一种极小规格帘线钢线材工艺布置及制备方法与流程

本发明属于钢铁冶线材生产技术领域，涉及一种极小规格帘线钢线材工艺布置及制备方法。

背景技术：

帘线钢主要用于制作汽车轮胎子午线，是线材产品中生产难度较大的钢种之一，随着汽车产业的快速发展，轮胎用帘线钢的需求日趋旺盛。目前国内高线生产的主要规格为ф5.0mm～ф25.0mm，随后线材盘条需采用拉拔工序拉拔至φ0.15mm～φ0.38mm，以φ5.5mm盘条为例，拉拔工序一般如下：1)初拉拔至φ3.0mm～φ3.5mm；2)980℃～1050℃奥氏体化，铅浴淬火；3)中间拉拔至φ0.8mm～φ1.6mm；4)980℃～1050℃奥氏体化，铅浴淬火；5)电镀；6)湿法拉拔至φ0.15mm～φ0.38mm；7)捻绞，合股。拉拔过程中面减率可达99.9％，伸长率可达1600余倍，整个拉拔过程中，工序繁杂，需要经多次热处理，造成人力、机械、设备等的消耗，基于下游用户需求，帘线钢盘条原始尺寸越小，用户的加工难度就越小，因此小规格帘线钢盘条有着旺盛的市场需求。然而目前高速线材生产线所生产的最小规格仅为φ4.5mm，大部分厂家可以生产到φ5.5mm，配有线材减定径的生产线可以生产到φ5.0mm，且生产规格越小，产量越低，轧线故障率越高。

为了解决现有高速线材生产线生产小规格帘线钢故障率高，无法生产极小规格(φ4.5mm～φ1.6mm)帘线钢等问题，本发明提供一种极小规格帘线钢线材制备方法及工艺布置，可生产φ4.5mm～φ1.6mm极小规格帘线钢，有效降低线材生产中故障率，大幅降低后续拉拔工序的人力、机械、设备等消耗，节省生产成本，节能环保，提高企业经济效益及竞争力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种极小规格帘线钢线材工艺布置及制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种极小规格帘线钢线材工艺布置，包括高速线材生产线，还包括设置在高速线材生产线后的极小规格轧制生产线，所述极小规格轧制生产线包括多辊轧机机组。

进一步，所述高速线材生产线包括依次设置的加热炉、机架粗轧机组、机架中轧机组、机架预精轧机组、预精轧后水箱、机架精轧机组、精轧后水箱、夹送辊及吐丝机、斯太尔摩风冷线、集卷站。

进一步，所述精轧后水箱后设有减定径轧制装置和减定径后水箱。

进一步，所述极小规格轧制生产线还包括设置在轧机机组后的帘线钢切头尾及收集装置。

进一步，所述轧机机组为二辊轧机或三辊轧机或四辊轧机。

一种极小规格帘线钢线材制备方法，生产工序包括，钢坯加热、粗轧、中轧、预精轧、精轧前水冷、精轧、精轧后水冷、吐丝、斯太尔摩风冷、集卷收集、开卷、连续温轧或冷轧。

进一步，还包括在精轧水冷后进行减定径轧制和减定径水冷。

进一步，集卷收集后，帘线钢温度保温在400℃～600℃，然后进行极小规格连续轧制，轧制10～20道次，单道次压缩比1.01～1.40，轧制速度0.1m/s～30m/s。

进一步，在极小规格连续轧制过程中，轧制温度为20℃～600℃。

进一步，钢坯加热采用分段加热，包括预热段、加热段和均热段。

本发明的有益效果在于：此种极小规格帘线钢线材工艺布置及制备方法，可生产φ4.5mm～φ1.6mm极小规格帘线钢，线材精度高，大幅降低后续拉拔工序的人力、机械、设备等消耗，有效降低高速线材生产工序的生产故障，提高作业率，大幅节省下游拉拔及热处理工序的生产成本，采用盘条余热处理方式，综合能耗降低约30％，节能环保，提高企业经济效益及竞争力。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明极小规格帘线钢线材第一实施例的工艺布置图；

