一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法技术

本申请提供一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，适合钢厂和深加工企业开发高端线材品种，本方法采用立式放线和不停车对焊，摆脱了传统的线材下潜式等温淬火的方式，并采用冷却槽和等温槽的双槽处理工艺，产品成材率提高到了98％，各项组织性能指标良好，非常适合2000MPa以上超高强缆索镀锌钢丝用线材的开发。发。发。

【技术实现步骤摘要】
一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法


[0001]本专利技术属于线材热处理
，特别是涉及一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，提出了一种全新的离线盐浴热处理工艺和品种开发方案，对于实现桥梁缆索镀锌钢丝用线材高强、高韧性和组织性能均匀性，具有非常实用的价值。

技术介绍

[0002]新基建带来的跨海、跨江的桥梁建设不断涌现，主跨的长度已经超过1000m，桥梁镀锌钢丝的强度达到2000MPa以上。全新的设计需要全新的钢铁材料，桥梁缆索镀锌钢丝用盘条不仅需要强韧性，更需要非常高的组织性能均匀性，以保证盘条深加工和镀锌后扭转指标、松弛性能、疲劳性能等指标。
[0003]为获得较佳的组织性能，钢厂和深加工企业在盘条的生产工艺上的优化一直是研究的重点。早在20年前，国内宝钢采用Cr、V微合金化、两火成材、斯太尔摩风冷的工艺生产出了1860MPa的桥梁缆索镀锌钢丝用热轧盘条B82MnQ，并成功应用在苏通大桥的建设过程中，开启了桥梁缆索镀锌钢丝用热轧盘条国产化的先河。但是超过1960MPa以上的镀锌钢丝，国产盘条在镀锌后，扭转指标一直不够稳定。近十年，国内的武钢、邢钢、首钢通过改进铸坯质量，提高轧后冷却的均匀性，在控制盘条的组织性能均匀性上有了很大提高，陆续开发了1960MPa级别的镀锌钢丝，但是合格率仍有很大提升空间。近几年宝钢、兴澄钢铁采用增加盘条规格、合金化、离线铅浴热处理的方法，开发了1960、2000MPa级的镀锌钢丝，同时铅浴这种传统的下潜式淬火方式，其表面擦划伤也是其产品质量提高的瓶颈。
[0004]首钢在2007年就开始建设桥梁缆索线材盐浴实验室和中试基地，提出了针对高强桥梁缆索的热轧和盐浴热处理工艺技术。直到2015年国内钢铁企业开始建设离线盐浴热处理产线，大批量进行高端桥梁缆索镀锌钢丝用热轧盘条的研发，成功开发了5mm、1960MPa级别钢丝用盘条，应用于虎门二桥的工程建设当中。但是由于该离线盐浴装备采用了传统铅浴相同的下潜式淬火方式，压辊和线材之间的接触点总是存在麻点、划伤、凹坑等缺陷，严重影响了盐浴线材的表面质量，同时下潜式的淬火方式改变了线材的行进线路，带来全线张力控制上很难稳定。另外传统的离线盐浴和离线铅浴采用立式放线的方式，在完成一卷处理后都要采用停车对焊的方式实现下一卷的生产，这就导致长度100多米的线材不合格而被剪除，其成材率不到92％，大大限制了生产效率和效益。沙钢在后来采用卧式放线的方式，实现了盐浴生产线的不停车对焊，但是由于卧式放线产生线材长程的螺旋弯，极易产生相邻各股线材之间的打结，其产线只能稳定运行12
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16股线材生产，加之高碳钢热轧下线后基本没有面缩率，在离线放线和螺旋弯曲过程中，脆断问题时有发生，导致产线产能限制在2万吨以下。还有，传统的离线盐浴都没有很好地解决表面清洗的问题，造成线材锈蚀严重，严重影响产品质量大的提升。
[0005]本专利技术从轧钢流程开始进行工艺优化，通过时效处理大大提高了线材离线盐浴前的的塑性，降低了线材处理前的脆断现象。同时采用创新式的立式放线不停车对焊技术，实现了立式放线线材螺旋弯的消除和头尾对焊过程需要停车的矛盾，大大降低由于传统卧式
放线螺旋弯多股线材打结改变的问题，实现了产量和成材率的提升。另外，本专利技术最大的创新点是改变了离线热处理传统的采用压辊将线材下潜式的等温淬火方式，通过熔盐的外循环和盐浴槽上箱体工作区和下箱体储盐区的分离，保证线材不发生行进方向弯曲和压辊接触，避免了传统工艺压辊接触线材造成的表面缺陷问题，同时通过大流量的盐泵，保证了线材在淬火过程和高温熔盐的强制换热，实现了线材的冷却速率的提高和控制，为工艺的柔性控制提供了手段。最后本专利技术创新性的利用盐浴冷却槽的冷却系统产生的热量，将其转化成热风刀，利用热风刀实现线材表面残盐和盐水的吹扫，结合超声波清洗机，实现了线材表面的清洗，实现了线材表面质量的提升。
[0006]采用本专利技术，线材规格范围覆盖12
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16mm，热处理后抗拉强度＞1500MPa，人工时效面缩率＞30％，索氏体率＞95％，索氏体片层间距控制在60
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120nm，马氏体组织0级，离异共析球状碳化物0.5级以下，开发的超高强缆索用线材可以满足2000MPa及以上强度级别的缆索钢丝的各项指标要求，钢丝强度可以达到2400MPa，钢丝规格覆盖5
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7mm，镀锌后的扭转指标＞12次。采用16股收放线车间年产能可以达到3万吨，产品的成材率达到98％，非常适合钢铁企业和深加工企业的装备升级和高端线材品种开发。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，其特征在于：线材轧制，线材时效处理，盘卷翻转，放线台布置，盘卷不停车头尾对焊，盘卷立式放线，线材加热，线材盐浴冷却槽淬火处理，线材盐浴等温槽等温处理，热风刀表面残盐吹扫，超声波清洗，表面热风刀盐水吹扫，收线机收线，吊装称重打包。
