冷线第5段辊道，相变后段对应斯太尔摩风冷线第6至第7段辊道，保温段对应斯太尔摩风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应斯太尔摩风冷线第10至第13段辊道。
对相变前段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条冷速的控制，其中风冷线辊道辊速逐渐增加，第1辊道的辊速为1.0m/s，第2辊道的辊速为1.05m/s，第3辊道的辊速为1.10m/s，第4辊道的辊速为1.16m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条在相变前段的冷速在15.0℃/s，实现在抑制网状渗碳体析出的同时提升强度。
对相变段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速维持相变前段辊道速度，第5辊道的辊速为1.10m/s；对应的风机开启70％的功率，控制盘条温度稳定在相变温度590℃。本实施例的相变是指由铁素体向珠光体、索氏体转变。
对相变后段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速降低，第6辊道的辊速为1.04m/s，第7辊道的辊速为0.99m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条进入保温罩温度达到524℃。
对保温段的多目标控制包括对风冷线辊道辊速的控制，同时盖上对应风冷线辊道的保温罩，第8辊道的辊速为0.94m/s，第9辊道的辊速为0.90m/s。保温段通过辊速尽量延长盘条在保温罩中的时间，实现在风冷线中进行人工时效，以达到缩短时效期的目的。
盘条出保温罩后进入空冷段，空冷段对风冷线辊道辊速的控制，第10辊道的辊速为0.85m/s，第11辊道的辊速为0.81m/s，第12辊道的辊速为0.77m/s，第13辊道的辊速为0.77m/s，空冷之后完成集卷。
实施例5
本实施例提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本实施例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ15mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.81wt.％，Si 0.23wt.％，Mn 0.80wt.％，Cr 0.30wt.％，V 0.03wt.％，P0.011wt.％，S 0.005wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷，如图1原理示意图所示。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本实施例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为925℃，以增加相变前段温差，从而提升相变前段冷速。
本实施例风冷段分为相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段，其中相变前段对应斯太尔摩风冷线第1至第4段辊道，相变段对应斯太尔摩风冷线第5段辊道，相变后段对应斯太尔摩风冷线第6至第7段辊道，保温段对应斯太尔摩风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应斯太尔摩风冷线第10至第13段辊道。
对相变前段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条冷速的控制，其中风冷线辊道辊速逐渐增加，第1辊道的辊速为1.0m/s，第2辊道的辊速为1.05m/s，第3辊道的辊速为1.10m/s，第4辊道的辊速为1.16m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条在相变前段的冷速在13.6℃/s，实现在抑制网状渗碳体析出的同时提升强度。
对相变段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速维持相变前段辊道速度，第5辊道的辊速为1.10m/s；对应的风机开启60％的功率，控制盘条温度稳定在相变温度615℃。本实施例的相变是指由铁素体向珠光体、索氏体转变。
对相变后段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速降低，第6辊道的辊速为1.04m/s，第7辊道的辊速为0.99m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条进入保温罩温度达到534℃。
对保温段的多目标控制包括对风冷线辊道辊速的控制，同时盖上对应风冷线辊道的保温罩，第8辊道的辊速为0.94m/s，第9辊道的辊速为0.90m/s。保温段通过辊速尽量延长盘条在保温罩中的时间，实现在风冷线中进行人工时效，以达到缩短时效期的目的。
盘条出保温罩后进入空冷段，空冷段对风冷线辊道辊速的控制，第10辊道的辊速为0.85m/s，第11辊道的辊速为0.81m/s，第12辊道的辊速为0.77m/s，第13辊道的辊速为0.77m/s，空冷之后完成集卷。
实施例6
