CN104328269A - 中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺，适用于规格为φ0.8-1.3mm，钢种为优质碳素结构钢45#、SWRH47A、SWRH62A、优质碳素结构钢65#、SWRH 72A的产品在同一生产线上生产，同时，能够降低能耗以及生产过程中主要辅料的消耗的工艺。钢丝加热步骤中，采用四段式加热，炉温分别设定为900℃、885℃、870℃和855℃，铅锅等温冷却步骤中的铅温设定为565℃；DV值为63mm·m/min；磷化工艺中：磷化温度85±5℃，总酸度80-90，游离酸度12-16，酸比5-8。通过制定最佳的酸洗、磷化工艺参数，获得的制绳用再制品钢丝经过下工序拉拔后，能够获得良好的力学性能。同时，降低能源消耗，降低了生产成本。

Description

中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种制绳用钢丝的规格为φ0.8-1.3mm，钢种为优质碳素结构钢45#钢、SWRH47A、SWRH62A、优质碳素结构钢65#钢、SWRH 72A的中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺。
背景技术
制绳用热处理磷化钢丝是再制品钢丝，经过拉拔、捻制、合绳等工序制成一定结构和规格的钢丝绳，因此制绳用热处理磷化钢丝内在质量和表面磷化质量的好坏直接影响着后工序过程质量和钢丝绳成品的质量。
近年来，随着技术的不断进步，将热处理与酸洗磷化处理有效地结合起来的生产工艺实现了制绳用热处理磷化钢丝的在线热处理酸洗磷化生产。
制绳用钢丝的生产采用在线热处理酸洗磷化工艺虽然提高了生产效率，但相对的热处理、酸洗与磷化处理之间的工艺匹配以及工艺参数的控制变得相对困难。从理论上来说，不同钢种、不同规格的产品应该采用不同的工艺条件来实现。但是，由于企业的设备能力有限，在一条生产线上需要实现多种规格、多种钢种产品的生产。因此，如何实现热处理、酸洗与磷化处理之间的工艺匹配以及工艺参数的控制，从而在稳定产品质量的前提下，使不同规格、不同钢种的产品在同一生产线上生产，同时，降低能耗以及生产过程中主要辅料的消耗，以降低生产成本，从而使产品同时具有质量和价格优势是企业目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种适用于规格为φ0.8-1.3mm，钢种为优质碳素结构钢45#、SWRH47A、SWRH62A、优质碳素结构钢65#、SWRH 72A的产品在同一生产线上生产，同时，能够降低能耗以及生产过程中主要辅料的消耗的中高碳超细规格制绳用钢丝的在线热处理酸洗磷化工艺。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺，包括下述步骤：放线→钢丝加热+铅锅等温冷却→冷水洗→盐酸酸洗除锈→双水洗→热水洗→磷化→双水洗→皂化→烘干→收线，所述钢丝的规格为φ0.8-1.3mm，钢种为优质碳素结构钢45#钢、SWRH47A、SWRH62A、优质碳素结构钢65#钢、SWRH 72A；所述钢丝加热步骤中，采用四段式加热，炉温分别设定为900℃、885℃、870℃和855℃，所述铅锅等温冷却步骤中的铅温设定为565℃；DV值为63mm·m/min；磷化工艺中：磷化温度85±5℃，总酸度80-90，游离酸度12-16，酸比5-8。
所述酸洗工艺中，盐酸浓度为17-21％，Fe2+浓度≤110g/L，温度为40±10℃。
直径为φ0.90mm的钢丝，酸洗时间为17.1s，磷化时间为21.4s，车速为70m/min；直径为φ1.10mm钢丝，酸洗时间为21.0s，磷化时间为26.2s，车速为57.3m/min；直径为φ1.30mm钢丝，酸洗时间为24.8s，磷化时间为31.0s，车速为48.5m/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的钢丝在线热处理酸洗磷化工艺通过热处理、酸洗与磷化处理之间工艺参数的控制，在同一生产线上实现了不同规格、不同钢种产品的生产，在稳定产品质量的前提下，提高了DV值(DV值是车速和规格的乘积)，从而提升了生产效率，产能得到了释放，产能提高了24.81％，实现了设备能力的最大化。
2、本发明的钢丝在线热处理酸洗磷化工艺通过合理的确定工艺条件，从而获得热处理后最佳的组织状态，经过下工序拉拔后，能够获得良好的力学性能，并获得了良好的表面质量，提高了钢丝绳产品的综合性能。
3、本发明的钢丝在线热处理酸洗磷化工艺通过提高DV值后，对生产过程中的工艺参数进行相应的调整，确定了合理的工艺条件，使生产过程中的天然气消耗降低了9.01％，铅耗降低了13.87％，盐酸消耗降低了6.66％，磷化液消耗降低了9.37％，大大降低了生产的成本，从而使产品同时具有质量和价格优势，提高了产品的竞争力。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺适用于规格为φ0.8-1.3mm，钢种为优质碳素结构钢45#钢、SWRH47A、SWRH62A、优质碳素结构钢65#钢、SWRH 72A的产品，各钢种碳含量的质量分数如表1所示。
