一種小規(guī)格高Cr的82B盤條軋后控制冷卻方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高Cr（合金含量0.30-0.35%）的SWRH82B盤條的軋后控制冷卻方法，包括對軋后吐絲溫度、吐絲相變前冷卻速度、相變溫度區(qū)間、相變區(qū)冷卻速度、斯太爾摩輥道速度、風機風量和佳靈風量分配的組合控制，以及調(diào)整生產(chǎn)設備穩(wěn)定吐絲方式等方法，達到穩(wěn)定生產(chǎn)的目標。其中吐絲溫度控制在860～880℃，軋后相變前冷卻速度控制范圍為10.0～14.0℃/s，相變溫度區(qū)間控制范圍為580～620℃，相變區(qū)冷卻速度控制范圍為1.5～3.0℃/s，控制斯太爾摩輥道入口段基速范圍為0.6～1.0m/s，本發(fā)明盤條軋后控制冷卻技術方案應用實施后，能保證獲得高強度的同時、塑性不降低反而有所提高，避免了通條冷卻不均勻而致使局部位置產(chǎn)生馬氏體等低溫轉(zhuǎn)變組織，保證了通條組織和力學性能的均勻性。
【專利說明】一種小規(guī)格高Cr的82B盤條軋后控制冷卻方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于軋鋼控軋控冷【技術領域】，尤其涉及一種小規(guī)格高鉻的82B盤條的軋后控制冷卻技術。
【背景技術】
[0002]作為預應力鋼絲和鋼絞線主要原料的SWRH82B，廣泛應用于高速公路、鐵路橋梁、高層大跨度建筑、海港碼頭和枕軌工業(yè)等領域。為滿足出口用盤條高強度的要求，同時塑性不降低，大規(guī)格(Φ >8.0mm)均加入了淬透性微合金化元素Cr，但含量一般不超過0.25%,國內(nèi)對大規(guī)格(Φ≥8mm)低Cr含量(Cr <0.25%)的研究開發(fā)較多且有相關報道。無論是國內(nèi)還是國外小規(guī)格(Φ5.0-7.0mm) 82B盤條，用戶交貨時抗拉強度一般為> 1180MPa,希望目標為> 1200MPa，主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的預應力鋼絲或者彈簧，國內(nèi)使用成分一般執(zhí)行日標 C:0.79-0.86%, S1:0.15-0.35%、Μη:0.60-0.90%, P ( 0.030%,S ( 0.030%;而出口到中國國外的小規(guī)格(Φ 5.0mm-7.0mm), 一般采用在國內(nèi)使用的成分體系基礎上增加B，只有極少數(shù)廠家采用B (≥0.0010%) + Cr (0.05-0.010%)的復合形式的成分體系，滿足國外顧客需要。但是無論是在國內(nèi)還是在國外，在日本標準JISG 3506-2004規(guī)定的SWRH82B成分基礎上，使用高Cr (合金含量為0.30-0.35%)進行細晶粒強化盤條的組織，鮮有使用。因此對小規(guī)格(Φ ( 7.0mm)高Cr含量(Cr≥0.30%)82B的研究開發(fā)未見相關公開報道。
[0003]微合金化元素Cr是碳化物形成元素，它在鋼種主要存在于滲碳體片層中，通過置換作用形成合金滲碳體，具有降低珠光體轉(zhuǎn)變溫度的特點，可減少過共析鋼的珠光體片層間距提高鋼的強度，減輕抑制先共析滲碳體的析出，細化晶粒提高塑性。鉻鐵合金較其它微合金價格較低，且有提高盤條的淬透性的作用，因此添加Cr已成為研制82B系列盤條的主要措施之一。Cr的含量不能過高，特別是小規(guī)格，相對于大規(guī)格來說，由于斷面直徑較小，其淬透性將更強，這會導致軋后盤條連續(xù)冷卻CCT曲線嚴重向右下方移動，繼而形成馬氏體的臨界冷卻速度大大降低，如控冷工藝稍有不當就非常容易產(chǎn)生馬氏體、貝氏體等低溫轉(zhuǎn)變組織，就小規(guī)格而言，對冷卻的均勻性也提出了更高的要求，這給其軋后控冷異常組織和力學性能波動的控制帶來了很大困難。