CN106475432A - 一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条及氧化铁皮控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条及氧化铁皮控制方法，盘条成分按重量百分比计如下：C 0.84％～0.93％，Mn 0.15％～0.35％，Si 0.10％～0.20％，P 0.005％-0.013％，S 0.0030％～0.010％，Cr 0.05％-0.10％。高碳钢盘条氧化铁皮控制方法，包括转炉冶炼-LF炉精炼-大方坯连铸-连轧-线材轧制，钢坯均热段温度控制1160℃-1240℃，均热时在35-50min，钢坯总加热时间2.5-4h；钢坯高压水除鳞压力不低于15MPa；盘条轧制过程变形速率10s-1-100s-1，控制盘条吐丝温度880-910℃，吐丝后盘条冷却速度控制在15-20℃/s。采用本发明生产的盘条氧化铁皮具有良好的剥落性和附着性，满足机械除鳞和防止侵蚀的性能要求。
Description
技术领域
本发明属于高碳钢盘条领域，尤其涉及一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条及氧化铁皮控制方法.。
背景技术
随着社会的不断进步，人们对生存环境的要求不断提高，进而对工业生产过程的环境保护问题提出了逐渐严格的要求。在精细钢丝的生产过程，盘条在深加工拉拔前，一般要经过除鳞处理。盘条除鳞方法有机械除鳞和酸洗除鳞两种。酸洗除鳞方法由于环境污染的原因，其应用逐渐受到限制，机械除鳞方法的使用范围不断增加。同时，用于精细钢丝生产的高碳钢盘条氧化铁皮在机械除鳞前还得具有一定的保护能力，防止铁皮在集卷、包装和运输过程剥落，导致盘条表面出现锈蚀，恶化盘条表面质量。为了使盘条的氧化铁皮适于机械除鳞，并且使盘条表面氧化铁皮具有适当的保护能力，必须探索一种独特的高碳钢盘条氧化铁皮控制方法。
《一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法》(申请号：CN201110031827.5)”的发明公开了一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法，属于薄板轧制技术领域。通过成分与轧制工艺控制，获得板卷表层氧化铁皮结构中Fe3O4比例达到80％以上，氧化铁皮厚度＜10um。成分控制：C为0.06-0.14wt％、Si为＜0.2wt％、Mn为1.2-1.6wt％、P为＜0.02wt％、S＜0.010wt％、Nb为0.01-0.05wt％、Alt为0.02-0.06wt％，Si含量＜0.2wt％，余量为Fe；轧制工艺控制：板坯加热温度控制在1230～1270℃，加热时间为3～3.5小时；保证粗除鳞温度在1173℃以上，除鳞系统压力控制在18MPa以上，采用双排除鳞工艺；RT2温度控制在1040-1080℃之间，终轧温度控制在860-880℃，层流采用前冷冷却模式，卷取温度控制在540-580℃。仅介绍了热轧钢板的氧化铁皮控制方法，并未对适于机械除鳞并提供适当保护能力的盘条氧化铁皮控制方法进行介绍。社会的进步急需开发一种独特的精细钢丝用高碳钢盘条氧化铁皮控制方法，以便达到产品生产和环境保护的共赢目的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条及氧化铁皮控制方法，使高碳钢盘条氧化铁皮具有良好的剥落性，从成分上适于机械除鳞，并使盘条氧化铁皮具备良好的附着性，为盘条在机械除鳞前提供适当的防护。
本发明目的是这样实现的：
为了开发适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条氧化铁皮控制方法，本发明在盘条化学成分和热轧工艺方面进行了全面设计，通过适当控制C、Si、Mn和Cr含量，使高碳钢盘条氧化铁皮具有良好的剥落性，从成分上适于机械除鳞，并使盘条氧化铁皮具备良好的附着性，为盘条在机械除鳞前提供适当的防护。
在盘条热轧工艺设计方面，采用钢坯高温加热工艺，配合高压水除鳞，尽量去除钢坯一次氧化铁皮。盘条采用高温吐丝工艺，促进吐丝后盘条氧化铁皮的增长，控制盘条氧化铁厚度在适当范围，适于机械除鳞。
一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条，该盘条的成分按重量百分比计如下：C 0.84％～0.93％，Mn 0.15％～0.35％，Si 0.10％～0.20％，P 0.005％-0.013％，S 0.0030％～0.010％，Cr 0.05％-0.10％。
本发明中成分设计理由如下：
碳是钢中的主要强化元素，碳含量越高，盘条和钢丝的抗拉强度越高。但是过高的碳含量导致盘条在拉拔过程的断丝率和出现分层的现象增加。同时，碳在钢氧化过程被转变为CO，生成的CO气体聚集成气孔。碳含量越高，盘条的氧化铁皮越厚。过厚的氧化铁皮易于造成铁皮在包装、存储以及运输过程过早脱落，使盘条表面易于遭到空气侵蚀，恶化盘条表面质量。过薄的氧化铁皮不利于提高盘条在机械除鳞过程的剥落性，易于造成盘条表面铁皮剥落不彻底，恶化拉丝过程钢丝表面质量，增加断丝率。因此，为了使高碳钢盘条的氧化铁皮适于机械除鳞，并为盘条提供适当的防护功能，将盘条碳含量控制在0.84％～0.93％。
