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1、1概况13mm盘卷Q5.5mm-e唐钢高速线材厂是引进含有八十年代 国际装备水平线材生产线。该生产线轧制速度为90m/s,最高可达 108m/s，产品规格为12mm螺纹盘卷。该厂关键生产工艺步骤以 下：Q10mm-e210 精轧机三段水冷箱水冷夹送辊夹送吐丝机吐丝斯太尔摩风冷辊道风冷剪尾集卷筒集卷运卷小车运卷、卸卷P/F 线运输剪头、检验打包机打包电子称称重卸卷 -入库300预精轧机(机架间有立活套)-预水冷-3#切头飞剪、 转向器侧活套废品卡断剪10*400中轧机2#切头、切 废飞剪 6*500 粗轧机 1#切头、 切废飞剪 5*连铸坯 (135mm*135mm)步进加热炉加热出炉夹送、废品
2、或事故卡断剪4*2控制冷却工艺特点线材轧后控制冷却是整个线材生产中产品质量控制关键手段之 一,它对线材成品内部组织、力学性能及二次氧化全部相关键影响。 控制冷却实质是利用轧件轧后轧制余热,以一定控制手段控制其冷 却速度,从而取得所需要组织和性能,以达成提升产品质量目标。 1964 年,加拿大斯太尔柯钢铁企业和美国摩根企业联合研制高速 线材轧机,首次采取了线材散卷控制冷却工艺,称之为斯太尔摩控 制冷却方法。这是线材生产发展史上重大技术革命之一,并在世界高速线材轧机控冷线上得到了广泛应用。斯太尔摩控冷工艺有三种 类型：(1)标准型：采取标准型冷却时，从精轧机出来线材以压 力水进行快速冷却，依据不一
3、样钢种和用途将线材冷却到靠近相变 开始温度(760-900C)，冷却后线材经吐丝机形成线环状，呈散 卷状叠放在运输机上，线卷在运输过程中鼓风进行散卷冷却。标准 型斯太尔摩冷却运输速度为0.251.3m/s,冷却速度为牛-10C/S。( 2)缓慢型：缓慢型和标准型不一样之处是在运输机前部加了可 移动带有加热烧嘴保温炉罩。运输机速度设定更低些，可使盘卷以 很缓慢冷却速度冷却。缓慢型冷却运输速度为0.051.3m/s,冷却 速度为 0.25-10C/s。 (3)延迟型:延迟型是在标准型基础上,结合缓 慢型冷却工艺特点加以改善而成。它是在运输机两侧装上绝热材料 保温墙，并在保温墙上方装有开关灵活保温罩
4、盖。当保温罩盖打开 时，可进行标准型冷却；若关闭保温罩盖，降低运输机速度，又能 达成缓慢冷却效果，但比缓慢冷却型结构简单而经济。延迟型冷却 运输速度为0.051.3m/s,冷却速度为1-10C/S。标准型适适用 于高碳钢线材，缓冷型适适用于低碳钢及低合金钢线材。因为缓冷 型冷却需要附加加热设备，投资大、能耗高，而被延迟型冷却所替 换。延迟型冷却适应性广、工艺灵活、投资适中，所以得到了广泛 应用。唐钢高速线材厂辊式延迟型斯太尔摩控冷线，不仅能进行延 迟型冷却，也能进行标准型冷却，其冷却速度最低可控制在1C/S 以下，最高可达10C/S以上，所以冷却范围宽，适应性广3.控制 冷却工艺参数控制冷却工
5、艺中要求控制参数关键是终轧温度、吐丝温度、相 变区冷却速度（经过调整运输机速度、风量大小及保温时间来达成） 和集卷温度等。3.1 终轧温度设定因为奥氏体晶粒度影响相变过程中组织转变和转变后产物形态, 所以,经过控制终轧温度来控制奥氏体晶粒度有着实际意义。终轧温 度设定视钢种不一样而异。对于强度和韧性要求较严格高碳钢、低 合金高强度钢及冷镦钢之类线材，因其实用性能和再加工性能需 要，要求奥氏体晶粒细化（粗晶粒冲击韧性差），其终轧温度通常 控制在930-980C。对于强度要求不高，关键用于拉拔钢丝、制钉 低碳钢、碳素焊条钢等，因为碳含量低，奥氏体化温度高，终轧温 度对应高些通常可设定在980-10