為搶占市場高地，實現(xiàn)小規(guī)格高強度微合金化的82B盤條的批量生產(chǎn)具有重要現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術中存在不足，提供一種能夠阻止異常組織產(chǎn)生、穩(wěn)定通條力學性能波動、細化晶粒以獲得高強度和高塑性兼有的82B盤條的軋后控制冷卻方法，本文中所述的“小規(guī)格”一般指Φ ( 7.0mm的，統(tǒng)稱為小規(guī)格，適用的鋼中含Cr量范圍為0.30%~0.40%,內(nèi)控含量0.30-0.35%、鋼坯截面尺寸范圍為100_X100_~2G0mmX
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下，一種高Cr的82B盤條的軋后控制冷卻方法，其特征在于:該方法對軋后吐絲溫度、相變前冷卻速度、相變溫度區(qū)間、相變區(qū)冷卻速度、斯太爾摩輥道速度、風機風量和佳靈風量分配進行組合控制，具體如下:
1.1)、終軋后穿水冷卻，避免晶粒粗化，吐絲溫度控制在860~880°C ；
1.2)、穩(wěn)定吐絲機吐絲圈形技術；吐絲機在高速時，精軋機或者減定徑機成品速度V≥90m/s時,一般會出現(xiàn)吐絲圈形不穩(wěn)定形狀，比如吐絲亂、有大小圈，吐絲外圈運行軌跡不再一條直線上運行、圈形分布不均勻等現(xiàn)象，通過使用吐絲圈形穩(wěn)定技術，使用吐絲機的頭部定位功能的同時，將預精軋機組、精軋機組、減定徑機組的張力控制在一定范圍內(nèi)，減少了機組間的張力波動。對吐絲機的相關部分如下彎管、夾送輥、吐絲管部分進行重點維護，夾送輥孔型輥縫使用Φ 5.0mm的孔型系統(tǒng)和設定輥縫，下彎管部分采用Φ 5.0mm的孔型系統(tǒng)備品備件，將吐絲管更換成專用材質(zhì)，同時修改了吐絲管的曲線軌跡，種種措施使得吐絲圈形穩(wěn)定、圈間距分布均勻、吐絲搭結(jié)點輪廓整齊，沒有大小圈散亂分布和部分圈突出現(xiàn)象。通過使用吐絲圈形穩(wěn)定技術，保證使得吐絲圈形穩(wěn)定、圈間距分布均勻、吐絲搭結(jié)點輪廓整齊，沒有大小圈散亂分布的現(xiàn)象；
1.3)、吐絲后，控制盤條在斯太爾摩風冷線上相變前的冷卻速度和相變區(qū)間速度，盤條采用三段式冷卻控制技術，在不同階段采用強冷一弱冷一中冷冷卻控制技術，首先在組織相變前的冷卻速度控制范圍為10~14°C /s，開啟風機風量，增加盤條的冷卻速度，將盤條冷卻速度控制在適當范圍，其次在相變區(qū)域，采用極弱冷卻方式，將該階段風機風量控制在適當?shù)娘L量，冷卻速度控制在1.0-3.(TC /S。然后再第三階段加大冷卻速度，將冷卻速度控制在7.0-10.0°C /s，控制冷卻速度，同時控制盤條的抗拉強度。
[0006]鋼的組織轉(zhuǎn)變過程 中，從高溫狀態(tài)的奧氏體區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)闃O少量的鐵素體+大量的細珠光體，由于該鋼種屬于過共析鋼，由于連鑄過程中的成分偏析作用，C、Cr、Mn在鑄坯中心區(qū)域嚴重偏析和富集，造成在很低的冷卻速度時，盤條心部仍能夠產(chǎn)生不利于用戶使用的馬氏體和網(wǎng)狀碳化物組織，我司采用該冷卻方式后，在不同階段采用不同的冷卻速度，得到適合用戶使用的比例高達85-90%的細珠光體組織，實現(xiàn)了無馬氏體和無網(wǎng)狀碳化物等異常組織的控制要求。
[0007]1.4)、依據(jù)所述步驟3)中相變前冷卻速度，控制斯太爾摩輥道入口段基速范圍為
0.6 ~1.0m/s ；
1.5)、相變溫度區(qū)間控制范圍為580~620°C，為使相變充分進行，相變區(qū)的冷卻速度控制范圍為1.5~3.0°C/s;
