CN112080618B - 82b热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法 - Google Patents

82b热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法 Download PDF

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CN112080618B CN202011024377.2A CN202011024377A CN112080618B CN 112080618 B CN112080618 B CN 112080618B CN 202011024377 A CN202011024377 A CN 202011024377A CN 112080618 B CN112080618 B CN 112080618B
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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法。本发明所要解决的技术问题是提供了82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法。该方法包括如下步骤：a、将中心碳偏析度为0.90～1.20的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s。本发明方法制备得到的82B热轧盘条具备强度适中、塑性好等特点，索氏体率≥90％，无心部马氏体，晶界渗碳体≤0.5级，且具有良好的拉拔性能。

Description

82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法。
背景技术
82B热轧盘条主要用于生产预应力钢绞线，为确保成品力学性能，提高拉拔成型性、生产作业率等，对盘条的拉拔制丝以及捻股等工序的断丝率均有严格要求，因此，就需要盘条具备高强度、高塑性的特点，而且具有良好的组织均匀性。
盘条的组织均匀性是导致拉拔断裂的主要因素之一，在组织均匀性方面，除了要求具有较高的索氏体率外，《预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条》(GBT 24238-2017)标准要求索氏体率≥85％，
Figure BDA0002701702460000011
规格的盘条渗碳体和心部马氏体均不得＞2.0级，而在实际生产过程中由于轧后盘条表面和心部的温度及冷速的差异，以及化学成分偏析等因素的影响，从而在盘条的心部出现严重的马氏体、晶界渗碳体等异常组织，极大地影响了其使用性能，尤其是机械剥壳用户，在拉拔过程中出现异常断裂，且多为杯锥状断口。
专利文献CN105256119A公开了一种超高碳帘线钢盘条中网状渗碳体的控制方法，该方法包括加热、轧制和冷却等步骤，其仅适用于偏析度为0.94～1.06之间的坯料，且只考虑了晶界渗碳体的控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法，使制备得到的82B热轧盘条无心部马氏体，索氏体率≥90％，晶界渗碳体≤0.5级。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法。该方法包括如下步骤：
a、将中心碳偏析度为0.90～1.20的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；
b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；
所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s。
进一步地，步骤a中，所述吐丝温度为870～890℃；吐丝速度为30～35m/s。
其中，上述82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法中，步骤b中，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
优选地，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷满足如下要求：
开启1#～4#风机以及1#～4#风机对应的保温罩和佳灵装置；控制1#～4#风机的流量为20万m3/h；1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％。
5#～7#风机以及5#～7#风机对应的保温罩处于关闭状态。
8#及8#之后的风机和保温罩开启。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至560～600℃。
进一步地，步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持30s以上。
本发明的有益效果是：
本发明方法通过辊道速度、风机、佳灵装置、保温罩的控制，使制备得到的82B热轧盘条具备强度适中、塑性好等特点，索氏体率≥90％，无心部马氏体，晶界渗碳体≤0.5级，且具有良好的拉拔性能。
具体实施方式
具体的，本发明提供了82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法。该方法包括如下步骤：
a、将中心碳偏析度为0.90～1.20的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；
b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；
所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s。
本发明步骤a中，控制吐丝温度为870～890℃；吐丝速度为30～35m/s是为了控制后序冷却过程中的冷却速度和斯太尔摩风冷线各辊道段的温度。若在相同吐丝温度和辊道速度的情况下，如果吐丝速度过快，在辊道上盘条的堆放密度就较高，后序的冷却速度就达不到，如果吐丝速度太慢，在辊道上盘条的堆放密度就太低，后序的冷却速度就太快。
本发明步骤b中，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度0.60m/s，并逐段增加，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。若辊道速度太低，则盘条在辊道上的密度太大，在后序冷却过程中难以达到≥9℃/s的冷却速度，从而加剧了晶界渗碳体的析出；若辊道速度过快，则在后序相变过程中难以达到≤1.5℃/s冷却速度，使珠光体相变不完全，从而产生残余奥氏体或马氏体等异常组织。
本发明步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至560～600℃。目的在于通过较快冷速降低其组织转变温度，以得到更多的索氏体，且片层间距也更细，同时避免晶界渗碳体的析出。若冷却至600℃以上，将难以避免大量晶界渗碳体的析出，若冷却至560℃以下，将产生马氏体等异常组织。同时，1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％，以控制搭界点和非搭界点的温差在20℃以内，确保盘条的通条均匀性。
本发明步骤b中，斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持30s以上。其目的在于确保盘条具有充分的转变时间以完成相变，避免因中心偏析和冷速过大而导致马氏体产生。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地详细阐述。
实施例1
Figure BDA0002701702460000031
规格的82B热轧盘条的制备
首先将中心碳偏析为1.20的82B铸坯或方钢采用步进式加热炉加热，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002701702460000032
规格的光圆，高线轧制机组中精轧机的出口温度为921℃，并通过水冷箱冷却将吐丝温度控制在870～890℃，然后通过吐丝机进行吐丝，实际吐丝温度为872℃，吐丝速度为30m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，斯太尔摩风冷线的控制参数如下：
(1)第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
(2)开启1#～4#风机，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机对应的保温罩打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置打开，开启度为100％，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条平均冷却速度为10.3℃/s，盘条出4#风机口的温度为561℃。
