高碳钢盘条的离线生产方法与流程

本发明属于材料热处理
技术领域：
，特别是涉及一种优质高碳钢盘条的制造方法。
背景技术：
：高碳钢材料热轧盘应用广泛，需求量大，可以用于桥梁、轮胎、电梯等领域，制造高碳钢材料的热轧盘条通常采用传统的斯泰尔摩风冷工艺，组织转变的温度区间很大，无法避免盘条热点造成的局部组织粗大，从而造成通条性的降低，无法满足深加工行业的加工要求。技术实现要素：鉴于上述技术问题，为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种高碳钢盘条的制造方法。根据本发明的一个方面，提供了一种高碳钢盘条的离线生产方法包括：对盘条进行保护性气氛加热；采用盐浴槽对加热后的盘条进行等温淬火；以及对经过等温淬火后的盘条收线。可选地，对盘条进行保护性气氛加热之前还包括：对初始钢盘条进行放线；以及对放线得到的盘条进行机械抛丸处理。可选地，采用盐浴槽对加热后的盘条进行等温淬火与对经过等温淬火后的盘条收线之间还包括：对等温淬火后的盘条进行表面清洗。可选地，所述对盘条进行保护性气氛加热时，盘条升温至950-1050℃，并在上述温度保持约2分钟。可选地，所述盐浴槽的淬火介质为硝酸钾、硝酸钠。可选地，所述淬火介质包括重量百分比为55％的硝酸钾和45％的硝酸钠。可选地，所述等温淬火温度为450-550℃，等温淬火时间为3-5min。可选地，所述等温淬火时淬火介质内加入水，所述水相对于水和淬火介质总重量的重量百分比为0.1％-0.68％。可选地，所述等温淬火为索氏体化处理。可选地，所述清洗采用27-50℃的水，经过清洗后的盘条的温度保持在350-450℃。从上述技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果之一：(1)对开卷后的钢盘条进行保护性气氛加热及盐浴等温淬火可获得优质的盘条，满足深加工行业的需要；(2)采用机械抛丸处理优化机械除鳞的效果；(3)控制加热时间和等温淬火时间，并通过调节加热炉温度和淬火槽温度控制盘条奥氏体的晶粒状态以及淬火组织，通过调节淬火槽内淬火介质内的含水量来控制冷却特性。附图说明图1为本发明一实施例碳钢盘条的离线生产方法的流程图；图2为本发明一实施例高碳钢盘条的离线生产的时间温度图。具体实施方式本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明采用离线热处理的方法，通过对高线厂生产的原始盘条进行开卷、除鳞、加热后，在高温盐浴槽内进行等温淬火，通过调节放线速率，控制加热时间和等温淬火时间，通过调节加热炉温度和淬火槽温度控制盘条奥氏体的晶粒状态以及淬火组织，通过调节淬火槽内淬火介质内的含水量来控制冷却特性，最后在经过清洗和收线，将盘条收成卷装，满足深加工行业的加工要求。本发明实施例提供一种高碳钢盘条的离线生产方法，具体包括以下步骤，如图1所示：s101对初始钢盘条进行放线；初始钢盘条的规格在5.5-16mm，可以处理的盘条规格和钢种如表1所示。表1钢种帘线弹簧钢盘条预应力盘条钢丝绳用盘条规格5.5mm5.5-16mm8-16mm6.5-10mm初始钢盘条放线采用立式放线结构，放线的速率控制在3-5m/min，放线架底座安装旋转阻尼，防止开卷过程惯性影响生产，在一卷的放线末期，通过焊接连接两个盘卷，焊接过程可以停机，也可以在开机状态下进行焊接。焊接采用两端夹持的电弧焊，焊接后表面再用砂轮打磨，应力较大的钢种焊接位置在400-600℃下进行退火处理。s102对放线后的盘条进行机械抛丸处理；采用机械抛丸处理来对盘条进行除磷，对平行并排的多股盘条，如16-24股放线后的盘条进行集中抛丸处理，通过合理的设计每股之间的间距和抛丸机的喷射角度，来优化机械除鳞的效果，比如，每股之间的间距控制在150-180mm，除鳞效果可能达到95％以上。s103对经过除鳞处理后的盘条进行保护性气氛加热；可以采用电加热或者燃气辐射管加热方式，加热炉通甲醇、氮气保护性气体，形成弱还原性气氛，防止除鳞后的盘条表面继续产生氧化铁皮和深度脱碳，图2为本发明一实施例高碳钢盘条的离线生产的时间温度图。本实施中加热功率为1680kw，加热炉额定温度1050℃，温度均匀性控制在±7.5℃，加热炉控温精度±1℃，对于极限大规格16mm盘条可以加热一定时间，如图2中的a段，例如8分钟，温度升高到950-1050℃范围内一温度，在该温度下保温一定时间，如图2中的b段，例如2分钟。