一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法技术

本发明专利技术在于提供一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，通过在风道出口上增加挡风板装置，改变盘条横向风量分布，降低盘条横向温度波动，达到均匀组织，减小同圈性能波动的目的。同时对控冷工艺进行优化，分段控制相邻两圈盘条间距与冷却速度，使盘条整体强度得到提升。采用该方法生产的高碳钢盘条横向温度波动<20℃，盘条同圈强度波动＜40MPa，且强度最小值提高20MPa以上，索氏体比例≥80％，无贝氏体、马氏体等异常组织，客户拉拔断丝率≤0.3次/吨。

【技术实现步骤摘要】
一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法
本专利技术属于轧钢生产
，特别涉及一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法。
技术介绍
高碳钢盘条是生产预应力钢绞线和钢丝绳的主要原材料，其产品性能的稳定性对下游客户生产过程与成品性能的稳定性至关重要。盘条的抗拉强度波动大，会造成盘条在拉拔过程中模具的受力状态和拔丝机的载荷处于不稳定状态，造成模具损耗大与拉拔断丝率增加，影响生产效率和钢丝质量。此外，会造成钢丝在预张拉过程中因每根钢丝强度不同而出现打滑和张应力不稳定现象，对预应力构件产生隐形的危害。因此，减少高碳钢盘条强度波动至关重要。热轧盘条在斯太尔摩辊道上运输过程中，由于沿横向不同位置堆积密度不同，在同等风量情况下，不同位置相变时间点与相变冷速不同，最终导致相变后组织不同，从而使得盘条同圈性能波动较大。国内外斯太尔摩辊道下方使用“佳灵装置”调节搭接点与非搭接点区域风量分配，其中，两侧搭接点区域各占盘条圈径D的1/4。然而，通过对实际生产过程中盘条横向冷却情况进行精确分析，对于搭接点端部1/6D区域以内的盘条，堆积密度介于搭接点与非搭接点之间，此区域风量受搭接点区域较大，造成堆积密度与风量不匹配，此处极易形成局部强冷区，使横向温度波动较大，温差可达60℃以上，进而造成盘条同圈性能波动较大。尤其对于Cr含量较高的高碳钢，由于冷却强度大，同圈性能波动现象更为明显，仅仅依靠佳灵装置无法完全消除。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，通过在风道出口上增加挡风板装置，改变盘条横向风量分布，降低盘条横向温度波动达到均匀组织，减小同圈性能波动的目的。同时对风机风量与辊道速度进行优化，分段控制相邻两圈盘条间距与冷却速度，使盘条整体强度得到提升。采用该方法生产的高碳钢盘条横向温度波动<20℃，盘条同圈强度波动＜40MPa，且强度最小值提高20MPa以上，无贝氏体、马氏体等异常组织，客户拉拔断丝率≤0.3次/吨。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，其特征在于，所述盘条含C质量分数0.70～0.84％，Cr质量分数0.33～0.38％，盘条吐丝后在斯太尔摩风冷线上进行冷却，通过在斯太尔摩上增加挡风板装置调整横向冷却均匀性，使横向温差<20℃，并且对相邻两圈盘条间距与冷却速度进行分段控制，在减轻同圈性能波动的同时提高盘条整体强度。其中：吐丝温度880～900℃，吐丝后相邻两圈盘条间距Si＝DπVi/V，单位m；其中，D为盘条圈径，单位m；Vi为辊道速度，单位m/s；V为盘条终轧速度，单位m/s；满足如下关系：当冷却温度在600～900℃时，S＝0.11～0.16m，冷却速度为11～13℃/s；当冷却温度在550～600℃时，S＝0.06～0.12m，冷却速度为1.1～2.3℃/s；本专利技术为了满足碳含量0.70～0.84％出口用盘条高强度的要求，在成分中加入了0.33～0.38％的Cr元素进行强化，Cr的增加大大提高了盘条淬透性，导致珠光体转变区间变窄，同时，使钢在相变过程中Ms和Mf点下降，过冷奥氏体在较低的温度和较高的冷却速度下进行相变时，容易产生马氏体或者贝氏体等不利于变形的异常组织。马氏体与贝氏体的存在使得线材强度变高、韧性变差，造成用户在拉拔过程中断丝率增加，大大增加了生产成本并降低了生产效率，因此，需要对相变过程加以精确控制，减小同圈组织不均匀性，避免异常组织的产生。设置吐丝温度880～900℃，可获得合适的奥氏体晶粒尺寸，增强相变过程淬透性与相变时的过冷度，从而提高盘条的抗拉强度。本专利技术根据盘条轧制速度和辊道速度设置相邻两圈盘条的间距，终轧速度与辊道速度的匹配可以保证盘条具有较好的圈形，避免形成倒插料。此外，通过改变相邻两圈盘条间距，使盘条搭接点位置不断变化，从而减小盘条横向上的冷却梯度，使各位置发生相变的时间与过冷度趋于一致，性能均匀。