專利名稱：高碳鋼線材的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高碳鋼線材表面氧化皮的控制方法，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域。
技術(shù)背景高碳鋼線材是用來制造高強度鋼絲及鋼絲繩的原材料，其生產(chǎn)過程一般 高碳鋼坯料加熱一初軋一中軋一精軋一吐絲一分段控冷一打包一高碳鋼線材產(chǎn)品在高碳鋼高溫軋制和隨后的控制冷卻過程中，其表面會與空氣接觸發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)生成一層氧化物，俗稱氧化皮。由于氧化皮硬而脆且難以形變，在線材的后 續(xù)冷拉拔加工過程中，會加劇拉拔模具的磨損從而影響產(chǎn)品的尺寸精度和模具的 使用壽命，同時容易導(dǎo)致鋼絲表面出現(xiàn)缺陷甚至引起斷絲從而對成品鋼絲的質(zhì)量 和企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性造成惡劣的影響。因此，在制造高強度鋼絲及鋼絲繩時，高 碳鋼線材一般需經(jīng)過去除表面氧化皮、冷拉拔形變等工藝過程。傳統(tǒng)上，氧化皮的去除方法以化學(xué)酸洗法為主，同時基于減少金屬損耗量的 考慮，都要求鋼表面的氧化皮越薄越好。隨著生產(chǎn)工藝技術(shù)的進步和環(huán)保的要求，化學(xué)酸洗法去除氧化皮由于會造成 環(huán)境污染、去除工藝相對復(fù)雜、效率低等缺點已逐漸將被機械剝離法取代。生產(chǎn) 實踐結(jié)果表明，高碳鋼線材表面氧化皮的厚度對其機械剝離性能有較大的影響， 采用機械剝離法很難把較薄的氧化皮去除干凈。由于高碳鋼中含有大量的碳元素，高溫下碳的氧化可保護鋼基體的快速氧化； 同時，高碳鋼在初軋、中軋、精軋過程中產(chǎn)生的氧化皮會由于形變而脫落，僅有 精軋后形成的氧化皮才能保留下來。采用傳統(tǒng)的工藝生產(chǎn)，高碳鋼線材表面很難 獲得較厚的氧化皮。由于現(xiàn)代化生產(chǎn)節(jié)奏快且要保證高碳鋼線材的力學(xué)性能，必須開發(fā)出一種獲得較厚氧化皮的高碳鋼線材生產(chǎn)工藝。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是一種能獲得厚氧化皮的高碳鋼(碳含量為0.62% 0.82%)線材生產(chǎn) 工藝。具體技術(shù)方案如下1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至900 100(TC，保溫 0.5 1.5小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后，在900 100(TC下進行初軋、 中軋和預(yù)精軋，然后在900 95(TC下進行精軋工藝過程；3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在850 900°C，控冷線上控制工藝如下第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量 的80 95%;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的80 95%;輥道 速度為1.5 2.0m/s。4) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。為進一步提高或控制氧化皮的厚度和質(zhì)量，本發(fā)明還采用如下技術(shù)措施技術(shù)措施l:適當(dāng)提高吐絲溫度，比傳統(tǒng)工藝中的吐絲溫度提高20 30'C;技術(shù)措施2:第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的0 10%，輥道速度為 1.2 1.5m/s;技術(shù)措施3:第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的0 10%，輥道速度 為1.5 2.0m/s;所述的除磷處理工藝、初軋工藝、中軋工藝、預(yù)精軋工藝和精軋工藝可分別采用現(xiàn)有技術(shù)中的相應(yīng)的工藝所述的除磷處理工藝為在鋼坯出加熱爐后進入第一臺軋機前，利用高壓水 把鑄坯表面氧化鐵皮去掉，保證無氧化鐵皮進入下一道工序，從而保證線材的表 面質(zhì)量。所述的初軋工藝為通過對鋼坯料的初步壓縮和延伸，得到溫度適宜，斷面 形狀正確，尺寸合格，表面光滑，端頭整齊的軋件。 一般要求軋件尺寸的公差控制在士1.0mm以內(nèi)。所述的中軋工藝為使粗軋后的軋件斷面進一步縮減，為后續(xù)軋制過程提供良好中間坯料，主要是保證中間坯料尺寸精確和斷面尺寸均勻。要求軋件尺寸的公差控制在土0.6mm。所述的預(yù)精軋工藝為是對中軋機組的來料進一步縮減斷面，獲得斷面形狀 合適，尺寸精確的中間料，保證精軋機組的成品尺寸精度。預(yù)精軋來料斷面尺寸 公差不大于士0.2mm。所述的精軋工藝為將預(yù)精軋機組供給的3 4個尺寸規(guī)格的軋件，軋成十到 二十幾個規(guī)格的成品。保證成品尺寸公差不大于士0.1mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1) 工藝簡單本發(fā)明在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝條件下進行改進，容易實現(xiàn)，不增加生 產(chǎn)成本；2) 效果良好采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的高碳鋼線材表面氧化皮較薄(見圖la)， 僅4iim左右，機械剝離性能僅為80%左右，不能滿足機械剝離的要求。通過適當(dāng)提高吐絲溫度，使鋼線材氧化溫度升高，有利于獲得厚的氧化皮； 但吐絲^_度過高會導(dǎo)致鋼線材晶粒顯著長大，影響產(chǎn)品的力學(xué)性能。第1 2號風(fēng) 機少量鼓風(fēng)且降低輥道速度，可延長鋼線材的高溫氧化時間，同時可保證有充分 的氧參與鋼表面氧化反應(yīng)，有利于獲得厚的氧化皮；但風(fēng)量過大會導(dǎo)致鋼的珠光 體轉(zhuǎn)變過冷度降低，會降低高碳鋼線材的強度和塑性性能；輥道速度過低會導(dǎo)致 大生產(chǎn)無法順利進行。第3 6號、7 8號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的80 95%是保證鋼珠光體轉(zhuǎn)變時獲得較高的過冷度，提高高碳鋼盤條的強度和塑性性 能。第9 13號風(fēng)機少量鼓風(fēng)，可避免鋼線材在冷卻過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力， 降低高碳鋼線材的塑性性能。因此，采用本發(fā)明生產(chǎn)的高碳鋼線材氧化皮厚度明顯增加，達到8 12iim(見 圖lb)，機械剝離率約為90 98%，完全能滿足機械剝離的要求；同時，用本發(fā)明 生產(chǎn)與采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的高碳鋼線材力學(xué)性能相當(dāng)，能滿足使用要求。


圖1是高碳鋼氧化皮形貌圖，其中，(a)是采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝獲得較薄氧化 皮的高碳鋼線材，(b)是采用本發(fā)明生產(chǎn)的厚氧化皮高碳鋼線材。