s104采用盐浴槽对加热后的盘条进行等温淬火；盐浴槽的淬火介质为硝酸钾、硝酸钠，根据规格和品种的不同对淬火介质进行优化配置，例如选用55％硝酸钾和45％硝酸钠(重量百分比)组成淬火介质，形成高温熔盐。盐浴槽内的等温淬火温度尽量保持恒定，波动控制在±5℃；对于不同的盘条体化处理，可以选择不同的淬火温度，盐浴槽内的温度可以在200-550℃范围内选择。如表2所示，索氏体化处理选择的淬火温度为450-550℃，贝氏体化处理选择的淬火温度为200-400℃。表2索氏体化处理贝氏体化处理淬火温度450-550℃200-400℃本实施例中盐浴槽的长度在10-15m，通过控制放线速率在3-5m/min，盘条等温淬火时间保证在一定时间如图2中的c段和d段，例如为3-5min。对于索氏体化处理时间，可以有效的降低心部偏析组织残余奥氏体和马氏体的出现，同时获得0.15-0.2μm的索氏体片层，有利于拉拔变形。本实施例中淬火介质内可以加入水，所述水相对于水和淬火介质总重量的重量百分比为0.1％-0.68％，淬火的温度可以根据品种钢的组织性能要求进行调整。控制淬火介质的含水量，可以有效的改变高温熔盐的冷却特性，不同含水量的熔盐影响盘条的冷却速率。在本发明涉及的高温熔盐内部不同温度下的饱和水含量差别较大，450-550℃范围内，饱和水含量在0.1-0.68％范围内，通过合理控制水的饱和度，可以有效的控制淬火盘条的冷却速率。不同饱和水含量下的冷却速率和14mm预应力盘条的组织性能如下表3所示。表3s105对等温淬火后的盘条进行表面清洗；采用温度27-50℃的水对淬火后的盘条进行表面清洗，清洗分为三级清洗，通过控制每一级的清洗水压力来控制清洗效果和盘条温降，具体三级清洗的参数如表4所示。第三级清洗后的盘条温度控制在350-450℃范围内，防止出现激冷和表面残余组织应力，为后期盘条收卷变形带来难度。三级清洗后通过采用环形反冲空气来对冷却水进行气封，将清洗后盘条的表面的残余水清扫干净，防止残存水带来的表面应力。表4第一级水第二级水第三级水反吹空气压力0.5mpa0.4mpa0.3mpa0.5mpas106对清洗后的盘条收线。采用立式收线加对处理完的直条进行收集，收集后的盘卷内径900mm，外径1350mm。通过控制收线机和收集机的速率差来形成梅花状收集效果，提高盘卷的收集致密性，降低盘卷的高度，收线机和收集机的速率差为0.15-0.2m/m。本发明的方法可以应用在离线生产桥梁镀锌钢丝用热轧盘条中得到。单线的生产能力在3万吨，产线采用24股设计。实验例1生产13mm镀锌钢丝用热轧盘条，生产的盘条抗拉强度达到1370mpa，满足强度级别1860mpa级别的5mm镀锌钢丝要求。具体包括以下步骤对初始钢盘条进行放线，放线速率控制在4m/min，焊接位置在400℃下退火处理；对放线后的盘条进行机械抛丸处理，每股间距控制在160mm，抛丸除鳞效果达到95％；对经过除鳞处理后的盘条进行保护性气氛加热，温度均匀性控制在±7.5℃，加热炉控温精度±1℃，盘条加热8分钟温度升高到950℃，在950℃保温2分钟；采用盐浴槽对加热后的盘条进行等温淬火，盐浴温度控制在520℃，含水量在0.1％；对等温淬火后的盘条进行表面清洗，清洗后盘条温度达到400℃；对清洗后的盘条收线，成卷机和收集机的速率差控制在0.15m/min。实验例2生产14mm镀锌钢丝用热轧盘条，生产的盘条抗拉强度达到1400mpa，满足强度级别1960mpa级别的5mm镀锌钢丝要求。对初始钢盘条进行放线，放线速率控制在3m/min，焊接位置在500℃下退火处理。对放线后的盘条进行机械抛丸处理，每股间距控制在150mm，抛丸除鳞效果达到95％。对经过除鳞处理后的盘条进行保护性气氛加热，温度均匀性控制在±7.5℃，加热炉控温精度±1℃，盘条加热8分钟温度升高到1050℃，在1050℃保温2分钟。采用盐浴槽对加热后的盘条进行等温淬火，盐浴温度控制在500℃，含水量在0.15％。对等温淬火后的盘条进行表面清洗，清洗后盘条温度达到420℃。对清洗后的盘条收线，成卷机和收集机的速率差控制在0.2m/min。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属
技术领域：
中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属
技术领域：
中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。当前第1页12