專(zhuān)利名稱(chēng)：控制低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的高線(xiàn)生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種控制低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的高線(xiàn)生產(chǎn)方法，有效的降低了帶狀組織，提高了盤(pán)條的拉拔和冷鐓性能，工藝實(shí)用性強(qiáng)，適合高速線(xiàn)材廠(chǎng)低碳冷鐓鋼盤(pán)條質(zhì)量的提升。
背景技術(shù)：
低碳冷鐓鋼盤(pán)條是金屬制品和標(biāo)準(zhǔn)件使用最廣泛的原材料，其深加工工藝包括機(jī)械除鱗-酸洗除鱗-中絲拉拔-退火-冷鐓成型-調(diào)質(zhì)處理，其中拉拔斷絲和冷鐓開(kāi)裂是深加工行業(yè)最關(guān)心的問(wèn)題，尤其是冷鐓開(kāi)裂對(duì)生產(chǎn)的影響最大，所以提高塑性和冷變形能力一直是冷鐓鋼線(xiàn)材品種開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。對(duì)于冷鐓開(kāi)裂分為兩種，一種是塑性開(kāi)裂，這和盤(pán)條的表面質(zhì)量有很大關(guān)系，另一種是脆性開(kāi)裂，或者叫延性開(kāi)裂，這不僅和盤(pán)條基體夾雜物形態(tài)的控制有關(guān)，更和材料各個(gè)方向延伸變形能力的均勻性有很大關(guān)系，其中最典型組織狀態(tài)就是帶狀組織。 帶狀組織在Mn > 0. 8%的低碳鋼中普遍存在，其組織狀態(tài)表現(xiàn)在盤(pán)條縱截面方向上是平行排列的珠光體帶和鐵素體帶，這樣的形態(tài)極大地破壞了材料在各個(gè)方向上的均勻延伸性能，惡化材料的沖擊性能和冷變形能力，其產(chǎn)生的原因是連鑄坯凝固過(guò)程中枝晶偏析枝晶位置首先凝固，合金元素含量低，枝晶間凝固溫度低，容易造成C、Mn、Cr等合金元素的偏析，在高線(xiàn)軋制過(guò)程中，這種偏析為延伸和壓縮變形，導(dǎo)致成品盤(pán)條縱截面位置顯微組織局部合金元素高，局部合金元素低，合金元素低的位置在軋后的冷卻過(guò)程中首先發(fā)生鐵素體相變，同時(shí)向富含Mn、Cr等元素的位置排碳，另外，富含Mn、Cr的合金元素的偏析區(qū)，本來(lái)發(fā)生鐵素體相變的溫度就低，再加上外來(lái)碳元素的促進(jìn)作用，更降低了相變溫度，最后發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，形成珠光體帶狀，而先發(fā)生鐵素體相變的合金元素偏低區(qū)域形成鐵素體帶狀。對(duì)于降低合金鋼的帶狀組織，劉云旭等人在中厚板上進(jìn)行了一些列研究，取得了一定的效果，首鋼研究人員在齒輪鋼棒材上也進(jìn)行了多次試驗(yàn)，通過(guò)降低精軋溫度，提高熱軋變形量，將齒輪鋼帶狀控制在2. 5級(jí)以下，同時(shí)，通過(guò)棒材生產(chǎn)線(xiàn)全過(guò)程的控軋控冷，成功的開(kāi)發(fā)出冷鐓鋼大盤(pán)卷，北車(chē)集團(tuán)更是通過(guò)材料的熱處理成功的控制了帶狀組織的級(jí)另IJ，但是對(duì)于低碳鋼冷鐓鋼高速線(xiàn)材的帶狀組織研究，鮮有報(bào)道，主要是一直以來(lái)，對(duì)于冷鐓鋼的塑性開(kāi)裂以及帶狀組織對(duì)深度拉拔和冷鐓開(kāi)裂影響的研究不夠深入，另一方面，科研人員認(rèn)為線(xiàn)材的大變形能夠最大限度的促進(jìn)組織內(nèi)合金元素的擴(kuò)散，同時(shí)通過(guò)細(xì)化晶粒來(lái)達(dá)到組織均勻性的目的，提高冷變形能力，但是隨著標(biāo)準(zhǔn)件加工工藝復(fù)雜程度加大和冷變形量的提高，細(xì)化晶粒的作用反而不利于冷鐓鋼盤(pán)條的深加工，目前冷鐓鋼以及非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼產(chǎn)品對(duì)低屈強(qiáng)比的追求，就是最好的佐證。