一种缩短拉拔用高碳钢盘条时效期的方法

摘要

本发明提供一种缩短拉拔用高碳钢盘条时效期的方法，主要包括出钢，LF精炼，连铸，轧制和冷却，其中，出钢过程采用弱脱氧，加1.1～1.5％的电石；LF精炼采取合理的精炼渣系和供电、吹氩；连铸时高拉速，并全程保护浇注；轧制时精轧入口温度800～880℃，减定径入口温度850～900℃，吐丝温度900±10℃；冷却时可根据高碳钢盘条的规格大小采取弱冷工艺或降低相变点后的冷却速度方法；本发明生产的高碳钢中的氮含量由80ppm降到40ppm以下，氢含量由原来的5ppm降到3ppm以下，大大缩短了高碳钢盘条的时效期，不仅降低了生产企业及用户的库存管理费用，而且还大大减小了用户使用周期，提高了市场占有率。

说明书

技术领域：

本发明涉及拉拔用高碳钢盘条生产技术领域，尤其涉及一种缩短拉拔用高碳钢盘条时效期的方法。

背景技术：

碳的质量分数为0.8％左右的高碳钢盘条是制造钢丝绳、轮胎子午线和预应力钢丝及钢绞线的主要原料，随着国民经济的高速发展，对高碳钢线材的需求量也日益增大，但是由于拉拔用高碳钢(如SWRH82B)盘条冷却终了时，其组织转变不充分，存在着大量内应力，塑性指标较低，通常需放置一定时间(冬天30-40天，夏天20天以上)进行时效之后，方可进行正常的拉拔、捻制。

消除拉拔用高碳钢盘条内应力最好的办法就是进行长时间自然时效、集中堆放或保温等。无论哪种方法，在时效过程中，对于生产厂或下游用户而言，都存在库存压力较大、资金周转困难、复验工作量较大等问题，严重影响了正常生产和销售。因此，若能在力学性能均达标的情况下，尽可能地缩短时效时间，将会使生产、销售大有改观，从而带来可观的经济效益。

研究表明，影响时效期的主要因素有(1)钢中的氮含量：氮原子对位错起到钉扎作用，能提高位错密度和组织应力，时效后有一部分脱溶。氮含量越高，位错间应力越大，钢的塑性指标面缩率越低，时效期越长。(2)钢中的氢含量：氢在固态钢中仍以原子氢存在，原子氢容易聚集成为原子氢气团，钢材在常温放置、加热轧制过程中，原子氢会从材料中缓慢逸出，从而对材料的性能产生影响。高碳钢钢坯在高速轧制、变形、冷却后，内部形成高压的原子氢气团来不及逸出，轧制后的线材内部组织应力很大，导致线材初期面缩率偏低，但随着时间的延长将得到恢复，对需热处理的线材，氢的影响可以忽略。(3)轧制参数和冷却工艺：开轧温度、终轧温度和吐丝温度决定了奥氏体的晶粒尺寸，吐丝温度高，时效期长。由于高碳钢盘条采取轧后快速冷却工艺，使得盘条表面与心部冷却速度不同从而产生内应力。冷却速度越快，时效期越长。

发明内容：

本发明的目的是针对以上的问题，而研制一种通过系统控制钢中气体含量、调整轧制参数与冷却工艺和进行吐丝后在线保温技术，来缩短拉拔用高碳钢盘条时效期的方法，该方法克服了高碳钢盘条时效期长的技术难点、解决了长期困扰生产企业及用户库存压力大、资金周转慢的难题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种缩短拉拔用高碳钢盘条时效期的方法，其特征在于：主要包括出钢，LF精炼，连铸，轧制和冷却五个步骤；

出钢：出钢过程采用弱脱氧，加1.0～1.5％的电石，产生还原性CO气体，形成气幕，避免钢水吸气；

LF精炼：采取合理的精炼渣系和供电、吹氩制度，实现在40min内，钢中硫从0.040％左右，降到0.002％以下，同时保证精炼渣的吸附夹杂物的能力。钙处理喂线量为1.8～2.2m/t；

连铸：高拉速2.3～2.5m/min，并全程保护浇注；

轧制：精轧入口温度800-880℃，减定径入口温度850-900℃，吐丝温度900±10℃；

冷却：对于大规格高碳钢盘条在相变区采取弱冷工艺，即减少风机的开启台数和风量，对于小规格高碳钢盘条，根据其冷却速度快的特点，在确保相变结束的前提下，降低相变点后的冷却速度，即采取在相变点后加保温罩或减少风机的开启台数和风量；

所述的转炉出钢时采用弱脱氧，由于氧、硫为表面活性元素，低硫低氧的高碳钢极易吸氮，因此，出钢过程采用弱脱氧，加1.0～1.5％电石，产生还原性CO气体，形成气幕，可以减少出钢和等待精炼过程中的钢水吸氮，同时通过减少原材料带入的水分来避免钢液中氢含量的增加。

所述的LF精炼减少用硅钙线量，从原来的3.0m/t左右减少为2.0m/t左右。

所述的连铸时采用全保护浇注，钢包长水口加氩气密封，采用自制的密封碗包裹连接处，同时确保浸入式水口密封良好，钢包和中包覆盖剂及保护渣中的水分含量不高于0.3％。

本发明的积极效果是：

本发明是针对高碳钢中的氮含量由80ppm降到40ppm以下，钢中的氢含量由原来的5ppm降到3ppm以下，不仅降低了生产企业及用户的库存管理费用，而且还大大减小了用户使用周期，提高了市场占有率，大大缩短了高碳钢盘条的时效期，对减少库存时间和用户使用带来极大方便。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步描述。

实施例一：

以100吨转炉使用本发明方法生产的大规格SWRH82B盘条(φ12.5mm)为例：

装入量为120t，出钢C0.68％，P0.006％，出钢温度1595℃；出钢加电石140kg，不加脱氧合金，到精炼炉钢水温度1495℃，精炼炉第一个样碳含量0.73％；精炼炉夹杂物变性喂硅钙线2.0m/t；连铸拉速2.4m/min，并全程保护浇注；精轧入口温度850℃，减定径入口温度880℃，吐丝温度910℃；控冷工艺采用1-7号风机100％开启，8号风机50％开启，9号以后风机关闭。经测定抗拉强度为1160-1180MPa，20天后面缩率为37-45％，比当天面缩率23-24.5％明显增加。

实施例二：

以100吨转炉使用本发明方法生产的小规格SWRH82B盘条(φ8mm)为例：

装入量为122t，出钢碳含量0.70％，磷0.005％，出钢温度1590℃；出钢加电石145kg，不加脱氧合金，到精炼炉钢水温度1497℃，精炼炉第一个样碳含量0.75％；精炼炉夹杂物变性喂硅钙线2.1m/t；连铸拉速2.5m/min，并全程保护浇注；精轧入口温度870℃，减定径入口温度880℃，吐丝温度890℃；控冷工艺采用1-4号风机100％开启，5-10号风机关闭，经测定抗拉强度为1180-1210MPa，10天后面缩率为35-42％，比当天面缩率28-32％明显增加。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。