图2为本发明极小规格帘线钢线材第二实施例的工艺布置图；

图3和图4为极小规格帘线钢二辊轧机孔型示意图；

图5为极小规格帘线钢二辊轧机；

图6为极小规格帘线钢三辊轧机孔型示意图；

图7为极小规格帘线钢四辊轧机孔型示意图；

图8为极小规格帘线钢三辊轧机；

图9极小规格帘线钢四辊轧机电机单独驱动轧辊轴；

图10极小规格帘线钢四辊轧机上下辊及左右辊集中驱动轧辊轴；

图11为72a动态连续冷却转变曲线。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1：

如图所示，图1为本发明极小规格帘线钢线材第一实施例的工艺布置图；包括高速线材生产线和设置在高速线材生产线后的极小规格轧制生产线，所述极小规格轧制生产线包括多辊轧机机组。本实施例高速线材生产线包括以下工艺布置，其中1为加热炉；2为6机架粗轧机组；3为切头飞剪；4为6机架中轧机组；5为切头飞剪；6为6机架预精轧机组；7为预精轧后水箱；8为切头飞剪；9为8机架精轧机组；10为精轧后水箱；13为夹送辊及吐丝机；14为斯太尔摩风冷线；15为集卷站；极小规格轧制生产线包括多辊轧机机组16和帘线钢切头尾及收集装置17，辊轧机机组16可以为三辊轧机或二辊轧机或四辊轧机。以高速线材生产φ5.5为例mm。

(1)钢坯加热：

钢坯加热工序可采用冷坯或热坯加热，采用分段加热，分预热段、加热段和均热段，其中加热均热段温度为1050℃～1250℃；出钢温度为950℃～1170℃；

(2)高速线材轧制工序：

根据典型高速线材工艺配置，普通高速线材轧制工序共28道次轧制，包括粗轧6道次，中轧6道次，预精轧6道次，精轧10道次，普通高线精轧机进口温度为800℃～950℃，精轧10道次后帘线钢尺寸为±0.15mm；

(3)高速线材水冷工序：

普通高线在精轧机组前后设置水冷段，水冷工序分为两段水冷，通过对水冷线水冷箱冷却水压力、喷嘴数开闭的控制对精轧机入口温度、吐丝温度分别进行控制，具体是：控制水冷箱冷却水压力为0.05mpa～1.0mpa，普通高线精轧机进口温度为800℃～950℃，吐丝温度为800℃～900℃；

(4)高速线材风冷及集卷工序：

轧制后在斯太尔摩线上控制冷却，辊道速度0.3m/s～2.0m/s，采用分段风冷，风冷线前面风机完全开启，保证线材快速冷却，待帘线钢温度冷至珠光体转变温度区间，线材风机部分开启甚至全部关闭，根据相变温度要求，保温罩可关闭。

进一步的，在斯太尔摩线控冷工序中，相变前冷却速度≥15℃/s，相变时温度控制在550℃～680℃。在风冷线中间处，线材进行集卷，下线。

进一步的，在斯太尔摩线可根据工艺需求，集卷站位于风冷线中间或尾部，实现灵活下线；

(5)极小规格轧制工序：

集卷收集后，帘线钢温度保温在400℃～600℃，然后进行极小规格连续轧制，轧制10～20道次，单道次压缩比1.01～1.40，经轧制后最终成品尺寸为φ0.8mm～φ1.6mm，轧制速度0.1m/s～30m/s，