本發(fā)明通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合用戶(hù)的使用效果，提出了一種控制低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的高線(xiàn)生產(chǎn)工藝方法，強(qiáng)化加熱爐對(duì)元素偏析的擴(kuò)散作用，軋制過(guò)程道次變形量分配造成的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶對(duì)原始奧氏體組織的細(xì)化作用，尤其是在高線(xiàn)軋制低碳冷鐓鋼首次弓I入對(duì)精軋溫升和軋后快速冷卻的控制，有效的降低了低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的級(jí)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種控制低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的高線(xiàn)生產(chǎn)方法，適合高速線(xiàn)材廠(chǎng)，尤其是沒(méi)有配備減定徑機(jī)組的軋線(xiàn)，開(kāi)發(fā)組織性能優(yōu)越的低碳冷鐓鋼，用于控制冷鐓鋼的組織性能，提高盤(pán)條的組織均勻性和冷變形能力。本發(fā)明的工藝步驟如下I.加熱爐均熱段溫度控制在1080-1120°C，均熱段保溫時(shí)間30-40分鐘，保證合金元素的均勻化擴(kuò)散；對(duì)于連鑄160mm的方坯，其鑄坯內(nèi)部存在的枝晶和枝晶間的成分偏析是客觀(guān)存在 的，而且不同于大坯型兩火成材的軋制工藝，本工藝采用一火成材，所以對(duì)加熱爐的加熱工藝，一方面要求盡量高的加熱溫度和較長(zhǎng)的保溫時(shí)間，最大限度的利用高溫?cái)U(kuò)散，提高鑄坯的成分均勻性，但是為合理控制初軋前的奧氏體晶粒大小，防止晶粒的異常長(zhǎng)大，對(duì)加熱溫度和保溫時(shí)間要有全面的考慮。2.粗軋6道次，變形量75%;中軋6道次，變形量81. 9%;預(yù)精軋6道次，變形量65%;精軋采用10道次無(wú)扭連續(xù)軋制，變形量89. 4%，精軋入口溫度為850-900°C ； 軋制過(guò)程各道次變形量如表I所示
_乳制階段I粗乳I中乳I預(yù)精乳 I精乳I吐絲
進(jìn)口尺寸 160mm8Ottitti34mm2Ottitti6. 5mm
形變量一 75%81.9%65%8974%—
乳速0. llm/s 0. 56m/s 3. 10m/s 8.97m/s 85m/s
形變溫度 |940-980°C |9QQ-94Q°C |88Q-92Q°C |85Q-9QQ°C |84Q-88Q°C粗軋和中軋過(guò)程主要是完成鑄坯原始凝固組織的破碎，其細(xì)化機(jī)制是道次間
靜態(tài)再結(jié)晶，對(duì)道次變形量和間隔時(shí)間有一定要求；預(yù)精軋的軋制速率已經(jīng)很高，真應(yīng)變速
率在20-60/s，形變儲(chǔ)存能累計(jì)造成軋制過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，畢竟動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是和獲得
均勻細(xì)化組織的最有效方法之一，所以對(duì)變形量和變形溫度有嚴(yán)格要求，防止在部分再結(jié)
晶區(qū)間軋制而造成組織異常長(zhǎng)大。精軋入口的溫度控制在850-900°C，精軋入口的溫度對(duì)于控制形變奧氏體軋制的狀態(tài)很關(guān)鍵，過(guò)高的精軋入口溫度，容易造成晶粒異常長(zhǎng)大，很難獲得細(xì)片狀被壓扁的形變奧氏體狀，如圖I所示，從而不易實(shí)現(xiàn)組織的細(xì)化和均勻化，對(duì)比不同精軋入口溫度下的帶狀組織，如圖2，3，4，其中精軋880°C下的組織帶狀級(jí)別最小。3.開(kāi)啟并強(qiáng)化精軋過(guò)程中的水冷導(dǎo)位，精軋溫升控制在100-120°C ；精軋溫升是高速線(xiàn)材軋制的基本特征，高線(xiàn)十架連軋的形變溫升大約在150°C，所以即便控制精軋溫度，實(shí)際上軋后的形變奧氏體都會(huì)在形變溫升作用下，組織發(fā)生異常長(zhǎng)大，所以通過(guò)水冷導(dǎo)位的對(duì)精軋過(guò)程中的坯料進(jìn)行冷卻是必須的，冷卻水溫度控制在15-240C，水壓 0. 4-0. 6Mpa。4.軋后采用五個(gè)水冷箱進(jìn)行快速冷卻，保證前三個(gè)水冷箱對(duì)盤(pán)條的冷卻溫降在100-150°C，吐絲溫度控制在850-900°C ；
