高速線材的控軋控冷-職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論-預(yù)覽頁
【正文】 卻方法有許多種，但歸納起來只有以下兩大類 常規(guī)冷卻 常規(guī)冷卻的含義是指從軋機出來的熱軋產(chǎn)品在其后的剪切、收集、打捆包裝等精整工序中不加以任何控制手段，而讓其在周圍環(huán)境中自然冷卻的一種方法，又稱“自然冷卻”。 對線材控制冷卻的研究工作開始于 20 世紀 50 年代末至 60 年代初。盡管這種自然冷卻的冷卻速度慢，但因盤卷小，溫度低，故對整個線材盤卷組織和性能影響不大。晶粒粗大而不均勻，由于大量的先共析組織出現(xiàn)，亞共析鋼中的自由鐵素體和過共析鋼中的網(wǎng)狀碳化物增多，再加上終軋溫度高，冷卻速度慢，使得晶粒十分粗大，這就導(dǎo)致了線材在以后的使用過程中和再加工過程中力學(xué)性能降低。這是因為在自然冷卻條件下，盤卷越重盤卷厚度越大，冷卻速度越慢，線材在高溫下長時間停留而導(dǎo)致嚴重氧化。由于線材成卷堆冷，冷卻緩慢，對于含碳量較高的河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 16 頁 線材來說，容易引起二次脫碳。 既然自然冷卻中出現(xiàn)的線材質(zhì)量問題主要是由于冷卻速度太慢所致，所以工藝上對線材控制冷卻提出的基本要求是能夠嚴格控制軋件的冷卻速度，使其既能保證產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，又能盡量地減少氧化損耗。 在這段溫度中采用快冷的目的是控制變形奧氏體的組織狀態(tài)，組織晶粒長大或碳化物過早析出形成網(wǎng)狀碳化物，固定由于變形引起的位錯。 “等溫”處理階段（二次冷卻） 熱軋鋼材進行一次快冷后，立即進入冷卻的第二階段，即所謂的二次冷卻（散卷冷卻）。目前比較完備的有斯太爾摩法、施羅曼法、 D— P 法、熱水浴法（ ED 法）、淬火 — 回火法、流態(tài)冷床法等。重點是在風(fēng)冷段實現(xiàn)對冷卻速度的控制。根據(jù)不同的鋼種和用途將線材冷到接近相變開始溫度（ 750℃~900℃）冷卻后的線材經(jīng)吐絲機成圈散布在鏈式運輸機上，盤卷在運輸機運輸過程中由不知在運輸機下方的吹風(fēng)機進行冷卻。由于采用了燒嘴加熱保溫和慢速運輸，所以可使盤卷在這階段以很緩慢的冷卻速度冷卻，故稱之為緩慢斯太爾摩冷卻法。當(dāng)保溫罩打開時，可進行標準冷卻，若關(guān)閉保溫罩蓋，降低運輸機速度，又能達到緩慢型冷卻效果。 標準型斯太爾摩冷卻法適用于高碳鋼線材。 斯太爾摩控制冷卻法的效果 斯太爾摩控制冷卻法可適用于多有大規(guī)模生產(chǎn)的鋼種，可得到控制金屬組織，提高綜合性能、減少氧化鐵皮的綜合效果。按常規(guī)冷卻法所得到的片狀珠光體含量 為 20%~30%，而按斯太爾摩控制冷卻法所得到的片狀珠光體含量僅為 10%~20%。三種類型可適用于很大生產(chǎn)范圍，基 本上能滿足當(dāng)前現(xiàn)代化線材生產(chǎn)的需要。 6) 由于主要依靠風(fēng)冷降溫，線材二次氧化較為嚴重。這兩項變動的結(jié)果取消了成圈后的強制風(fēng)冷而任其自然冷卻，這樣就使得二次冷卻過程基本上不受車間氣溫和濕度的影響，并可防止在相變過程中線圈相互搭接而造成相變條件不一致。由于施羅曼法成圈后的二次冷卻是自然冷卻，冷卻能力弱，對線材相變過程中的冷卻速度沒有控制能力，所以用施羅曼法冷卻 的線材在質(zhì)量上不如斯太爾摩法易于保證。 間歇水冷法 間歇水冷法就是將水冷區(qū)分成若干段，每兩段之間留有一定的距離不水冷（稱為恢復(fù)段），使線材在通過水冷區(qū)時，間斷地被水冷卻。 此種方法的工藝布置是將終軋后的線材先經(jīng)一段水冷，其溫度可控制在850℃左右。它與 ED 法的不同之處使用吐絲機將線圈散布河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 16 頁 于浸于水中的運輸機上。 