一种控制模拟高线斯太尔摩风冷线冷速的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料模拟控制冷却技术领域，特别是提供了一种控制模拟高线斯太尔 摩风冷线冷速的方法，应用于试验室新品种研发、工艺优化和基础研宄。
【背景技术】
[0002] 线材生产是在高速且带圆-椭圆孔型线材轧机中进行控制轧制后，在斯太尔摩风 冷线上进行控制冷却，实现品种钢不同的组织控制要求。目前，国内外无线棒材中试带孔型 控轧控冷试验机，各钢厂及科研院所中试多采用2辊板材轧机。而板材轧机采用水冷箱冷 却，冷却能力至少达到50?200°C/s。而线材是在高线斯太尔摩风冷线上生产，风机最大 冷速能达到20°C/s，冷速范围在3?20°C/s。采用水冷箱只能采用分段冷却控制双相组 织转变，分段冷却在等温过程中会出现珠光体或贝氏体中温转变组织，无法实现线材品种 的开发要求，成为试验室研发的难点。
[0003] 线材品种高强双相冷镦钢种，采用F+M双相组织冷作强化后达到与调质处理后相 同的强度要求，需要准确控制20%MA岛+80%F组织比率及MA岛形态，相变前段1?3°C 冷速，相变后段15?20°C/s冷速控制MA岛形态及含量。中试试验室2辊板材轧机后水冷 箱冷速达到50?200°C/s，新钢种成分体系设计、成分调整及优化等工作难以进行。
[0004] 再如建筑绞线用钢SWRH82B、87B等、轮胎帘线用钢SWRH82A等强风冷的钢种进行 合金成分调整优化，需要获得准确的冷速，以控制索氏体率、珠光体团尺寸和片层间距。对 于宽厚板调质处理，厚度大调质过程截面温差大，表面冷速大，心部冷速小。采用低冷速控 制装置，可以准确获得特厚板厚度方向内不同冷速与微观组织、性能的关系，以至于对钢种 淬透性分析、成分优化等。目前，采用中试轧机控制轧制后无法获得准确的冷速成为长材品 种试验室研发的关键制约因素。
[0005] 本发明通过采用匀速冷却液低冷速控制装置，提供了一种控制模拟高线斯太尔摩 风冷线冷速的方法，能够精确控制不同厚度（直径）钢板（圆棒）等的冷却速度，准确模拟 高线斯太尔摩风冷线冷速。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种控制模拟高线斯太尔摩风冷线冷速的方法，采用一种 模拟高线斯太尔摩风冷线低冷速控制装置，克服现有设备的不足，能够准确控制低冷速。能 够准确模拟高线斯太尔摩风冷线冷速，在中试试验室实现了准确模拟高线斯太尔摩风冷线 冷速控制，对新钢种开发成分体系设计、成分调整及优化等工作具有实际意义。
[0007] 本发明通过控制冷却钢板厚度或者线棒材直径、调节水循环系统的流量和压力和 控制匀速冷却液温度，从而实现不同冷速的控制，工艺中控制的技术参数如下：
[0008] 具体工艺步骤及及控制的技术参数为：
[0009] 1、冷却钢板厚度或者线棒材直径控制范围在3?15_ ;
[0010] 高线生产热轧盘条常用直径范围q>5.5?16mm。匀速冷却液在18°C(室温）状态下， 不同厚度钢板或不同直径线棒材具有不同的平均冷速。由于高线斯太尔摩风冷线风机冷却 能力最大能达到20°C/s，针对试验室研发双相冷镦钢能够精确获得10?20°C/s范围，才 能准确模拟高线斯太尔摩风冷线冷速，才能获得与高线斯太尔摩风冷线控制后相近的性能 以及双相组织比率，对中试试验室模拟高线斯太尔摩风冷线冷速具有指导意义。图2为不 同厚度或直径（3、5、8、12、15_)钢板/线棒材在不同匀速冷却液温度下获得的冷速曲线。 可以看出，中试轧制3?15mm钢板在匀速冷却液中匀速冷速能控制在10?20°C/s，能够 准确控制双相钢MA比率，获得稳定的性能。
[0011] 2、循环系统水压控制在0. 1?0. 3MPa，流量在20?35L/min，匀速冷却液温度控 制在18?35°C/s。
[0012] 冷速控制冷却单元采用内外层构造，内层和外层之间形成循环水系统，通过控制 循环水压力0. 1?0. 3MPa和流量控制在20?35L/min实现匀速冷却液温度控制在18? 35°C/s，3?15mm后钢板开冷后能够准确的控制在10?20°C范围内。
[0013] 中试550轧机分别轧制成8、12mm厚钢板，在温度为18°C的匀速冷却液中冷却获 得的MA金相组织见图3和4。可以看出，相同成分双相钢在第二冷却区间冷速分别为20. 2 和12. 2°C/s下，获得的MA岛比率分别为20%和14%。中试550轧机轧制成12. 5mm厚钢 板，在匀速冷却液温度为25°C，获得的冷速为16. 5°C/s，珠光体团尺寸为17ym。
[0014] 本发明的优点在于，应用于试验室新品种研发、工艺优化和基础研宄；操作简单， 测试结果精度高。
【附图说明】