6、50C。对于轴承钢，为避免网状 碳化物生成，在轧机能力许可情况下，应该使终轧温度尽可能低至 850C，如不能达成，则需在轧后强冷至780C左右吐丝。另外， 对于一些 A-F 型不锈钢，为让碳化物充足溶解，方便在后续冷却过 程中得到固容处理效果，必需进行高温终轧。终轧温度通常不低于 1050C。终轧温度控制，可经过增减精轧机前面水冷箱冷却水量及 钢坯出炉温度来实现。3.2吐丝温度设定吐丝温度是控制相变开始温度关键参数。对于斯太尔摩冷却法来说，通常依据钢种和用途不一样，将吐丝温度控制在760-900C范围内。在具体制订工艺参数时，应结合过冷奥氏体分解温度，（即“C”曲线位置）、钢种成份、产品使用范
7、围等几方面原因加以综合 考虑。如高碳钢过冷奥氏体分解温度较低，吐丝温度可设定低部分， 而低碳钢过冷奥氏体分解温度较高，故吐丝温度也要高。对于产品 用途、性能要求也要充足考虑，即使同一钢种、相同规格线材，因 其用途不一样而应选择不一样工艺参数。另外，延迟型冷却设备风 冷段冷却速度控制比标准型好，所以延迟型冷却设备吐丝温度应比 标准型低部分，对于部分钢种吐丝温度可参考表1 吐丝温度。表 1 吐丝温度选择钢种吐丝温度C拉拔用钢（中碳）870冷镦钢（中碳）780一般线材 840硬线（高碳）780850建筑用钢筋 780软线（低碳）850900低合金钢 830高淬硬性钢 900经过改变吐丝温度可引发线材
8、强度、性能改变。对于低碳钢， 在保持其它条件不变前提下，为提升强度，应降低吐丝温度；而对 于中、高碳钢，在保持其它条件不变前提下，提升强度，则要提升 吐丝温度。前者经过细化铁素体晶粒达成，后者则是经过减小珠光 体片间距（索氏体化）来实现。从理论上讲，高碳钢线材直径越大， 吐丝温度应越高，但线材尺寸作用和吐丝温度作用相比，可忽略不 记。为确保线材性能均匀一致，冷却条件必需保持相对稳定。吐丝 温度应严格控制，通常许可波动10C。3.3 相变区冷却速度设定相变区冷却速度决定着奥氏体分解转变温度和时间，它对线材 最终组织形成起着决定性作用。在控制冷却相变过程中，冷却速度 控制关键取决于运输机速度调整、
9、风机组合状态、风量大小及保温 罩盖开闭情况，这些参数确实定依靠于“C”曲线或“CCT”曲线。相变 区冷却速度控制是控制冷却中难点。因为受钢冶金质量、化学成份、 设备性能及冷却介质等原因影响，极难选择一条得到最好组织状态 和性能要求转变冷却曲线。只能在现有生产工艺条件下，在选择理 想曲线基础上对工艺参数进行合适调整，并给予修正，以确定最好 优化参数。3.4 集卷温度C。在大多数情况下，要求相变后集卷段鼓风快速冷却，以降低 集卷温度。但也有些钢种例外，如轴承钢。oC以下集卷。而因为 受冷却条件和冷却区长度限制，实际集卷温度要高些，但最高集卷 温度应小于400。集卷温度取决于相变完成后冷却速度。为了