各钢种碳含量％(质量分数) 表1
45# 47A 62A 65# 72A
0.455～0.487 0.470～0.499 0.619～0.659 0.635～0.697 0.731～0.752
本发明的中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺包括下述步骤：放线→钢丝加热+铅锅等温冷却→冷水洗→盐酸酸洗除锈→双水洗→热水洗→磷化→双水洗→皂化→烘干→收线，其中，对热处理工艺、盐酸酸洗除锈和磷化工艺进行改进，其余工艺与现有技术相同。具体改进为：所述钢丝加热步骤中，采用四段式加热，炉温分别设定为900℃、885℃、870℃和855℃，所述铅锅等温冷却步骤中的铅温设定为565℃；DV值为63mm·m/min；磷化工艺为：磷化温度85±5℃，总酸度80-90，游离酸度12-16，酸比5-8。为了所得产品性能更好，所述盐酸酸洗除锈工艺中，盐酸浓度为17-21％，Fe2+浓度≤110g/L，温度为40±10℃。
DV值是车速和规格的乘积，对于直径为φ0.90mm的钢丝，酸洗时间为17.1s，磷化时间为21.4s，车速70m/min；直径为φ1.10mm钢丝，酸洗时间为21.0s，磷化时间为26.2s，车速57.3m/min；直径为φ1.30mm钢丝，酸洗时间为24.8s，磷化时间为31.0s，车速48.5m/min。
采用本发明的方法所得产品的性能试验如表2-表12所示。
65#钢热处理磷化钢丝力学性能试验数据 表2
65#钢热处理磷化钢丝力学性能试验数据 表3
65#钢热处理磷化钢丝力学性能部分试验数据 表4
62A钢热处理磷化钢丝力学性能试验数据 表5
72A钢热处理磷化钢丝力学性能试验数据 表6
各规格钢种热处理磷化钢丝金相组织抽检结果 表7
钢种/规格 批次号 组织含量
65#/0.90 R65757 99％索氏体+1％(铁素体+珠光体)
65#/1.10 A65788 99％索氏体+1％(铁素体+珠光体)
65#/1.30 A65788 99％索氏体+1％(铁素体+珠光体)
62A/1.24 B62784 99％索氏体+1％(铁素体+珠光体)
72A/1.25 A72778 99％索氏体+1％(铁素体+珠光体)
改进工艺参数前后性能和金相组织比较 表8
表8中的金相组织列中的S表示索氏体，F表示铁素体，P表示珠光体。
热处理磷化钢丝金相组织部分试验数据 表9
改进工艺前后性能和金相组织比较 表10
获得的热处理磷化钢丝具有良好表面质量，跟踪下工序拉丝生产，在LH4/300+8/250+SG/400直进式拉丝机拉拔10到12道次，在LZ9/400+SG/500直进式拉丝机拉拔8道次，拉拔速度均达到了10m/s以上，并且拉拔顺利，没有发生断丝等影响生产和发生质量问题，实现了高速拉拔的目的。
工艺改进后的热处理磷化钢丝经过拉拔后，与常规工艺的产品进行了性能比对，其强度更能接近于中心值，并且在满足强度的条件，钢丝的韧性得到了明显的提高。
制绳钢丝性能情况 表11
改进工艺前后产能和各种消耗的对比 表12
通过表2-表12的数据可以看出，本发明的工艺通过制定最佳的热处理工艺，从而获得热处理后最佳的组织状态及力学性能；通过制定最佳的酸洗、磷化工艺参数，主要包括：盐酸浓度、氯化亚铁Fe2+含量、磷化温度、磷化液的总酸度、游离酸度、酸比等参数，获得良好的表面质量；改进工艺后获得的制绳用再制品钢丝，经过下工序拉拔后，能够获得良好的力学性能。同时，对综合能耗进行相关测定，提高产品质量的同时，降低能源消耗，降低了生产成本，产能提高了24.81％，天然气消耗降低了9.01％，铅耗降低了13.87％，盐酸消耗降低了6.66％，磷化液消耗降低了9.37％，大大降低了生产的成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺，包括下述步骤：放线→钢丝加热+铅锅等温冷却→冷水洗→盐酸酸洗除锈→双水洗→热水洗→磷化→双水洗→皂化→烘干→收线，其特征在于，所述制绳用钢丝的规格为φ0.8-1.3mm，钢种为优质碳素结构钢45#钢、SWRH47A、SWRH62A、优质碳素结构钢65#钢、SWRH 72A；所述钢丝加热步骤中采用四段式加热，炉温分别设定为900℃、885℃、870℃和855℃，所述铅锅等温冷却步骤中的铅温设定为565℃；DV值为63mm·m/min；磷化工艺中：磷化温度85±5℃，总酸度80-90，游离酸度12-16，酸比5-8。
2.根据权利要求1所述的中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺，其特征在于，所述酸洗工艺中，盐酸浓度为17-21％，Fe2+浓度≤110g/L，温度为40±10℃。
3.根据权利要求2所述的中高碳超细规格制绳用钢丝在线热处理酸洗磷化工艺，其特征在于，直径为φ0.90mm的钢丝，酸洗时间为17.1s，磷化时间为21.4s，车速为70m/min；直径为φ1.10mm钢丝，酸洗时间为21.0s，磷化时间为26.2s，车速为57.3m/min；直径为φ1.30mm钢丝，酸洗时间为24.8s，磷化时间为31.0s，车速为48.5m/min。
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