具體實施方式
不同高碳鋼線材的生產(chǎn)，具體實施實例如下-實施例lSWRH62B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至95(TC，保溫0.5小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在900。C;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在920'C;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在850。C;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為10%，輥道速度為1.5m/s;第 3 6號風(fēng)機風(fēng)量為80%，輥道速度為1.5m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為80%,輥道 速度為1.5m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為1.5m/s;5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH62B線材獲得的氧化皮厚度約為10nm,機械剝離率約為90%，抗拉強 度約為900MPa。實施例2SWRH62B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至95(TC，保溫0.5小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在92(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在92(TC;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在870'C;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為5%，輥道速度為1.2m/s;第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為90%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為卯％，輥道速度為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為2.0m/s; 5)集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH62B線材獲得的氧化皮厚度約為12pm，機械剝離率約為98%，抗拉強 度約為lOOOMPa。實施例3SWRH62B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至90(TC，保溫0.5小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在90(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在90(TC;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在880'C;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為1.2m/s;第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為90%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為90%，輥道速度 為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，，輥道速度為1.5m/s;5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為lltun，機械剝離率約為95%，抗拉強 度約為lOOOMPa。實施例4SWRH72B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至95(TC，保溫l小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在95(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在95(TC;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在88(TC;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為10%,輥道速度為1.5m/s;第 3 6號風(fēng)機風(fēng)量為80%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為80%，輥道 速度為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為10%，輥道速度為2.0m/s;5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為8nm，機械剝離率約為92%，抗拉強 度約為1060MPa。實施例5SWRH72B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至95CTC,保溫l小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在95(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在95(TC;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在88(TC;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為5%，輥道速度為1.2m/s;第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為90%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為90%，輥道速度 為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為2.0m/s;5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為llpm，機械剝離率約為98%，抗拉強 度約為1120MPa。實施例6SWRH72B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至950'C，保溫l小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在95(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在950'C;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在88(TC;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為1.2m/s;第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為95%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為95%，輥道速度 為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為2.0m/s;5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為10pm，機械剝離率約為95%，抗拉強8度約為1150MPa。