(3)5#～7#风机以及5#～7#风机对应的保温罩处于关闭状态，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，实际平均冷速为1.2℃/s，在保温罩里实际通过的时间为35s，出保温罩的温度为519℃。
(4)8#及8#之后的风机和保温罩开启。使盘条自然冷却，集卷，打包即得82B热轧盘条。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002701702460000041
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为90％，晶界渗碳体为0.5级，无马氏体组织；抗拉强度为1170MPa，断面收缩率为36％。
实施例2
Figure BDA0002701702460000042
规格的82B热轧盘条的制备
首先将中心碳偏析为0.9的82B铸坯或方钢采用步进式加热炉加热，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002701702460000043
规格的光圆，高线轧制机组中精轧机的出口温度为928℃，并通过水冷箱冷却将吐丝温度控制在870～890℃，然后通过吐丝机进行吐丝，实际吐丝温度为890℃，吐丝速度为35m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，斯太尔摩风冷线的控制参数如下：
(1)第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
(2)开启1#～4#风机，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机对应的保温罩打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置打开，开启度为100％，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条平均冷却速度为9.6℃/s，盘条出4#风机口的温度为600℃。
(3)5#～7#风机以及5#～7#风机对应的保温罩处于关闭状态，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，实际平均冷速为1.5℃/s，在保温罩里实际通过的时间为35s，出保温罩的温度为547℃。
(4)8#及8#之后的风机和保温罩开启。使盘条自然冷却，集卷，打包即得82B热轧盘条。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002701702460000044
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为95％，晶界渗碳体为0级，无马氏体组织；抗拉强度为1190MPa，断面收缩率为34％。
实施例3
Figure BDA0002701702460000045
规格的82B热轧盘条的制备
首先将中心碳偏析为1.12的82B铸坯或方钢采用步进式加热炉加热，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002701702460000046
规格的光圆，高线轧制机组中精轧机的出口温度为921℃，并通过水冷箱冷却将吐丝温度控制在870～890℃，然后通过吐丝机进行吐丝，实际吐丝温度为882℃，吐丝速度为35m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，斯太尔摩风冷线的控制参数如下：
(1)第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
(2)开启1#～4#风机，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机对应的保温罩打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置打开，开启度为100％，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条平均冷却速度为10.0℃/s，盘条出4#风机口的温度为583℃。
(3)5#～7#风机以及5#～7#风机对应的保温罩处于关闭状态，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，实际平均冷速为1.4℃/s，在保温罩里实际通过的时间为35s，出保温罩的温度为534℃。
(4)8#及8#之后的风机和保温罩开启。使盘条自然冷却，集卷，打包即得82B热轧盘条。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002701702460000052
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为95％，晶界渗碳体为0级，无马氏体组织；抗拉强度为1195MPa，断面收缩率为36％。
对比例1
Figure BDA0002701702460000053
规格的82B热轧盘条的制备
首先将中心碳偏析为1.20的82B铸坯或方钢采用步进式加热炉加热，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002701702460000054
规格的光圆，高线轧制机组中精轧机的出口温度为920℃，并通过水冷箱冷却将吐丝温度控制在870～890℃，然后通过吐丝机进行吐丝，实际吐丝温度为871℃，吐丝速度为30m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，斯太尔摩风冷线的控制参数如下：
(1)第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
(2)1#～8#风机全部开启，1#～8#风机所对应的保温罩全部打开，其中1#～4#风机开启值为45Hz，风量为18万m3/h，5#～8#风机开启值为40Hz，风量为12.8万m3/h。
(3)8#及8#之后风机全部关闭，所对应的保温罩全部打开，使其自然冷却，再收集、打捆，得到82B热轧盘条。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002701702460000051
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为85％，晶界渗碳体为2.5级，马氏体组织2.5级；抗拉强度为1187MPa，断面收缩率为26％。
与实施例1相比，对比例1由于前期的冷速降低，而导致了先共析渗碳体在晶界的析出；同时又增加了5#～8#风机的冷速，导致盘条心部的残余奥氏体转变为了马氏体组织。因异常组织的增加同时也导致了断面收缩率的降低。
对比例2
Figure BDA0002701702460000061
规格的82B热轧盘条的制备
首先将中心碳偏析为0.90的82B铸坯或方钢采用步进式加热炉加热，经高压水除鳞，再通过30机架高线轧制机组轧制成
Figure BDA0002701702460000062
规格的光圆，高线轧制机组中精轧机的出口温度为950℃，然后通过吐丝机进行吐丝，实际吐丝温度为913℃，吐丝速度为35m/s。
吐丝后的盘条在斯太尔摩风冷线进行控制冷却，斯太尔摩风冷线的控制参数如下：
(1)第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s。
(2)1#～4#风机全部开启，开启值为50Hz，风量为20万m3/h，1#～4#风机所对应的保温罩全部打开，同时，1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100％，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条平均冷却速度为8.4℃/s，盘条出4#风机口的温度为680℃。
(3)5#～7#风机及5#～7#风机对应的保温罩关闭，使其以低于1.5℃/s的冷速进行冷却，实际平均冷速为1.5℃/s，在保温罩里的实际通过时间为35s，出保温罩的温度为610℃。
(4)打开8#及8#之后风机及对应的保温罩，使其自然冷却，再收集、打捆，得到82B热轧盘条。
通过以上方法制得的
Figure BDA0002701702460000063
规格的82B热轧盘条组织为珠光体，其中索氏体率为85％，晶界渗碳体为4.0级，无马氏体组织；抗拉强度为1190MPa，断面收缩率为23％。
与实施例2相比，对比例2由于吐丝温度的升高，导致前期的冷速比实施例2低，出4#风机的温度也更高，在出4#风机后进入保温罩内时还处于相变前的高温状态，从而导致了大量先共析渗碳体在晶界的析出。

