一種控制高線盤條表面夾痕粗晶的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種控制高線盤條表面夾痕粗晶組織的 熱軋方法，適用于高速線材廠優(yōu)化盤條產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)工藝，提高盤條的綜合力學(xué)性能和 表面質(zhì)量、尺寸精度。
【背景技術(shù)】
[0002] 表面質(zhì)量控制、尺寸精度和組織性能一直是高線廠關(guān)注的重點(diǎn)。尤其是在目前深 加工行業(yè)拉拔變形量增加、拉拔速度提高、減免中絲熱處理、鋼絲斷絲率要求嚴(yán)格的情況 下，如何實(shí)現(xiàn)線材表面質(zhì)量和組織性能進(jìn)一步提升成為軋鋼工藝研宄的主要方面。
[0003] 高線盤條表面的夾痕為盤條缺陷的一種，在表面呈對稱出現(xiàn)，表現(xiàn)為上下平行的 小平面夾痕，如圖1和2所示，在鋼廠生產(chǎn)的盤條的尾部經(jīng)常出現(xiàn)，其產(chǎn)生的原因是夾送輥 孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)和夾持力控制不合適，造成夾送輥給盤條表面施加的微塑性變形。因此，對于 夾送輥的工藝控制和設(shè)計(jì)非常重要。對于夾送輥的控制工藝必須適合整條高線的軋制工藝 和品種特點(diǎn)、規(guī)格限制。主要從以下幾個(gè)方面控制：首先保證軋制過程的穩(wěn)定，保證線材尾 部在出精軋機(jī)后的失張狀態(tài)下能夠穩(wěn)定精確的進(jìn)入夾送輥之前的導(dǎo)衛(wèi)，保證夾送輥給以足 夠的夾持和降速；其次，保證夾持過程既能夠保證失張狀態(tài)下尾部在夾送輥的摩擦力作用 下，保證和吐絲機(jī)形成穩(wěn)定的吐絲狀態(tài)，又要保證夾送過程不會(huì)造成夾持力過大，造成表面 出現(xiàn)夾痕。這不僅要對軋制過程進(jìn)行精確的工藝控制，而且要對冷卻過程進(jìn)行深入分析，眾 所周知，高線水箱的激冷會(huì)導(dǎo)致線材的震動(dòng)，嚴(yán)重影響夾送輥夾持過程的穩(wěn)定性。表面夾痕 粗晶是伴隨著表面夾送過程夾痕微塑性變形產(chǎn)生的晶粒異常長大產(chǎn)生的粗晶組織，是一種 異常組織，但又完全不同于傳統(tǒng)的魏氏粗晶組織。
[0004] 在低碳冷鐓鋼盤條開發(fā)領(lǐng)域，眾多科研人員對表面粗晶組織進(jìn)行了分析研宄，發(fā) 現(xiàn)低碳冷鐓鋼的粗晶組織往往伴隨有魏氏組織，或者說低碳冷鐓鋼的粗晶組織就是表面魏 氏組織，艾星輝等在"SWRCH22A冷鐓鋼線材拉拔斷裂分析"中提出控制盤條吐絲后的冷卻 速率，來降低魏氏組織出現(xiàn)的幾率；廖琳琳在"冷鐓鋼SWRCH22A軋制工藝的開發(fā)"中提出 對22A粗晶組織進(jìn)行了深入分析，提出通過優(yōu)化加熱爐工藝、乳制工藝、控冷工藝來一直表 面粗晶和魏氏組織的方法，其中在軋制工藝中提出低溫精軋和控制輥縫、壓下量的思路，但 沒有提出具體解決的工藝參數(shù)；程方在"大型連桿分模面混晶及粗晶魏氏組織"對混晶和粗 晶進(jìn)行了有針對性的分析，提出了臨界形變量的概念，將粗晶產(chǎn)生的根本原因歸結(jié)到粗大 的形變奧氏體的遺傳作用，以及特定的孔型造成的截面形變不均勻；而宋卓斐等人通過模 擬的方法，在"棒材熱連軋橢圓一圓孔型應(yīng)變分布的有限元模擬"提出了軋輥和紅坯軋制過 程中，由于輥環(huán)對紅坯激冷作用，在表面形成剛塑性交界面和剛性變形區(qū)，說明表面的形變 量并不是截面中變形量最大的區(qū)域，從根本上改變了傳統(tǒng)觀點(diǎn)對表面形變量大于心部的認(rèn) 識，而且也支持了粗晶組織是粗大奧氏體晶粒遺傳組織的觀點(diǎn)。
[0005] 通過大量的實(shí)驗(yàn)和資料分析，輥環(huán)對紅坯表面激冷，造成軋制過程中表面溫度極 低，形成剛塑性交界面和剛性變形區(qū)，一方面抑制了軋制形變的滲透，造成表面形變量的積 累不夠，不能保證動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的組織細(xì)化作用，另一方面，道次間的溫度恢 復(fù)過程，造成紅坯心部熱量向外傳導(dǎo)，表面的剛塑性交界面和剛性變形區(qū)溫度升高，從而在 軋制道次間發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，這種靜態(tài)再結(jié)晶直接導(dǎo)致特定取向的奧氏體晶粒發(fā)生異常長 大，造成表面粗晶，如圖2中間坯料的表面附近的組織形態(tài)。
[0006] 本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于，在深入分析了高線盤條表面夾痕粗晶產(chǎn)生的原因，密切結(jié) 合高線軋機(jī)特點(diǎn)，提出了盤條夾痕粗晶控制方法，明確了高線廠開發(fā)盤條過程的控制表面 夾痕和粗晶組織的關(guān)鍵操作要點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種控制盤條表面夾痕粗晶的方法，本發(fā)明的工藝步驟及 控制的技術(shù)參數(shù)為：
