一種控制模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料模擬控制冷卻技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種控制模擬高線斯太爾 摩風(fēng)冷線冷速的方法，應(yīng)用于試驗(yàn)室新品種研發(fā)、工藝優(yōu)化和基礎(chǔ)研宄。
【背景技術(shù)】
[0002] 線材生產(chǎn)是在高速且?guī)A-橢圓孔型線材軋機(jī)中進(jìn)行控制軋制后，在斯太爾摩風(fēng) 冷線上進(jìn)行控制冷卻，實(shí)現(xiàn)品種鋼不同的組織控制要求。目前，國(guó)內(nèi)外無(wú)線棒材中試帶孔型 控軋控冷試驗(yàn)機(jī)，各鋼廠及科研院所中試多采用2輥板材軋機(jī)。而板材軋機(jī)采用水冷箱冷 卻，冷卻能力至少達(dá)到50?200°C/s。而線材是在高線斯太爾摩風(fēng)冷線上生產(chǎn)，風(fēng)機(jī)最大 冷速能達(dá)到20°C/s，冷速范圍在3?20°C/s。采用水冷箱只能采用分段冷卻控制雙相組 織轉(zhuǎn)變，分段冷卻在等溫過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)珠光體或貝氏體中溫轉(zhuǎn)變組織，無(wú)法實(shí)現(xiàn)線材品種 的開(kāi)發(fā)要求，成為試驗(yàn)室研發(fā)的難點(diǎn)。
[0003] 線材品種高強(qiáng)雙相冷鐓鋼種，采用F+M雙相組織冷作強(qiáng)化后達(dá)到與調(diào)質(zhì)處理后相 同的強(qiáng)度要求，需要準(zhǔn)確控制20%MA島+80%F組織比率及MA島形態(tài)，相變前段1?3°C 冷速，相變后段15?20°C/s冷速控制MA島形態(tài)及含量。中試試驗(yàn)室2輥板材軋機(jī)后水冷 箱冷速達(dá)到50?200°C/s，新鋼種成分體系設(shè)計(jì)、成分調(diào)整及優(yōu)化等工作難以進(jìn)行。
[0004] 再如建筑絞線用鋼SWRH82B、87B等、輪胎簾線用鋼SWRH82A等強(qiáng)風(fēng)冷的鋼種進(jìn)行 合金成分調(diào)整優(yōu)化，需要獲得準(zhǔn)確的冷速，以控制索氏體率、珠光體團(tuán)尺寸和片層間距。對(duì) 于寬厚板調(diào)質(zhì)處理，厚度大調(diào)質(zhì)過(guò)程截面溫差大，表面冷速大，心部冷速小。采用低冷速控 制裝置，可以準(zhǔn)確獲得特厚板厚度方向內(nèi)不同冷速與微觀組織、性能的關(guān)系，以至于對(duì)鋼種 淬透性分析、成分優(yōu)化等。目前，采用中試軋機(jī)控制軋制后無(wú)法獲得準(zhǔn)確的冷速成為長(zhǎng)材品 種試驗(yàn)室研發(fā)的關(guān)鍵制約因素。
[0005] 本發(fā)明通過(guò)采用勻速冷卻液低冷速控制裝置，提供了一種控制模擬高線斯太爾摩 風(fēng)冷線冷速的方法，能夠精確控制不同厚度（直徑）鋼板（圓棒）等的冷卻速度，準(zhǔn)確模擬 高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種控制模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速的方法，采用一種 模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線低冷速控制裝置，克服現(xiàn)有設(shè)備的不足，能夠準(zhǔn)確控制低冷速。能 夠準(zhǔn)確模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速，在中試試驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線 冷速控制，對(duì)新鋼種開(kāi)發(fā)成分體系設(shè)計(jì)、成分調(diào)整及優(yōu)化等工作具有實(shí)際意義。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)控制冷卻鋼板厚度或者線棒材直徑、調(diào)節(jié)水循環(huán)系統(tǒng)的流量和壓力和 控制勻速冷卻液溫度，從而實(shí)現(xiàn)不同冷速的控制，工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下：
[0008] 具體工藝步驟及及控制的技術(shù)參數(shù)為：