Claims (5)

1.82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将中心碳偏析度为0.90～1.20的铸坯或方钢加热，经高压水除鳞，高线机组轧制，吐丝，得盘条；
b、将吐丝后的盘条采用斯太尔摩风冷控制冷却，集卷，打包即得；所述斯太尔摩风冷采用风冷辊道延迟缓冷方式，控制风冷辊道速度为0.6～0.88m/s，所述斯太尔摩风冷辊道速度的控制为：第1段辊道的辊道速度为0.60m/s，第2段辊道的辊道速度为0.62m/s，第3段辊道的辊道速度为0.64m/s，第4段辊道的辊道速度为0.66m/s，第5段辊道的辊道速度为0.68m/s，第6段辊道的辊道速度为0.70m/s，第7段辊道的辊道速度为0.72m/s，第8段辊道的辊道速度为0.76m/s，第9段辊道的辊道速度为0.80m/s，第10段辊道的辊道速度为0.84m/s，第11段辊道的辊道速度为0.88m/s，第12段辊道的辊道速度为0.88m/s，第13段辊道的辊道速度为0.88m/s；
步骤b中，所述斯太尔摩风冷满足如下要求：
开启1#～4#风机以及1#～4#风机对应的保温罩和佳灵装置；控制1#～4#风机的流量为20万m3/h；1#～4#风机对应的佳灵装置开启度为100%；
5#～7#风机以及5#～7#风机对应的保温罩处于关闭状态；
8#及8#之后的风机和保温罩开启。
2.根据权利要求1所述的82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法，其特征在于：步骤a中，所述吐丝温度为870～890℃；吐丝速度为30～35m/s。
3.根据权利要求1所述的82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至560～600℃。
4.根据权利要求2所述的82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，吐丝后的盘条从吐丝到4#风机结束期间，盘条的冷却速度为9～30℃/s，冷却至560～600℃。
5.根据权利要求1～4任一项所述的82B热轧盘条心部马氏体及晶界渗碳体的控制方法，其特征在于：步骤b中，所述斯太尔摩风冷过程中，盘条通过5#风机后的冷却速度≤1.5℃/s，保持30s以上。
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