本实施例提供了一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法。
本实施例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ15mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.84wt.％，Si 0.24wt.％，Mn 0.84wt.％，Cr 0.31wt.％，V 0.03wt.％，P0.012wt.％，S 0.005wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷，如图1原理示意图所示。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本实施例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为910℃，以增加相变前段温差，从而提升相变前段冷速。
本实施例风冷段分为相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段，其中相变前段对应斯太尔摩风冷线第1至第4段辊道，相变段对应斯太尔摩风冷线第5段辊道，相变后段对应斯太尔摩风冷线第6至第7段辊道，保温段对应斯太尔摩风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应斯太尔摩风冷线第10至第13段辊道。
对相变前段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条冷速的控制，其中风冷线辊道辊速逐渐增加，第1辊道的辊速为1.0m/s，第2辊道的辊速为1.05m/s，第3辊道的辊速为1.10m/s，第4辊道的辊速为1.16m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条在相变前段的冷速在14.6℃/s，实现在抑制网状渗碳体析出的同时提升强度。
对相变段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速维持相变前段辊道速度，第5辊道的辊速为1.10m/s；对应的风机开启60％的功率，控制盘条温度稳定在相变温度620℃。本实施例的相变是指由铁素体向珠光体、索氏体转变。
对相变后段的多目标调控包括对风冷线辊道辊速、风机功率和盘条温度的控制，其中风冷线辊道辊速降低，第6辊道的辊速为1.04m/s，第7辊道的辊速为0.99m/s；对应的风机开启100％功率，控制盘条进入保温罩温度达到550℃。
对保温段的多目标控制包括对风冷线辊道辊速的控制，同时盖上对应风冷线辊道的保温罩，第8辊道的辊速为0.94m/s，第9辊道的辊速为0.90m/s。保温段通过辊速尽量延长盘条在保温罩中的时间，实现在风冷线中进行人工时效，以达到缩短时效期的目的。
盘条出保温罩后进入空冷段，空冷段对风冷线辊道辊速的控制，第10辊道的辊速为0.85m/s，第11辊道的辊速为0.81m/s，第12辊道的辊速为0.77m/s，第13辊道的辊速为0.77m/s，空冷之后完成集卷。
对比例
本对比例提供了一种大规格SWRH82B盘条控冷工艺方法。
本对比例制备的大规格SWRH82B盘条的尺寸为Φ14mm；其化学成分按重量百分含量包括：C 0.80wt.％，Si 0.23wt.％，Mn 0.81wt.％，Cr 0.26wt.％，V 0.03wt.％，P0.008wt.％，S 0.002wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本对比例的盘条控冷工艺方法包括水冷段和风冷段。大规格SWRH82B盘条的制备工艺流程为转炉或电炉冶炼→炉外精炼→方坯连铸→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→控冷集卷。将SWRH82B盘条的连铸坯经过加热炉加热、轧制后，通过吐丝机前的水箱进行水冷段的控冷，吐丝后采用斯太尔摩风冷线进行风冷段的控冷。
斯太尔摩风冷线的辊道共13段，首段长度3.5米，第2至12段长度均为8.8米，第13段长度为5米。风冷线配有10组共30台离心风机，每组的3台风机按左中右依次设置，风机功率均为160KW，最大风量为120000m3/h，风机风量可单独调整。风冷线除首段辊道外，其余各段均配备保温罩。
本对比例水冷段的控冷是通过调整吐丝机前的水箱中的水量控制盘条的吐丝温度，将轧制吐丝的温度控制为890℃。
本对比例中风冷线上第1至第13辊道的辊速依次设定为0.7m/s，0.72m/s，0.73m/s，0.75m/s，0.76m/s，0.78m/s，0.8m/s，0.81m/s，0.83m/s，0.85m/s，0.87m/s，0.89m/s，0.9m/s。
风机功率在相变前段及相变段第1辊道至第5辊道均采用100％功率，在相变后段第6辊道和第7辊道均采用80％的风机功率。
控制盘条在相变前段第1辊道至第4辊道的冷速在5.9℃/s，相变段控制盘条温度稳定在相变温度630℃，相变后段控制盘条进入保温罩温度为570℃。
分别检测实施例1-6和对比例得到的盘条的微观组织特征，得到如表1所示网状渗碳体级别和图2-图7所示金相组织照片。
表1