锰也是一种提高盘条强度的元素，锰元素在凝固过程的偏析较为严重。锰元素含量过高易于造成(FeMn)2SiO4锰橄榄石的出现，降低高碳钢在热轧过程的除鳞性能，易于造成盘条表面铁皮压入以及盘条表面氧化铁皮过厚现象。因此钢中锰含量控制在0.15％～0.35％。
硅是高碳钢盘条冶炼过程的主要脱氧元素。硅含量低将导致钢液脱氧不足；但是，过高的硅含量导致钢中残余氧化物夹杂粗大，对钢的应用性能不利。硅含量过高使钢中容易形成Fe2SiO4，使高碳钢的氧化铁皮在热轧过程不易去除。因此，钢中硅含量控制在0.10％～0.20％。
磷硫都是钢中有害杂质元素，其含量不能过高，否则将恶化其冷拔性能，不符合精细钢丝的冷拔加工要求。钢中含有适当的磷硫元素，可以提高高碳钢在热轧过程的除鳞性能，防止盘条出现铁皮压入缺陷，并且降低盘条氧化铁皮厚度。因此，钢中磷硫含量分别为0.005％-0.013％，S 0.0030％～0.010％。
铬是一种提高盘条强度的元素，该元素也能提高盘条的淬透性，细化高碳钢盘条的组织，减小索氏体片层间距，提高盘条的拉拔性能。过高的铬含量也会使盘条的强度和硬度增加过多，导致盘条在拉拔过程的加工硬化严重，并且模耗增加，降低盘条拉拔性能。通过在盘条中加入适当的Cr，提高盘条氧化铁皮附着性，防止盘条在机械除鳞前过早剥落，恶化盘条表面质量。因此，钢中铬含量控制在0.05％-0.10％。
一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条氧化铁皮控制方法，包括转炉冶炼-LF炉精炼-大方坯连铸-连轧-线材轧制，
(1)钢坯加热：线材厂钢坯加热控制温度在较高范围，使加热后的氧化铁皮易于去除；但是钢坯加热温度不能过高，时间不能过长，防止钢坯加热变形，造成轧制困难；同时，也防止盘条表面氧化铁皮过厚，恶化铁皮的附着性。因此本发明中，钢坯均热段温度控制在1160℃-1240℃，均热时间在35-50min，钢坯总加热时间在2.5-4h；
(2)钢坯高压水除鳞：其主要作用是去除钢坯在加热炉内形成的一次氧化铁皮，防止盘条轧制过程形成表面铁皮压入，防止盘条表面氧化铁皮过厚，恶化氧化铁皮的附着性。本发明中，钢坯高压水除鳞压力不低于15MPa；
(3)盘条轧制、冷却：过高的盘条轧制过程变形速率，使盘条氧化铁皮易于破碎，氧化铁皮进一步氧化，恶化其剥落性。过低的盘条轧制速率，使盘条处于热轧过程时间较长，盘条氧化铁皮过厚，恶化其附着性。因此本发明专利中，盘条轧制过程变形速率10s-1-100s-1；轧后盘条吐丝温度较高，使盘条具有适当的厚度和化学成分，提高氧化铁皮的剥落性，使氧化铁皮适于机械除鳞；盘条吐丝温度不宜过低，将会导致氧化铁皮过薄，不适于机械除鳞。本发明专利中，控制盘条吐丝温度在880-910℃，吐丝后盘条冷却速度控制在15-20℃/s之间。
本发明的有益效果在于：采用本发明涉及的适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条氧化铁皮控制方法生产的盘条厚度在7-13um，氧化铁皮中FeO含量不低于70％，Fe2O3含量不高于12％，使盘条氧化铁皮具有良好的剥落性和附着性，满足机械除鳞和防止侵蚀的性能要求，使最终钢丝拉拔过程断丝率满足用户要求。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例根据技术方案的组分配比，进行冶炼、连铸、轧制、连续退火、平整。本发明实施例盘条的成分见表1。本发明实施例盘条的主要工艺参数见表2。本发明实施例盘条的综合性能见表3。
表1本发明实施例盘条的成分
| 实施例 | C，％ | Si，％ | Mn，％ | Cr，％ | P，％ | S，％ |
| 1 | 0.84 | 0.10 | 0.16 | 0.05 | 0.0052 | 0.0034 |
| 2 | 0.90 | 0.15 | 0.29 | 0.07 | 0.011 | 0.0079 |
| 3 | 0.93 | 0.19 | 0.34 | 0.09 | 0.012 | 0.0092 |
表2本发明实施例盘条的主要工艺参数
表3本发明实施例盘条的综合性能。
Claims (2)
1.一种适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条，其特征在于，该盘条的成分按重量百分比计如下：C 0.84％～0.93％，Mn 0.15％～0.35％，Si0.10％～0.20％，P 0.005％-0.013％，S 0.0030％～0.010％，Cr0.05％-0.10％。
2.一种权利要求1所述的适于精细钢丝拉拔的高碳钢盘条氧化铁皮控制方法，包括转炉冶炼-LF炉精炼-大方坯连铸-连轧-线材轧制，其特征在于：
(1)钢坯加热：钢坯均热段温度控制在1160℃-1240℃，均热时间在35-50min，钢坯总加热时间在2.5-4h；
(2)钢坯高压水除鳞：钢坯高压水除鳞压力不低于15MPa；
(3)盘条轧制、冷却：盘条轧制过程变形速率10s-1-100s-1，控制盘条吐丝温度在880-910℃，吐丝后盘条冷却速度控制在15-20℃/s之间。
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