迪馬克 — 八幡豎井法 此法師德國迪馬克公司和日本八幡共同研制的一種塔式（豎井）冷卻法，又稱 DP 法。對有些需快速冷卻的鋼種亦可噴水急冷。 和其他 控制冷卻法一樣，流態(tài)床法的冷卻過程也是分兩段進行。然后從容器底部可透氣的絕熱板氣孔中通過適當(dāng)速度的氣流，這時固體顆粒即被氣流翻起而全部處于懸浮的運動狀態(tài)，形成一個固體顆粒懸浮運動空間，如同液體沸騰。但這種方法使用的設(shè)備復(fù)雜，車間噪聲大，污染嚴重，而且線材表面二次氧化也較嚴重。 線材控制冷卻需要控制的工藝參數(shù)主要是終軋溫度、吐絲溫度、相變區(qū)冷卻速度以及集卷溫度。 高低合金高強度鋼以及冷鐓鋼之類線材的終軋溫度碳鋼 對于強度和韌性要求較嚴格的高碳鋼、低合金高強度鋼以及冷鐓鋼之類線材，由于它們的使用性能和再加工性能的需要，要求奧氏體晶粒細化（粗晶粒沖擊韌性差）、脫碳層薄，所以它們的終軋溫度不能過高，一般控制在930~980℃。 奧氏體 — 鐵素體型不銹鋼線材的終軋溫度 對某些奧氏體 — 鐵素體型不銹鋼，為了讓碳化物充分溶解，以便在后續(xù)冷卻中得到固溶處理的效果，必須進行高溫終軋。最佳吐絲溫度的選擇應(yīng)結(jié)合鋼種成分、過冷奧氏體分解溫度（“ C”曲線的位置）及產(chǎn)品最終用途等幾方面的因素加以綜合考慮。 通過改變吐絲溫度可以引起強度性能的變化。 需要說明的是，對有些以強度為主的線材，如建筑用鋼筋，為了提高其抗拉強度，有意將吐絲溫度設(shè)定得很低（ 600℃以下），讓其表面形成馬氏體，然后在后續(xù)冷卻中利用芯部余熱進行自回火而得到回火馬氏體。 運輸機速度是改變線圈在運輸機上布放密度的一種工藝控制參數(shù)。這是因為運輸機速度加快增加了線圈間距，使線圈之間的相互熱影響不斷減小，甚至消失，此時運輸機速度增加，不能提高冷卻效果。資料表明，當(dāng)軋制速度的變化值超過 %時，應(yīng)對運輸機速度作出相應(yīng)比例的調(diào)節(jié)。此外，無臺階的多段速度控制運輸機的各段速度設(shè)定有個原則，即后段速度必須大于或等于前段速度，否則易造成線圈相互穿插而亂線。這三種操作分別適用于要求現(xiàn)快冷后滿冷，或現(xiàn)慢冷后快冷，或非均勻冷速的鋼種； （ 4） 所有風(fēng)機關(guān)閉。按緩冷工藝即斯太爾摩的延遲型工藝操作時，罩蓋關(guān)閉，進行強制風(fēng)冷或散卷空冷時，罩蓋打開；也可根據(jù)鋼種特性和冷素要求，任意關(guān)閉其中某一段或某幾段罩蓋，其余打開。所以，多數(shù)情況下要求及卷段鼓風(fēng)冷卻，以降低集卷溫度。在尾部還未出水冷箱時就要從前到后每個水箱逐個斷水不冷。但大規(guī)格硬線，不能對其尾部冷卻，否則尾部太硬不便于通過吐絲機成圈。 在軋鋼生產(chǎn)中（熱軋），其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都必須叢熱軋后的高溫紅熱狀態(tài)冷卻到常溫狀態(tài)。目前比較完備的有斯太爾摩法、施羅曼法、 D— P 法、熱水浴法（ ED 法）、淬火 — 回火法、流態(tài)冷床法等。 參考文獻： 袁志學(xué)，《高速線材生產(chǎn)》，北京：冶金工業(yè)出版社， 2021 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 16 頁 趙志業(yè)，《金屬塑性變形理 論》，北京：冶金工業(yè)出版社， 1961 劉文，王興珍，《軋鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識問答》，北京：冶金工業(yè)出版社，1994 王有銘，《型鋼生產(chǎn)理論與工藝》，北京：冶金工業(yè)出版社， 1995 李生智，《金屬壓力加工概論》，北京：冶金工業(yè)出版社， 1983 宋維錫，《金屬學(xué)》，北京：冶金工業(yè)出版社， 1979 傅德武，《軋剛學(xué)》，北京：冶金工業(yè)出版社， 1985
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