[0008]优选的，高线轧制的坯料为连铸坯或者二次开坯，其坯料的成分：C含量0.8
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1.2％，Si 含量0.8
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1.2％，Mn含量0.3
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0.6％，Cr含量0.2
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0.4％，S含量＜0.01％，P含量＜0.01％。经过高线连轧和斯太尔摩风冷后收集打包，线材的规格尺寸控制在12.5
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16mm，卷重2
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3t。
[0009]优选的，高线轧制的线材在进行离线盐浴处理前，在时效库房内进行5
‑
7天的时效处理，时效库房的温度为50
‑
70℃，失效后线材的面缩率＞20％，然后通过汽运和叉车运输到离线盐浴车间进行热处理。
[0010]优选的，时效处理后的线材在翻卷机上进行90
°
翻转，然后通过吊车或者叉车布置到立式放线机上。在不停车的情况下，实现新吊装盘卷的头部和上一盘卷的尾部的对焊。同时完成对焊过程的焊渣的清理和焊接位置的回火处理，整个对焊过程＜10分钟。
[0011]优选的，对焊后的盘卷在各股收线机组牵引机作用下，线材平直的通过加热炉，实现线材加热和奥氏体化，线材进入加热炉的速度控制在3
‑
6m/min,加热时间控制在10
‑
15min，加热温度控制在900
‑
1000℃。线材出加热炉后以及进入盐浴冷却槽之前，采用N2保护，防止这段距离发生脱碳，N2的流量控制在20
‑
25m3/h。
[0012]优选的，线材进入盐浴冷却槽进行淬火，淬火温度控制在450
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550℃，淬火时间 40
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60s。然后线材进入盐浴等温槽，等温槽温度控制在550
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650℃，等温处理时间80
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120s。
[0013]优选的，线材通过盐浴冷却槽和盐浴等温槽，不采用压辊浸没方式，各股线材在牵引下水平的进出盐浴槽；盐浴槽分为上箱体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离线熔融流体等温淬火生产工艺方法，其特征在于,包括：线材轧制，线材时效处理，线材盘卷翻转，放线台布置，盘卷不停车头尾对焊，盘卷立式放线，线材加热，线材盐浴冷却槽淬火处理，线材盐浴等温槽等温处理，热风刀表面残盐吹扫，超声波清洗，表面盐水热风刀吹扫，收线机收线，吊装、称重、打包。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，线材轧制的坯料为连铸坯或者二次开坯，其坯料的化学成分包括：C含量0.8
‑
1.2％，Si含量0.8
‑
1.2％，Mn含量0.3
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0.6％，Cr含量0.2
‑
0.4％，S含量＜0.01％，P含量＜0.01％；轧制的坯料经过高线连轧和斯太尔摩风冷后收集打包，线材的规格尺寸控制在12.5
‑
16mm，卷重2
‑
3t。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高线轧制的线材在进行离线盐浴处理前，在时效库房内进行5
‑
7天的时效处理，时效库房的温度为50
‑
70℃，时效后线材的面缩率＞20％，然后通过汽运和叉车运输到离线盐浴车间进行热处理。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，时效处理后的线材在翻卷机上进行90
°
翻转，然后通过吊车或者叉车布置到立式放线机上；在不停车的情况下，将上一卷剩余的尾部30
‑
40圈和线架整体调到放线不停车对焊小车上，然后将线架和上一卷剩余的尾部30
‑
40圈倾倒90
°
，放线由立式转变为卧式，然后立式放线架上新吊装盘卷的头部和上一卷卧式放线的尾部进行不停车对焊；同时完成对焊过程的焊渣的清理和焊接位置的回火处理，整个对焊过程＜10分钟。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对焊后的盘卷在各股收线机组牵引机作用下，线材平直的通过加热炉，实现线材加热和奥氏体化，线材进入加热炉的速度控制在3
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6m/min,加热时间控制在10
‑
15min，加热温度控制在900
‑
1000℃；线材出加热炉后以及进入盐浴冷却槽之前，采用N2保护，防止这段距离线材发生脱碳，N2的流量控制在20
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25m3/h。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，线材进入盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，
申请(专利权)人：北京勤泽鸿翔冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：