軋后采用五個(gè)水冷箱對(duì)盤(pán)條進(jìn)行快速冷卻，保證前三個(gè)水箱的冷卻溫降，其各水冷段和恢復(fù)段長(zhǎng)度如圖4所示，控制吐絲溫度。5.盤(pán)條吐絲后，合理設(shè)定輥道傳輸速率和盤(pán)條在斯太爾摩風(fēng)冷線(xiàn)上的厚度，空冷速率控制在1_3°C /s，珠光體相變溫度控制在700-750°C。盤(pán)條吐絲后，采用標(biāo)準(zhǔn)延遲型斯太爾摩冷卻工藝，通過(guò)控制各段的傳動(dòng)速率來(lái)控制盤(pán)條在冷卻線(xiàn)上的厚度，空冷速率控制在1_3°C /s，相變溫度控制在700-780°C。如表2所示，結(jié)合保溫罩的開(kāi)關(guān)情況，控制盤(pán)條的冷卻速率和相變溫度。表2風(fēng)冷線(xiàn)各冷卻段的輥速設(shè)置
權(quán)利要求
1. 一種控制低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的高線(xiàn)生產(chǎn)方法，其特征在于，工藝步驟如下 a.加熱爐均熱段溫度控制在1080-1120°C，均熱段保溫時(shí)間30-40分鐘，保證合金元素的均勻化擴(kuò)散； b.經(jīng)過(guò)6道次粗軋，變形量70-75%；6道次中軋，變形量82% ；6道次預(yù)精軋，變形量65% ;精軋采用10道次無(wú)扭連續(xù)軋制，精軋入口溫度為850-900°C ； c.開(kāi)啟并強(qiáng)化精軋過(guò)程中的水冷導(dǎo)位，精軋溫升控制在100-120°C，冷卻水溫度控制在15-24°C，水壓 0. 4-0. 6Mpa ； d.軋后采用五個(gè)水冷箱進(jìn)行冷卻，保證前三個(gè)水冷箱對(duì)盤(pán)條的冷卻溫降在100-150°C，吐絲溫度控制在850-900°C ； e.盤(pán)條吐絲后，合理設(shè)定輥道傳輸速率和盤(pán)條在斯太爾摩風(fēng)冷線(xiàn)上的厚度，空冷速率控制在1_3°C /s,相變溫度控制在700-780°C。
全文摘要
一種控制低碳鋼盤(pán)條帶狀組織的高線(xiàn)生產(chǎn)方法，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。步驟為加熱爐均熱段溫度控制在1080-1120℃，保溫時(shí)間30-40分鐘，保證合金元素的均勻化擴(kuò)散；經(jīng)過(guò)6道次粗軋，6道次中軋，6道次預(yù)精軋，10道次無(wú)扭精軋，合理設(shè)定各變形階段的軋制溫度和變形量；開(kāi)啟并強(qiáng)化精軋過(guò)程中的水冷導(dǎo)位，精軋溫升控制在100-120℃；軋后采用五個(gè)水冷箱進(jìn)行快速冷卻，保證前三個(gè)水冷箱的溫降在100-150℃，吐絲溫度控制在850-900℃；盤(pán)條吐絲后，合理設(shè)定輥道傳輸速率和盤(pán)條在斯太爾摩風(fēng)冷線(xiàn)上的厚度，空冷速率控制在1-3℃/s,相變溫度控制在700-780℃。優(yōu)點(diǎn)在于，有效的將低碳鋼盤(pán)條帶狀組織級(jí)別控制在2級(jí)以下，大大提高了材料組織均勻性和冷鐓能力，工藝適用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)B21B1/18GK102671938SQ20121014128
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者佟倩, 史昌, 李三凱, 李舒笳, 王麗萍, 王猛, 王立峰, 羅志俊 申請(qǐng)人:首鋼總公司