實施例7SWRH82B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至95(TC，保溫l小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在95(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在95(TC;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在85(TC;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為10%，輥道速度為1.5m/s;第 3 6號風(fēng)機風(fēng)量為80%，輥道速度為1.5m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為80%，輥道 速度為1.5m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為10%，，輥道速度為1.5m/s5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為9nm，機械剝離率約為卯％，抗拉強 度約為1080MPa。實施例8SWRH82B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至100(TC，保溫l小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在100(TC;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在950"C;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在870'C;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為5%，輥道速度為1.2m/s;第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為80%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為90%，輥道速度 為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為2.0m/s;5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為10pm，機械剝離率約為96%,抗拉強 度約為1150MPa。實施例9SWRH82B高碳鋼線材的生產(chǎn)，1) 高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至100(TC，保溫l小時；2) 從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后進行初軋、中軋和預(yù)精軋，溫度控 制在1000'C;然后進行精軋工藝過程，溫度控制在950'C;3) 精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在90(TC;4) 控冷線上控制工藝如下第1 2號風(fēng)機風(fēng)量為5%，輥道速度為1.2m/s;第3 6號風(fēng)機風(fēng)量為95%，輥道速度為2.0m/s;第7 8號風(fēng)機風(fēng)量為95%，輥道速度 為2.0m/s;第9 13號風(fēng)機風(fēng)量為0%，輥道速度為2.0m/s5) 集巻、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。SWRH82B線材獲得的氧化皮厚度約為lOpm，機械剝離率約為95%，抗拉強 度約為1200MPa。
權(quán)利要求
1.一種高碳鋼線材生產(chǎn)工藝，其特征在于1)高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至900～1000℃，保溫0.5～1.5小時；2)從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后，在900～1000℃下進行初軋、中軋和預(yù)精軋，然后在900～950℃下進行精軋工藝過程；3)精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在850～900℃，控冷線上控制工藝如下第3～6號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的80～95％；第7～8號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的80～95％；輥道速度為1.5～2.0m/s；4)集卷、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高碳鋼線材生產(chǎn)工藝，其特征在于第1 2號風(fēng)機 風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的0 10%;輥道速度為1.2 1.5m/s;
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高碳鋼線材生產(chǎn)工藝，其特征在于第9 13 號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的0 10%;輥道速度為1.5 2.0m/s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高碳鋼線材生產(chǎn)工藝，其特征在于1)高碳鋼坯料放入加熱爐加熱，使高碳鋼坯料溫度升至900～1000℃，保溫0.5～1.5小時；2)從加熱爐中取出高碳鋼坯料，經(jīng)除磷處理后，在900～1000℃下進行初軋、中軋和預(yù)精軋，然后在900～950℃下進行精軋工藝過程；3)精軋后的線材經(jīng)吐絲機進入斯泰爾摩控冷線，吐絲溫度控制在850～900℃，控冷線上控制工藝如下第3～6號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的80～95％；第7～8號風(fēng)機風(fēng)量為全功率開啟時風(fēng)量的80～95％；輥道速度為1.5～2.0m/s；4)集卷、打包成高碳鋼線材產(chǎn)品。采用本發(fā)明生產(chǎn)的高碳鋼線材氧化皮厚度明顯增加。
文檔編號B21C37/00GK101244435SQ20081002448
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者鞏黨國, 峰 方, 胡顯軍, 蔣建清, 陳少慧 申請人:東南大學(xué)