1.6)、針對不同的車間氣溫，通過大量試驗，將氣溫劃分為夏季溫度> 20°C，冬季氣溫≤5°C，春秋季6-19°C三個階段，同時制定出不同溫度區(qū)間下風機風量開啟程度的控制圖，比如在第一階段將風機開啟為風量100%，第二階段開啟為20-30%風量，第三階段控制在60-70%風量，保證上文③中的冷卻速度；
1.7)、采用在線穩(wěn)定測量和力學性能控制技術，首先在盤條冷卻線的各段風機控制點，按照高溫測溫儀，通過在線各關鍵點的溫度測量，及時傳輸?shù)街行目刂齐娔X，計算出個溫度段冷卻速度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，當超過以上規(guī)定范圍時，將報警，然后依據(jù)中心計算機的預報，當班技術人員及時調(diào)整不同溫度下、不同風機的冷卻風量，達到規(guī)定要求，同時及時取樣檢測盤條的抗拉強度，與中心計算機的預報的力學性能進行比較，看二者之間的差距，是否符合盤條的規(guī)定差距范圍和盤條抗拉強度范圍，然后調(diào)整工藝參數(shù)，滿足軟件規(guī)定要求；1.8)、調(diào)整控制不同位置分配不同風量的佳靈裝置，調(diào)整控制不同位置分配不同風量的佳靈裝置，合理分配盤條橫截面上風量，佳靈風量分配比列為40%:20%.Α0%ο
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟5)中相變溫度區(qū)間控制范圍為590~620°C，為使相變充分進行，相變區(qū)的冷卻速度控制范圍為2.5~3.(TC /S。
[0009]軋后盤條控制冷卻的目的是控制其相變過程，從而控制其組織狀態(tài)，進而提高盤條的綜合力學性能和使用性能。吐絲溫度過低則會降低過冷奧氏體的穩(wěn)定性，容易析出滲碳體等先共析相；吐絲溫度過高，一方面使相變前的奧氏體晶粒粗大并降低力學性能，另一方面也會增加盤條表面脫碳影響使用性能。如果相變的冷卻速度過低，則不能快速避開先共析相區(qū)，將產(chǎn)生影響盤條后續(xù)使用的先共析相；如冷卻速度過快則相變溫度很難控制，會生成屈氏體甚至馬氏體、貝氏體等低溫轉(zhuǎn)變組織，嚴重影響盤條后續(xù)拉拔。珠光體的相變溫度過高則會增加珠光體片層間距減少索氏體含量，相變溫度過低則會使珠光體片間距過細而形成屈氏體，影響后續(xù)盤條的拉拔性能。對小規(guī)格高鉻的高碳鋼來說，由于斷面直徑較小，很容易得到馬氏體等淬火組織，因此對軋后盤條冷卻的均勻性也提出了更高的要求?？偠灾?，要確定合理的吐絲溫度以及軋后控冷工藝，才能得到滿足使用要求的均勻的組織和性能。 [0010]主要包括軋后快速冷速抑制網(wǎng)狀滲碳體的析出，制定合理的相變溫度區(qū)間、相變前的冷卻速度以及相變區(qū)的冷卻速度，優(yōu)化佳靈風量的分配，避免產(chǎn)生馬氏體、貝氏體等低溫轉(zhuǎn)變組織的產(chǎn)生，同時保證獲得比較均勻的索氏體組織和穩(wěn)定的通條力學性能。風機開啟數(shù)及開啟大小如表1所示。
[0011]表1風機開啟數(shù)量和大小
【權(quán)利要求】
1.一種小規(guī)格高Cr的82B盤條軋后控制冷卻方法，其特征在于:該方法對軋后吐絲溫度、相變前冷卻速度、相變溫度區(qū)間、相變區(qū)冷卻速度、斯太爾摩輥道速度、風機風量和佳靈風量分配進行組合控制，具體如下: 1.1、終軋后穿水冷卻，避免晶粒粗化，吐絲溫度控制在860~880°C ； 1.2、穩(wěn)定吐絲機吐絲圈形控制； 1.3、吐絲后 ，盤條采用三段式冷卻控制技術，控制盤條在斯太爾摩風冷線上相變前的冷卻速度和相變區(qū)間速度，生產(chǎn)該鋼種時，在不同階段采用強冷一弱冷一中冷冷卻控制方法，首先在相變前冷卻速度控制為10~14°C /s，開啟最大風機風量，增加盤條的冷卻速度，其次在相變區(qū)域，采用極弱冷卻方式，將該階段風機風量控制在很小的適當?shù)娘L量，冷卻速度控制在1.0-3.