[0009] 1、冷卻鋼板厚度或者線棒材直徑控制范圍在3?15_ ;
[0010] 高線生產(chǎn)熱軋盤條常用直徑范圍q>5.5?16mm。勻速冷卻液在18°C(室溫）狀態(tài)下， 不同厚度鋼板或不同直徑線棒材具有不同的平均冷速。由于高線斯太爾摩風(fēng)冷線風(fēng)機(jī)冷卻 能力最大能達(dá)到20°C/s，針對(duì)試驗(yàn)室研發(fā)雙相冷鐓鋼能夠精確獲得10?20°C/s范圍，才 能準(zhǔn)確模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速，才能獲得與高線斯太爾摩風(fēng)冷線控制后相近的性能 以及雙相組織比率，對(duì)中試試驗(yàn)室模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速具有指導(dǎo)意義。圖2為不 同厚度或直徑（3、5、8、12、15_)鋼板/線棒材在不同勻速冷卻液溫度下獲得的冷速曲線。 可以看出，中試軋制3?15mm鋼板在勻速冷卻液中勻速冷速能控制在10?20°C/s，能夠 準(zhǔn)確控制雙相鋼MA比率，獲得穩(wěn)定的性能。
[0011] 2、循環(huán)系統(tǒng)水壓控制在0. 1?0. 3MPa，流量在20?35L/min，勻速冷卻液溫度控 制在18?35°C/s。
[0012] 冷速控制冷卻單元采用內(nèi)外層構(gòu)造，內(nèi)層和外層之間形成循環(huán)水系統(tǒng)，通過(guò)控制 循環(huán)水壓力0. 1?0. 3MPa和流量控制在20?35L/min實(shí)現(xiàn)勻速冷卻液溫度控制在18? 35°C/s，3?15mm后鋼板開(kāi)冷后能夠準(zhǔn)確的控制在10?20°C范圍內(nèi)。
[0013] 中試550軋機(jī)分別軋制成8、12mm厚鋼板，在溫度為18°C的勻速冷卻液中冷卻獲 得的MA金相組織見(jiàn)圖3和4。可以看出，相同成分雙相鋼在第二冷卻區(qū)間冷速分別為20. 2 和12. 2°C/s下，獲得的MA島比率分別為20%和14%。中試550軋機(jī)軋制成12. 5mm厚鋼 板，在勻速冷卻液溫度為25°C，獲得的冷速為16. 5°C/s，珠光體團(tuán)尺寸為17ym。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，應(yīng)用于試驗(yàn)室新品種研發(fā)、工藝優(yōu)化和基礎(chǔ)研宄；操作簡(jiǎn)單， 測(cè)試結(jié)果精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為不同厚度或直徑（3、5、8、12、15mm)鋼板/線棒材在不同勻速冷卻液溫度下 獲得的冷速曲線。3?15mm規(guī)格鋼板或直徑盤條在勻速冷卻液中勻速冷速能控制在10? 20°C/s范圍內(nèi)。
[0016] 圖2為中試550軋機(jī)軋制成8mm厚鋼板，第二冷卻區(qū)間冷速為20. 2°C/s下獲得的 金相組織，MA含量為20%。
[0017] 圖3為中試550軋機(jī)軋制成12mm厚鋼板，第二冷卻區(qū)間冷速為12. 2°C/s下獲得 的金相組織，MA含量為14%。
[0018] 圖4為中試550軋機(jī)軋制成12. 5mm厚鋼板，模擬吐絲后冷速為16. 5°C/s，獲得的 珠光體團(tuán)尺寸為17ym。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下的實(shí)例用于闡述本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于以下實(shí)施例。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 在首鋼中試550軋機(jī)軋制雙相冷鐓鋼得到了應(yīng)用，中試軋制DP鋼成分：C0. 08? 0? 12,Si0? 3 ?0? 5,Mn1. 0-1. 8,P0? 01，S0? 01，Cr0? 1-0. 6,獲得了準(zhǔn)確穩(wěn)定的MA比 率。
[0022] 1.采用模擬高線勻速冷卻控冷裝置，由水泵、進(jìn)水管、流量計(jì)、壓力表、循環(huán)層、溫 度表和出水管組成；
[0023] 2.將冷卻裝置本體安裝在中試550軋機(jī)上，將水泵通過(guò)水管連接流量計(jì)和壓力表 上，然后再通過(guò)導(dǎo)管連接到進(jìn)水口，水進(jìn)入循環(huán)層水冷套，通過(guò)外夾層循環(huán)路徑由出水管排 出，構(gòu)成單向循環(huán)勻速冷卻液溫升（< 50°C)控制系統(tǒng)；