[0015] 图1为不同厚度或直径（3、5、8、12、15mm)钢板/线棒材在不同匀速冷却液温度下 获得的冷速曲线。3?15mm规格钢板或直径盘条在匀速冷却液中匀速冷速能控制在10? 20°C/s范围内。
[0016] 图2为中试550轧机轧制成8mm厚钢板，第二冷却区间冷速为20. 2°C/s下获得的 金相组织，MA含量为20%。
[0017] 图3为中试550轧机轧制成12mm厚钢板，第二冷却区间冷速为12. 2°C/s下获得 的金相组织，MA含量为14%。
[0018] 图4为中试550轧机轧制成12. 5mm厚钢板，模拟吐丝后冷速为16. 5°C/s，获得的 珠光体团尺寸为17ym。
【具体实施方式】
[0019] 以下的实例用于阐述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。
[0020] 实施例1
[0021] 在首钢中试550轧机轧制双相冷镦钢得到了应用，中试轧制DP钢成分：C0. 08? 0? 12,Si0? 3 ?0? 5,Mn1. 0-1. 8,P0? 01，S0? 01，Cr0? 1-0. 6,获得了准确稳定的MA比 率。
[0022] 1.采用模拟高线匀速冷却控冷装置，由水泵、进水管、流量计、压力表、循环层、温 度表和出水管组成；
[0023] 2.将冷却装置本体安装在中试550轧机上，将水泵通过水管连接流量计和压力表 上，然后再通过导管连接到进水口，水进入循环层水冷套，通过外夹层循环路径由出水管排 出，构成单向循环匀速冷却液温升（< 50°C)控制系统；
[0024] 3.调整单向循环控制冷却装置压力表阀门使压力为0.2MPa，流量计阀门使流量 为30升/min，匀速冷却液温度控制在25°C;
[0025] 4.将40mm厚钢板在加热炉内加热1150°C，在温度1100°C下进行开乳，终轧温度 900 °C，乳制成钢板厚度8_。终轧后采用缓慢冷却，当钢板温度为750 °C时通过辊道输送到 模拟高线冷却中进行冷却，测试第二冷却区间平均冷速为18. 4°C/s;
[0026] 5.将乳制后8mm试验钢板加工成金相试样，采用Lepera试剂着色腐蚀，通过光学 显微镜（OM)观察统计，统计MA比率为18. 6%。
[0027] 实施例2
[0028] 在首钢中试550轧机轧制钢绞线82B得到了应用，中试轧制82B钢成分：C0. 82， Si0.3,Mn0.6-0. 9,P彡0.02,S彡0.01，获得和现场相近的索氏体率。
[0029] 1.采用模拟高线匀速冷却控冷装置，由水泵、进水管、流量计、压力表、循环层、温 度表和出水管组成；
[0030] 2.将冷却装置本体安装在中试550轧机上，将水泵通过水管连接流量计和压力表 上，然后再通过导管连接到进水口，水进入循环层水冷套，通过外夹层循环路径由出水管排 出，构成单向循环匀速冷却液温升（<50°C)控制系统；
[0031] 3?压力表压力0?15MPa，流量在30升/min，匀速冷却液温度控制在38°C;
[0032] 4.加热炉温度1150°C，开轧温度1100°C，终轧温度920°C，轧制钢板厚度12. 5mm;
[0033] 5.终轧道次结束后，通过辊道输送到匀速冷却控制冷却装置中，测试平均冷速为 16. 5°C，将轧制后钢板加工成金相试样，采用4%硝酸酒精腐蚀，通过光学显微镜（OM)测试 统计，测试珠光体团尺寸17ym。
【主权项】
1. 一种控制模拟高线斯太尔摩风冷线冷速的方法，通过控制冷却钢板厚度或者线棒材 直径、调节水循环系统的流量和压力和控制匀速冷却液温度，实现不同冷速的控制；其特征 在于，工艺中控制的技术参数如下： (1) 冷却钢板厚度或者线棒材直径控制范围在3?15mm ; (2) 循环系统水压控制在0. 1?0. 3MPa，流量在20?35L/min， (3) 匀速冷却液温度控制在18?35°C /s。
【专利摘要】一种控制模拟高线斯太尔摩风冷线冷速的方法，属于材料模拟控制冷却技术领域。通过控制冷却钢板厚度或线棒材直径、循环系统水压、流量及匀速冷却液温度，实现模拟高线低冷速控制。具体内容包括：第一，将冷却钢板厚度或者线棒材直径控制在3～15mm；第二，循环系统水压控制在0.1～0.3MPa，流量在20～35L/min；第三，匀速冷却液温度控制在18～35℃/s。实现冷却区间冷速控制在10～20℃/s。本发明在中试550轧机上双相冷镦钢种、建筑绞线用钢和轮胎帘线用钢的实验得到了应用。应用于试验室新品种研发、工艺优化和基础研究。操作简单，测试结果精度高。
【IPC分类】B21B37-76
【公开号】CN104550262
【申请号】CN201410779430
【发明人】王丽萍, 罗志俊, 李舒笳, 晁月林, 王猛, 马跃, 王晓晨
【申请人】首钢总公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月15日