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例 |
| ≤2级网状渗碳体比例％ | 98 | 100 | 97 | 98 | 96 | 96 | 60 |
| 索氏体化率％ | 97 | 98 | 96 | 95 | 97 | 98 | 85 |
如表1和图2-图7所示，本发明提供的大规格SWRH82B盘条多段控冷工艺方法得到的盘条中，≤2级的网状渗碳体所占比例达到了95％以上，索氏体化率达到了95％以上。而对比例控冷工艺方法得到的盘条金相组织仍可见碳化物链构成的完全封闭的网状存在，≤2级的网状渗碳体所占比例仅为60％，索氏体化率仅为85％。通过对比可见，本发明的多段控冷工艺方法能够显著抑制网状渗碳体。
对实施例1-6和对比例得到的盘条进行200℃时效3h处理，检测时效处理后盘条的力学性能，结果如表2所示。
表2
| 样品 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例 |
| 抗拉强度，MPa | 1312 | 1305 | 1320 | 1324 | 1308 | 1318 | 1205 |
| 断面收缩率，％ | 36.5 | 34.5 | 38.0 | 37.4 | 35.6 | 39.1 | 34.1 |
由表2可见，本发明提供的大规格SWRH82B盘条多段控冷工艺方法得到的盘条，抗拉强度全部≥1300MPa，时效后断面收缩率均高于35％。
对实施例1得到的盘条进行自然时效天数性能检测，每天取一根样品检测其力学性能变化，绘制力学性能随自然时效天数增加的波动的曲线图，如图8所示。由图8可以明显看出盘条在时效7天之后，其断面收缩率就达到了32％，且随着时效时间的增加，其塑形仍在缓慢增加。由此可见，本发明提供的多段控冷工艺方法能够在抑制网状渗碳体的同时缩短时效期，更进一步提高了盘条的力学性能。
Claims (10)
1.一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，包括水冷段和风冷段，所述风冷段包括相变前段、相变段、相变后段、保温段以及空冷段；所述水冷段的控制是将轧制吐丝的温度控制为910±15℃；所述风冷段的控制是通过对各段风冷线辊道辊速和风机功率的控制将盘条在相变前段的冷速控制为10℃/s～15℃/s，将盘条在相变段的温度控制为580℃～620℃，将盘条在相变后段进入保温罩的温度控制为500℃～550℃。
2.根据权利要求1所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述大规格高强SWRH82B盘条的直径尺寸不低于13mm，所述大规格高强SWRH82B盘条的化学成分按重量百分含量包括：C 0.79wt.％～0.86wt.％，Si 0.15wt.％～0.35wt.％，Mn 0.60wt.％～0.90wt.％，Cr≤0.32wt.％，V≤0.06wt.％，P≤0.025wt.％，S≤0.025wt.％，Cu≤0.20wt.％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述风冷段对风机功率的控制是在相变前段将对应的风机开启100％功率，在相变段将对应的风机开启60％～80％功率，在相变后段将对应的风机开启100％功率。
4.根据权利要求3所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述风冷段中相变前段对应风冷线第1至第4辊道，相变段对应风冷线第5段辊道，相变后段对应风冷线第6至第7段辊道，保温段对应风冷线第8至第9段辊道，空冷段对应风冷线第10至第13段辊道。
5.根据权利要求4所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述保温段对应风冷线第8至第9辊段辊道加盖保温罩，进行人工时效。
6.根据权利要求5所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述相变前段对风冷线辊道辊速的控制为第1辊道的辊速1.0m/s，第2辊道的辊速1.05m/s，第3辊道的辊速1.10m/s，第4辊道的辊速1.16m/s。
7.根据权利要求6所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述相变段对风冷线辊道辊速的控制为第5辊道的辊速1.10m/s。
8.根据权利要求7所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述相变后段对风冷线辊道辊速的控制依次为第6辊道的辊速1.04m/s，第7辊道的辊速0.99m/s。
9.根据权利要求8所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述保温段对风冷线辊道辊速的控制依次为第8辊道的辊速0.94m/s，第9辊道的辊速0.90m/s。
10.根据权利要求9所述一种基于多目标调控的大规格高强SWRH82B盘条多段控冷工艺方法，其特征在于，所述空冷段对风冷线辊道辊速的控制依次为第10辊道的辊速0.85m/s，第11辊道的辊速0.81m/s，第12辊道的辊速0.77m/s，第13辊道的辊速0.77m/s。
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