[0024] 3.調(diào)整單向循環(huán)控制冷卻裝置壓力表閥門使壓力為0.2MPa，流量計(jì)閥門使流量 為30升/min，勻速冷卻液溫度控制在25°C;
[0025] 4.將40mm厚鋼板在加熱爐內(nèi)加熱1150°C，在溫度1100°C下進(jìn)行開(kāi)乳，終軋溫度 900 °C，乳制成鋼板厚度8_。終軋后采用緩慢冷卻，當(dāng)鋼板溫度為750 °C時(shí)通過(guò)輥道輸送到 模擬高線冷卻中進(jìn)行冷卻，測(cè)試第二冷卻區(qū)間平均冷速為18. 4°C/s;
[0026] 5.將乳制后8mm試驗(yàn)鋼板加工成金相試樣，采用Lepera試劑著色腐蝕，通過(guò)光學(xué) 顯微鏡（OM)觀察統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)MA比率為18. 6%。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 在首鋼中試550軋機(jī)軋制鋼絞線82B得到了應(yīng)用，中試軋制82B鋼成分：C0. 82， Si0.3,Mn0.6-0. 9,P彡0.02,S彡0.01，獲得和現(xiàn)場(chǎng)相近的索氏體率。
[0029] 1.采用模擬高線勻速冷卻控冷裝置，由水泵、進(jìn)水管、流量計(jì)、壓力表、循環(huán)層、溫 度表和出水管組成；
[0030] 2.將冷卻裝置本體安裝在中試550軋機(jī)上，將水泵通過(guò)水管連接流量計(jì)和壓力表 上，然后再通過(guò)導(dǎo)管連接到進(jìn)水口，水進(jìn)入循環(huán)層水冷套，通過(guò)外夾層循環(huán)路徑由出水管排 出，構(gòu)成單向循環(huán)勻速冷卻液溫升（<50°C)控制系統(tǒng)；
[0031] 3?壓力表壓力0?15MPa，流量在30升/min，勻速冷卻液溫度控制在38°C;
[0032] 4.加熱爐溫度1150°C，開(kāi)軋溫度1100°C，終軋溫度920°C，軋制鋼板厚度12. 5mm;
[0033] 5.終軋道次結(jié)束后，通過(guò)輥道輸送到勻速冷卻控制冷卻裝置中，測(cè)試平均冷速為 16. 5°C，將軋制后鋼板加工成金相試樣，采用4%硝酸酒精腐蝕，通過(guò)光學(xué)顯微鏡（OM)測(cè)試 統(tǒng)計(jì)，測(cè)試珠光體團(tuán)尺寸17ym。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速的方法，通過(guò)控制冷卻鋼板厚度或者線棒材 直徑、調(diào)節(jié)水循環(huán)系統(tǒng)的流量和壓力和控制勻速冷卻液溫度，實(shí)現(xiàn)不同冷速的控制；其特征 在于，工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下： (1) 冷卻鋼板厚度或者線棒材直徑控制范圍在3?15mm ; (2) 循環(huán)系統(tǒng)水壓控制在0. 1?0. 3MPa，流量在20?35L/min， (3) 勻速冷卻液溫度控制在18?35°C /s。
【專利摘要】一種控制模擬高線斯太爾摩風(fēng)冷線冷速的方法，屬于材料模擬控制冷卻技術(shù)領(lǐng)域。通過(guò)控制冷卻鋼板厚度或線棒材直徑、循環(huán)系統(tǒng)水壓、流量及勻速冷卻液溫度，實(shí)現(xiàn)模擬高線低冷速控制。具體內(nèi)容包括：第一，將冷卻鋼板厚度或者線棒材直徑控制在3～15mm；第二，循環(huán)系統(tǒng)水壓控制在0.1～0.3MPa，流量在20～35L/min；第三，勻速冷卻液溫度控制在18～35℃/s。實(shí)現(xiàn)冷卻區(qū)間冷速控制在10～20℃/s。本發(fā)明在中試550軋機(jī)上雙相冷鐓鋼種、建筑絞線用鋼和輪胎簾線用鋼的實(shí)驗(yàn)得到了應(yīng)用。應(yīng)用于試驗(yàn)室新品種研發(fā)、工藝優(yōu)化和基礎(chǔ)研究。操作簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果精度高。
【IPC分類】B21B37-76
【公開(kāi)號(hào)】CN104550262
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410779430
【發(fā)明人】王麗萍, 羅志俊, 李舒笳, 晁月林, 王猛, 馬躍, 王曉晨
【申請(qǐng)人】首鋼總公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日