[发明专利]一种控制低碳冷镦钢屈强比的热轧方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，特别是提供了一种控制低碳冷镦钢屈强比的热轧方法，应用于高速线材厂生产低碳冷镦钢热轧盘条。

背景技术

低碳冷镦钢热轧盘条主要用来制作标准件，在后续用户加工过程中需要进行多道次深拉拔和大变形量冷顶锻加工。冷加工过程中的屈强比(屈服强度)高，加工硬化率高，会导致拉拔断丝率高、加剧模具的磨损，严重降低拉丝和冷成型模具寿命。降低热轧盘条的拉拔加工硬化成为低碳冷镦钢一直关注的重点，是轧钢工艺研究的主要方面。引起热轧盘条加工硬化的因素有多方面原因，如元素Si含量和原始奥氏体晶粒尺寸等。但钢中固溶N会导致屈服强度高，加工硬化率高，也是导致加工硬化的一个原因。因此，控制钢中固溶N的析出能有效的降低钢丝的拉拔应力是至关重要的。

针对低碳冷镦钢，Al是较为理想的固氮元素。根据研究结果表明，AlN在奥氏体区的析出遵循C曲线，存在析出“鼻子温度”区间。因此，确定AlN奥氏体区析出温度范围是控制低碳冷镦钢固溶N析出的关键。普通方法生产的低碳冷镦钢热轧盘条中存在少部分AlN析出，固溶N含量较高。关于ALN的析出科研人员研究较多，钢铁研究学报在《低碳铝镇静钢中AlN的沉淀析出》文中介绍了薄板坯连铸连轧低碳铝镇静钢中ALN的沉淀析出行为；钢铁在《热轧带钢卷带及其冷却过程ALN沉淀析出模拟研究》文中通过模拟方法研究了热轧带钢卷取温度及冷却速率对固溶N析出的影响。北京科技大学学报在《卷取温度对低碳钢组织性能及AlN析出行为的影响》文中同样研究了卷取温度对ALN析出的影响。但关于高线生产低碳冷镦钢过程中控制ALN析出尚未见任何报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制低碳冷镦钢屈强比的热轧方法，解决了低碳冷镦钢热轧盘条屈强比高的问题，降低了低碳冷镦钢屈强比。

本发明在深入分析ALN在低碳冷镦钢中高温区间(奥氏体区)析出规律的基础上，对热轧盘条控轧控冷过程各工艺环节提出具体量化控制，提出适合于目前高线厂生产低碳冷镦钢盘条生产工艺的优化方法。适合于高速线材厂生产工艺的优化调整，工艺步骤包括开轧温度控制，预精温度控制，精轧温度控制，吐丝温度控制和斯太尔摩风冷线保温温度控制。在工艺中控制的技术参数如下：

1 开轧入口温度控制在950～1000℃，控制AlN在奥氏体区的析出。

AlN在奥氏体和铁素体区的析出遵循C曲线，存在“鼻子”温度区间，且需要一定的形变量。低碳冷镦钢中AlN在奥氏体区析出“鼻子”温度为950℃，大量析出温度区间900～1000℃。

2. 预精轧入口温度控制在900-950℃范围内，控制AlN在奥氏体区的析出。

在轧制形变过程中，控制钢中固溶N在奥氏体区(900～1000℃)以大尺寸AlN的形式析出。同时，预精轧温度高容易造成粗大的奥氏体晶粒，轧后很容易在界面产生大面积的粗晶魏氏组织。因此，900-950℃是较为合适的预精轧温度。

3. 精轧入口温度控制在900-950℃范围内，精轧温升控制在100℃范围内。

较大的形变量及形变速率有利于AlN在高温区(奥氏体区)的析出。精轧入口温度控制在900-950℃范围，精轧温升控制在100℃内，保证在900～1000℃区间以较大形变速率发生形变。如果精轧温度太低，发生在部分再结晶区间轧制，很容易形成混晶组织。

4. 精轧后，采用合适的水冷工艺，吐丝温度控制在860-900℃范围内。

通过开启精轧后1～5号水冷箱，控制吐丝温度在860～900℃范围内。精轧后水冷作用其一是防止精轧温升后，造成组织异常长大，而产生粗晶。其二是吐丝温度高于900℃，容易引起严重的边部对称粗晶组织。温度在820～860℃范围内，热轧盘条表面氧化铁皮会出现明显的红锈，影响机械除磷性能；

5. 吐丝后，斯太尔摩风冷线开启1-24#保温罩。

通过开启斯太尔摩风冷线1～24#保温罩，保证组织性能的同时，为AlN在铁素体区以小尺寸形式析出提供足够的温度和时间条件。热模拟结果显示，低碳冷镦钢SWRCH22A奥氏体化后在不同温度下变形在900～1000℃温度区间大尺寸(100～200nm)AlN大量析出。低碳冷镦钢中AlN在奥氏体区析出C曲线如图1。分别为SWRCH22A热轧盘条工艺控制前、后AlN析出TEM观察照片如图2，图3。工艺控制前后热轧盘条深拉拔后不同丝径的加工硬化曲线如图4，图5。