低合金冷镦钢盘条耐大气腐蚀表面氧化铁皮控制方法

摘要

本发明公开了一种低合金冷镦钢盘条耐大气腐蚀表面氧化铁皮控制方法，包括：精轧温度控制，精轧机入口温度控制在830～870℃范围内，精轧过程温升控制在30～60℃范围内；吐丝温度控制，吐丝温度控制在810～850℃范围内；冷却速度控制，控制盘条进保温罩温度在740～760℃范围内，出保温罩温度在590～670℃范围内。本发明能够获得FeO含量比例较低、厚度较薄的氧化铁皮，从而改善低合金冷镦钢出现表面红锈的速度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼和轧制工艺，具体说，涉及一种低合金冷镦钢盘条耐大气腐蚀表面氧化铁皮控制方法。

背景技术

随着用户对热轧线材各项性能要求的提高，用户开始对线材表面质量、使用性能以及耐腐蚀性能提出了更高的要求，尤其是对热轧线材的表面质量要求较高的钢铁产品，如紧固件用冷镦钢、焊接用钢、预应力钢绞线用钢等对热轧线材表面质量的要求都比较苛刻。运输过程中过早的产生红锈，会增加用户后序的成本，影响盘条外观形貌。

热轧钢的氧化铁皮结构对钢材的表面质量有至关重要的影响，是阻止钢材腐蚀的首要屏障。氧化铁皮是高温下钢材表面生成的铁的氧化物，其构成包括FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄，从钢材基体到表面依次为FeO、Fe₃O₄和Fe₂O₃。氧化铁皮的颜色随氧化铁皮中各氧化组分的构成而改变，当Fe₂O₃比例较高时，表现为红色；FeO较多时，表现为蓝灰色；Fe₃O₄占多数时，呈黑色。通过对低合金冷镦钢盘条控制控冷工艺的调整，获得表面不同的氧化铁皮组分和厚度，能够有效地改善低合金冷镦钢耐大气腐蚀性能。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种低合金冷镦钢盘条耐大气腐蚀表面氧化铁皮控制方法，能够获得FeO含量比例较低、厚度较薄的氧化铁皮，从而改善低合金冷镦钢出现表面红锈的速度。

技术方案如下：

一种低合金冷镦钢盘条耐大气腐蚀表面氧化铁皮控制方法，包括：

精轧温度控制；精轧机入口温度控制在830～870℃范围内，精轧过程温升控制在30～60℃范围内；

吐丝温度控制；吐丝温度控制在810～850℃范围内；

冷却速度控制；控制盘条进保温罩温度在740～760℃范围内，出保温罩温度在590～670℃范围内。

进一步：冷却速度控制过程中，通过开启第1～2个保温罩，将第一架风机开启度控制为50％，实现盘条进保温罩温度在740～760℃范围内，控制盘条在高温氧化段的停留时间；关闭3～20个保温罩，关闭2～10架风机，控制辊道速度在0.1～0.5m/s，控制盘条出保温罩温度在590～670℃范围内。

进一步：低合金冷镦钢的化学成分质量百分比组成包括C：0.33～0.37％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.62～0.72％，Cr：0.82～0.92％，Mo：0.16～0.25％，并包括Cr、Ni、Cu合金元素。

进一步：低合金冷镦钢盘条的氧化铁皮中，FeO的含量低于35％，Fe₃O₄含量高于45％，厚度低于35μm。

进一步：热轧盘条的氧化铁皮厚度为5μm，氧化铁皮中Fe3O4含量比例为68％。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

本发明通过对中碳冷镦钢吐丝温度和斯太尔摩控冷线工艺的调整，获得厚度适中，Fe₃O₄含量比例较高的氧化铁皮，同时通过控制可以优化盘条的表面质量和冷镦性能。

随着用户对热轧线材盘条质量要求的提高，本发明通过研究提高了盘条表面质量，提高市场竞争力的同时，增加用户对包钢产品的信心。因此增加盘条销售价格40元/吨，若每年销售盘条2万吨，就增加效益80万元。

附图说明

图1为使用本发明前低合金冷镦钢ML35CrMo热轧盘条氧化铁皮厚度微观图；

图2为使用本发明后低合金镦钢ML35CrMo热轧盘条控制后氧化铁皮厚度微观图；

图3为使用本发明前后低合金镦钢ML35CrMo热轧盘条X射线衍射组分分析图。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