[0008] 1、精軋機(jī)出口速度控制在80-86m/s，吐絲機(jī)超前系數(shù)控制在1. 01-1. 03 ;
[0009] 本研宄在國產(chǎn)哈飛10架連軋精軋機(jī)上生產(chǎn)5. 5-6. 5mm的盤條時(shí)被應(yīng)用，對于此規(guī) 格的盤條，精軋速率和吐絲機(jī)超前系數(shù)的設(shè)定，一方面依據(jù)盤條在軋制過程的穩(wěn)定程度，精 軋機(jī)的軋制速率過慢，不適合目前高線產(chǎn)能的匹配，延長了軋制時(shí)間，增加了頭尾溫度的均 勻性，從而不能保證頭尾組織性能和尺寸的合理性，實(shí)驗(yàn)表明，5. 5-6. 5mm規(guī)格盤條軋制時(shí) 間每延長10s，頭尾溫度的差異就會(huì)增加2°C，尾部出現(xiàn)耳子的幾率就會(huì)增加。精軋速率過 快，會(huì)導(dǎo)致精軋機(jī)的震動(dòng)加強(qiáng)，盤條出吐絲機(jī)的會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)，從而影響其吐絲的穩(wěn)定性，給 夾送輥的夾持帶來很大的難度。另一方面吐絲機(jī)超前系數(shù)和精軋速率的匹配很大程度上還 要保證尾部能夠很好的降速和正常的吐絲。當(dāng)正常的連軋狀態(tài)，吐絲機(jī)通過合理的超前系 數(shù)保證精軋和吐絲之間的張力的匹配，保證吐絲順利的進(jìn)行，一般張力1. 06以下，在保證 線材不被拉斷的情況下，張力越大，乳制過程越順暢。但是在線材尾部出了精軋機(jī)的失張狀 態(tài)下，吐絲機(jī)的超前系數(shù)已經(jīng)設(shè)定并執(zhí)行，在其強(qiáng)大的拉力狀態(tài)下線材失張后被加速。尾 部加送輥的設(shè)定就是要保證尾部在夾持力的作用下降速，從而保證吐司速度的恒定和尾部 圈形的正常。所以這種狀態(tài)下要求吐絲機(jī)的超前系數(shù)不能太大，實(shí)驗(yàn)證明超前系數(shù)> 1.04 后，會(huì)給夾送輥的夾持和降速效果帶來難度，只能采取增加夾持力的方法來保證尾部的正 常吐絲。為保證尾部不出現(xiàn)夾痕，其參數(shù)設(shè)定對比如表1所示。
[0010] 表1超前系數(shù)、吐絲速率、夾持力大小的對比
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1.控制高線盤條表面夾痕粗晶的方法，其特征在于，工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)為： (a) 盤條軋制規(guī)格為5. 5-6. 5mm，精軋機(jī)出口速度控制在80-86m/s，吐絲機(jī)超前系數(shù)控 制在 1. 01-1. 03 ; (b) 精軋后采用5段水箱冷卻，前三個(gè)水箱冷卻溫降控制在40-50°C，冷卻過程盤條的 抖動(dòng)振幅控制在l〇_25mm; (c) 尾部夾持壓力控制在0? 20-0. 24Mpa;閉口度控制在0? 55-0. 65mm;吐絲溫度控制在 880-900。。。
【專利摘要】一種控制高線盤條表面夾痕粗晶的方法，屬于軋鋼技術(shù)領(lǐng)域。工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)為：精軋機(jī)出口速度控制在80-86m/s,吐絲機(jī)超前系數(shù)控制在1.01-1.03；精軋后采用5段水箱冷卻，前三個(gè)水箱冷卻溫降控制在40-50℃，冷卻過程盤條的抖動(dòng)振幅控制在10-25mm；尾部夾持壓力控制在0.20-0.24Mpa，閉口度控制在0.55-0.65mm；吐絲溫度控制在880-900℃。通過優(yōu)化軋制過程的工藝參數(shù)，在軋制過程全程采用尾部夾送的工藝條件下，不僅可以有效控制穩(wěn)定線材的軋制和吐絲，而且實(shí)現(xiàn)對高線盤條表面夾痕粗晶的控制，一方面提升了盤條表面質(zhì)量，另一方面實(shí)現(xiàn)了組織均勻性控制，優(yōu)化了產(chǎn)品的性能。非常適合高線廠進(jìn)行盤條組織性能的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。
【IPC分類】B21B1-16, B21B37-00
【公開號】CN104785520
【申請?zhí)枴緾N201510163126
【發(fā)明人】王猛, 羅志俊, 王麗萍, 王立峰, 孫齊松, 李舒笳, 佟倩, 王曉晨, 王坤, 楊子森, 史昌, 李三凱
【申請人】首鋼總公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月8日