10、确保 产品性能，避免集卷后高温氧化及改善劳动环境，通常要求 250 4控制冷却工艺应用4.1 低碳钢低碳钢线材多为 Q195235 钢。关键用来深入拉丝和作建筑用 材，二者性能和组织要求各不相同。拉丝用线材需经很大拉拔变形， 所以要求强度低、塑性好，其金相组织以较多含量大快铁素体为好， 珠光体含量越少越好，而且铁素体晶粒要求粗大部分，以使拉拔变 形均匀，塑性好，不易拉断；而建筑用线材则要求较高抗拉强度和 一定韧性，故要求其组织晶粒细小，而且应尽可能提升珠光体含量。 鉴于上述不一样要求，对两种用途低碳钢线材采取了不一样冷却工 艺，其工艺参数见表 2。拉拔用线材冷却较慢，使奥氏体分解在高 温下进行
11、，而且分解转变时间较长，有利于先共析铁素体充足析出 和长大。而建筑用线材虽为延迟型冷却，但冷却速度相对较高，且 吐丝温度较低，以降低奥氏体分解温度和缩短分解转变时间，得到 较多珠光体和较细晶粒。表 2 低碳钢线材冷却工艺参数 工艺参数 拉丝用 建筑用 C C880。吐丝温度，C800运输辊道速度,m/s0.08 0.150.25保温罩盖 全关 中间部分关闭 风机风量 全部0%1#50%,6#80%4.2H08Mn2Si 钢当线材冷却速度较高时，得到线材室温组织为珠光体+贝氏体+ 少许铁素体，当冷却速度较低时（小于1 C/s），得到组织为铁素体+少许珠光体。该钢要求强度低、塑性好，其金相组织以较
12、多含量大 快铁素体为好，而且铁素体晶粒要粗大部分，这种钢含有良好拉拔性能。为此，对冷却速度按下限控制，工艺参数见表3。表 3 H08Mn2Si 钢线材冷却工艺参数C辊道速度,m/s 保温罩盖风机风量。吐丝温度C0.05。850 1#,6#风机处开，其它盖上1#20%,6#80%其它风机关闭4.3 高碳钢高碳钢线材多为 6080#钢,线材通常见来拉制多种硬线钢丝或制 作高强度钢丝绳、钢绞线等多种钢丝制品。故线材性能控制首先要 提升拉拔性能。这就要求线材组织应以索氏体组织为主，组织中铁 素体含量应尽可能少，且以块状均匀分布而非网状析出。另外，组 织中不得有淬火组织（即马氏体或贝氏体）出现。为此，采
13、取了标 准型冷却工艺，工艺参数如表4。表 4 高碳钢线材冷却工艺参数C辊道速度,m/s 保温罩盖风机风量。吐丝温度，8501.101.30 全开 1#50%,其它100%4.4 冷镦钢冷镦钢线材钢种通常为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。 这种线材关键用于制造螺栓、螺钉、铆钉等紧固件和多种冷镦成型 配件，用途广泛。冷镦钢最终产品要有足够强度和良好韧性和塑性。 其组织为铁素体+珠光体，采取延迟型冷却，对ML10ML45钢工 艺参数如表 5。表 5 冷镦钢线材冷却工艺参数C 辊道速,m/s保温罩盖风机风量。吐丝温度，820-8400.100.201#,5#,6# 风 机 处 开 , 其 它 盖上
14、 1#50%,5#50%,6#80%其它关闭4.5F-M 双相钢该钢要求组织为铁素体,基体上均匀分布一定数量“小岛状”马氏 体。其工艺参数如表 6。表6 F-M双相钢线材冷却工艺参数C 辊道速,m/s保温罩盖风机风量。吐丝温度，830-850 0.35 全开 1#30%,2#30%,其它 100%5结束语 延迟型斯太尔摩控冷线能够较灵活控制冷却工艺，依据各钢种用途 和性能要求，进行最好工艺配合，尤其适适用于要求轧后缓慢冷却 低合金和合金类钢种，所以在新品种开发领域有着宽广前景。另外， 采取斯太尔摩控冷工艺生产和开发多种线材氧化铁皮少，在组织和 性能上能很好地满足用户需要，使线材在后续加工中可省略热处理 和酸洗工序，降低加工成本。