控制精轧温度的目的是控制氧化铁皮结构和总厚度。根据低合金冷镦钢空气气氛连续氧化行为曲线，避开氧化铁皮的快速氧化区间，较低的精轧温度会使合金冷镦钢盘条表面氧化铁皮厚度较薄，而且控制氧化铁皮组成成分中FeO含量较低，Fe₃O₄含量较高，运输过程中氧化铁皮不易脱落，对盘条表面可以起到保护作用，防止盘条表面产生红锈，影响盘条表面外观。吐丝温度控制同样会影响氧化铁皮结构和总厚度，较低的吐丝温度生成的氧化铁皮厚度较薄，但是盘条表面容易出现红锈，影响盘条外观，所以吐丝温度不能过低。较高的吐丝温度生成的氧化铁皮厚度较厚，盘条内层的FeO层较厚，容易出现分层鼓泡等缺陷，运输过程中容易脱落，对盘条表面起不到保护作用。

本发明是在深入分析低合金冷镦钢盘条氧化铁皮氧化物形成规律的基础上，对热轧盘条控轧控冷过程各工艺环节提出量化控制的工艺参数，优化目前线材作业区低合金冷镦钢盘条生产工艺。

低合金冷镦钢盘条耐大气腐蚀表面氧化铁皮控制方法，适合于线材作业区生产工艺参数的优化调整，包括：

1、精轧温度控制；

精轧机入口温度控制在830～870℃范围内，精轧过程温升控制在30～60℃范围内；

2、吐丝温度控制；

吐丝温度控制在810～850℃范围内。

本发明中，控制吐丝温度与斯太尔摩冷却工艺是关键，控制吐丝温度主要是调整优化氧化铁皮的组成成分，通过精轧后调整5#水箱水量，将吐丝温度控制在810～850℃范围内，使氧化铁皮中FeO含量比例较低。

3、冷却速度控制。

调节斯太尔摩风冷线保温罩开启数量和风机开启度，控制盘条进保温罩温度在740～760℃范围内，出保温罩温度在590～670℃范围内。

通过开启第1～2个保温罩，将第一架风机开启度控制为50％，实现盘条进保温罩温度在740～760℃范围内，控制盘条在高温氧化段的停留时间。将相变区前移，为盘条相变结束后氧化铁皮组成成分结构转变提供有利条件，关闭3～20个保温罩，关闭2～10架风机，控制辊道速度在0.1～0.5m/s，控制盘条出保温罩温度在590～670℃范围内。

低合金冷镦钢的化学成分质量百分比组成为C：0.33～0.37％，Si％：0.10～0.20，Mn：0.62～0.72％，Cr：0.82～0.92％，Mo：0.16～0.25％，并包括少量的Cr、Ni、Cu等微量合金元素。

控制斯太尔摩冷却工艺主要是控制氧化铁皮的厚度，重点在于控制进保温罩的温度在740～760℃范围内，同时控制较慢的辊道速度，最终将中碳钢表面氧化铁皮的厚度控制在30～35μm。

本发明在长材厂150mm²生产φ12mm>

表1低合金冷镦钢ML35CrMo热轧盘条控冷工艺方案

如图1所示，为使用本发明前低合金冷镦钢ML35CrMo热轧盘条氧化铁皮厚度微观图；如图2所示，为使用本发明后低合金镦钢ML35CrMo热轧盘条控制后氧化铁皮厚度微观图。

从图中可以看出，使用本发明后获得厚度适中、Fe₃O₄含量比例较高的氧化铁皮。

如图3所示，为使用本发明前后低合金镦钢ML35CrMo热轧盘条X射线衍射组分分析图。上部曲线表示使用本发明后Fe₃O₄含量，下部曲线表示使用本发明前Fe₃O₄含量。

表2所示为ML35CrMo控制工艺前后的厚度与组成成分比例，经过吐丝温度和控冷工艺的调整，最终得到ML35CrMo热轧盘条的氧化铁皮厚度为5μm，氧化铁皮中Fe₃O₄含量比例为68％。经过以一个月的大气腐蚀后，发现使用本发明工艺的ML35CrMo出现红锈的速度较慢。

表2低合金冷镦钢ML35CrMo热轧盘条表面氧化铁皮厚度和组成成分比例

工艺方案氧化层厚度/μm氧化铁皮组成成分比例工艺前6Fe₃O₄>2O₃>工艺后5Fe₃O₄>2O₃>

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。