(TC /s，主要是避開鋼在相變過程中由奧氏體區(qū)向珠光體-鐵素體區(qū)轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生先共析相和馬氏體等不利于拉拔組織的產(chǎn)生；然后再第三階段加大冷卻速度，將冷卻速度控制在7.0-10.0°C /s，控制冷卻速度，同時控制盤條的抗拉強度； 1.4、依據(jù)上述步驟1.3中相變前冷卻速度，控制斯太爾摩輥道入口段基速范圍為0.6 ~1.0m/s ； 1.5、相變溫度區(qū)間控制范圍為580~620°C，為使相變充分進行，相變區(qū)的冷卻速度控制范圍為1.5~3.0°C/s; 1.6、針對不同的車間氣溫，制定出不同溫度區(qū)間下風機開啟程度的控制圖，保證上文步驟1.3中的冷卻速度； 1.7、采用在線穩(wěn)定測量、預報和力學性能控制方法； 1.8、調(diào)整佳靈裝置，合理分配盤條橫截面上風量，控制冷卻速度。
2.根據(jù)本文I中所述的高Cr的82B盤條的軋后控制冷卻方法，其特征在于:所述步驟1.2中穩(wěn)定吐絲機吐絲圈形控制步驟采取的措施如下，將預精軋機組、精軋機組、減定徑機組的張力控制在一定范圍，各機組間的超前系數(shù)控制在0.3-0.5%，輥縫使用的孔型系統(tǒng)和對應的Φ5.0mm理論設定輥縫，下彎管采用Φ5.0mm的孔型系統(tǒng)備件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高Cr的82B盤條的軋后控制冷卻方法，其特征在于:所述步驟1.6中具體為，針對不同的車間氣溫，將氣溫劃分為夏季溫度> 20°C，冬季氣溫< 5°C，春秋季6-19°C三個階段，同時制定出不同溫度區(qū)間下風機風量開啟程度的控制圖，在第一階段將風機開啟為風量100%，第二階段開啟為20-30%風量，第三階段控制在60-70%風量，保證所述步驟1.3中的冷卻速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高Cr的82B盤條的軋后控制冷卻方法，其特征在于:所述步驟1.7中采用在線穩(wěn)定測量和力學性能控制技術，具體為首先在盤條冷卻線的各段風機控制點，按照高溫測溫儀，通過在線各關鍵點的溫度測量，及時傳輸?shù)街行目刂齐娔X，計算出個溫度段冷卻速度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，當超過以上規(guī)定范圍時，將報警，然后依據(jù)中心計算機的預報，當班技術人員及時調(diào)整不同溫度下、不同風機的冷卻風量，達到規(guī)定要求，同時及時取樣檢測盤條的抗拉強度，與中心計算機的預報的力學性能進行比較，看二者之間的差距，是否符合盤條的規(guī)定差距范圍和盤條抗拉強度范圍，然后調(diào)整工藝參數(shù)，滿足軟件規(guī)定要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1.4所述的高Cr的82B盤條的軋后控制冷卻方法，其特征在于:所述步驟1.8中調(diào)整佳靈裝置，具體操作如下，調(diào)整控制不同位置分配不同風量的佳靈裝置，合理分配盤條橫截面上風量，佳靈風量分配比列為40%:20%:40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1.4所述的高Cr的82B盤條的軋后控制冷卻方法，其特征在于:所述步驟1.5中相變溫度區(qū)間控制范圍為590~620°C，為使相變充分進行，相變區(qū)的冷卻速度控制范圍為2.5~3.0° C /S。
【文檔編號】B21B37/74GK104001741SQ201410176803
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李長勝, 馬志軍, 王進, 張先軼, 吳錦圓, 余超 申請人:張家港聯(lián)峰鋼鐵研究所有限公司