当冷却温度在600～900℃时，盘条尚未进行相变，此时控制邻两圈盘条间距S＝0.11～0.16m，盘条冷却速度为11～13℃/s，在此工艺参数下，盘条可在最短时间内冷却至相变温度，并获得最大过冷度，有利于提高盘条抗拉强度；当冷却温度在550～600℃时，控制邻两圈盘条间距S＝0.06～0.12m，冷却速度1.1～2.3℃/s；在此温度区间，盘条搭接点与非搭接点全部位于珠光体转变区间，且温度越低，片层间距越细小，盘条强度越高。最低温度≥550℃，避免低温贝氏体与马氏体的形成，最高温度≤600℃，接近珠光体转变鼻尖温度，有利于加快珠光体转变的进行。盘条以1.1～2.3℃/s进行冷却，可延长珠光体相变区间停留时间，保证相变的充分进行，避免残余奥氏体转变为低温贝氏体与马氏体。进一步，所述提高高碳钢同圈性能均匀性的方法中挡风板安装在风道出口两侧，位于搭接点内侧1/6D～2/6D处，安装方向垂直于风道出口。通过对盘条生产过程进行跟踪，对于9～13mm规格，搭接点边部1/6D范围与内侧2/6D范围堆积密度存在明显不同，如图1所示。内部2/6D范围内堆积密度介于搭接点与非搭接点之间，而风量受边部影响极大，从而造成此处堆积密度与风量不匹配，极易形成局部强冷区，使横向温度波动较大，可达60℃以上，在相变过程中强冷区易生成贝氏体或马氏体组织，造成盘条同圈性能波动较大。通过在搭接点内侧1/6D与2/6D交界处增加挡风板装置，可有效减少搭接点处风量对内侧2/6D区域的影响，减轻此位置冷却强度，将盘条横向温度波动缩小至20℃以内。进一步，所述提高高碳钢同圈性能均匀性的方法中挡风板安装在4～40m辊道的奇数排风道出口上，采用点焊方式固定，在风道出口上方宽度L1为16cm，挡风板与风道出口接触位置的角度α为45°，下方宽度L2为10cm，高度H为30cm，厚度B为0.5cm。将挡风板安装在4～40m辊道的奇数排风道出口上，从第一台风机上方开始安装，至第4段辊道结束，盘条尚未进行相变，间隔一排增加挡风板，既可减少搭接点内侧风量，又可保证此区域有足够的冷却强度，使横向上盘条各处堆积密度与冷却强度相匹配，从而缩小各点发生相变的时间和温度差，有利于后期相变段的温度和冷速控制，避免局部异常组织的产生，提高盘条组织均匀性。在风道出口上方宽度L1为16cm，使挡风板宽度大于风道出口宽度，从而使挡风板可搭在风道出口上，增加挡风板放置的稳定性；挡风板在风道出口下方宽度L2为10cm，高度H为30cm，宽度与风口宽度一致，可有效阻挡两侧横向来风，减少搭接点边部风量对内部2/6D区域的影响；挡风板厚度B为0.5cm，既保证挡风板有足够的强度，又可减少挡风板重量，通过点焊即可将挡风板牢固安装在风道出口上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少体现在以下两个方面：1、在风道出口上添加的挡风板装置弥补了佳灵装置对横向风量调节的不足，可对局部风量分布进行精确调控，此装置加工简单，安装方便，对设备改造成本低，对盘条横向温度均匀性改善效果显著，可将横向温度波动从&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，其特征在于，盘条成分按质量百分比计，C：0.70～0.84％，Cr：0.33～0.38％，盘条吐丝后在斯太尔摩风冷线上进行冷却，在斯太尔摩上增加挡风板装置，横向温差<20℃，对相邻两圈盘条间距与冷却速度进行分段控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，其特征在于，盘条成分按质量百分比计，C：0.70～0.84％，Cr：0.33～0.38％，盘条吐丝后在斯太尔摩风冷线上进行冷却，在斯太尔摩上增加挡风板装置，横向温差<20℃，对相邻两圈盘条间距与冷却速度进行分段控制。


2.根据权利要求1所述的一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，其特征在于，所述的盘条吐丝温度880～900℃，吐丝后相邻两圈盘条间距Si＝DπVi/V，单位m；其中，D为盘条圈径，单位m；Vi为辊道速度，单位m/s；V为盘条终轧速度，单位m/s。


3.根据权利要求1-2所述的一种提高高碳钢盘条同圈性能均匀性的方法，其特征在于，盘条在斯太尔摩风冷线上进行冷却过程中，冷却温度在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李月云，李战卫，张宇，麻晗，
申请(专利权)人：江苏省沙钢钢铁研究院有限公司，江苏沙钢集团有限公司，张家港荣盛特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32