进一步的，极小规格轧制工序，轧制温度为20℃～600℃；

进一步的，为保证产品尺寸精度，轧机采用二辊轧机、三辊轧机或四辊轧机；极小规格轧制工序所生产的线材产品精度可达±0.015mm；

进一步的，为保证前序高速线材生产线与极小规格轧制工序产量匹配，可配置多条极小规格轧制工序与一条高速线材生产线对应。

实施例2：

图2为本发明极小规格帘线钢线材第一实施例的工艺布置图；包括高速线材生产线和设置在高速线材生产线后的极小规格轧制生产线，所述极小规格轧制生产线包括多辊轧机机组。本实施例高速线材生产线包括以下工艺布置，其中1为加热炉；2为6机架粗轧机组；3为切头飞剪；4为6机架中轧机组；5为切头飞剪；6为6机架预精轧机组；7为预精轧后水箱；8为切头飞剪；9为8机架精轧机组；10为精轧后水箱；11为减定径；12为减定径后水箱；13为夹送辊及吐丝机；14为斯太尔摩风冷线；15为集卷站；极小规格轧制生产线包括多辊轧机机组16和帘线钢切头尾及收集装置17，辊轧机机组16可以为三辊轧机或二辊轧机或四辊轧机。

以高速线材生产φ5.0mm，极小规格生产φ1.6mm72a为例，按照本实施例，生产工序包括：钢坯加热、粗轧、中轧、预精轧、精轧前水冷、精轧、精轧后水冷、减定径轧制、减定径后水冷、吐丝、斯太尔摩风冷、集卷收集、开卷、连续温轧(或冷轧)、收集，该工艺具体如下：

1)钢坏加热：钢坯截面尺寸160mm×160mm，采用分段加热，分预热段、加热段和均热段，预热段温度为920℃～960℃，加热段温度为1100℃～1150℃，均热段温度为1180℃～1210℃出钢温度为1100℃～1150℃；钢坯在炉时间为100min～180min；

2)粗轧、中轧及预精轧：包括粗轧6道次，中轧6道次，预精轧6道次，经粗轧、中轧及预精轧共18道次轧制后，轧件尺寸为φ16.6mm±0.5mm；

3)精轧前水冷：控制水冷箱冷却水压力为0.1mpa～0.6mpa，精轧机入口温度850℃～950℃，轧件芯表温差≤50℃；

4)精轧及精轧后控制冷却：轧件经8道次精轧机组轧制后，轧件尺寸为φ6.60mm±0.15mm，控制水冷箱冷却水压力为0.1mpa～0.6mpa，减定径入口温度800℃～880℃，轧件芯表温差≤30℃；

5)减定径轧制及控制冷却：轧件经2道次减径轧制及2道次定径轧制变形后，轧件尺寸为φ5.07mm±0.10mm，冷却至常温后轧件尺寸为φ5.00mm±0.10mm，轧件出减定径后经水箱冷却，冷却水压力为0.1mpa～0.6mpa，；

6)吐丝：轧件吐丝温度为800℃～850℃；轧件经吐丝后，呈盘圆状进入斯太尔摩冷却线进行控制冷却；

7)斯太尔摩风冷及集卷收集:

线材在斯太尔摩线上控制冷却，辊道速度0.8m/s～1.2m/s，完全开启1号及2号风机，3号风机部分开启，保证，72a线材温度高于680℃时，冷却速度≥15℃/s，随后线材进行缓慢冷却，此时冷却速度≤10℃/s，相变时间≥20s，此时4号风机～6号风机完全关闭，待线材相变完成后，线材进行集卷，下线，此时帘线钢线材温度为400℃～500℃；

8)极小规格连续温轧(或冷轧)及收集：

经开卷后，线材进入极小规格连续轧制生产线直接进行轧制生产，轧件入口温度≤500℃，前8道次，单道次压缩比1.10～1.40，经8道次轧制变形后轧件尺寸为φ2.20mm±0.05mm，9～14道次单道次压缩比1.01～1.30，经6道次轧制变形后轧件尺寸为φ1.60mm±0.015mm，连轧线线材出口速度为1m/s～30m/s。随后轧件进行切头尾及收集。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。