專利名稱：減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝。
背景技術(shù)：
拉絲用低碳鋼盤條應(yīng)用廣泛，是普通民用鍍鋅絲、冷拔絲、焊絲、鎧裝電纜用鍍鋅絲、捆扎絲、制釘?shù)染€材制品的主要原材料。鋼絲的品種規(guī)格十分繁多，產(chǎn)品性能和要求也大相徑庭，往往同一種鋼絲也有若干種不同的生產(chǎn)工藝流程。還有一些合金鋼絲由于塑性較差，難以冷拔加工，這些鋼絲的生產(chǎn)工藝過程更為復(fù)雜一些。對于低碳鋼絲來說，一般生產(chǎn)流程由四部分組成原料的表面準(zhǔn)備(剝殼、酸洗、超聲波除鱗等)、半成品或成品鋼絲拉拔、中間或最終熱處理、中間鍍層或最終鍍層(噴涂或涂敷)。拉絲用鋼盤條的一般要求為較薄的氧化鐵皮、且容易去除；粘附潤滑劑的 效果良好；較大的延伸率和面縮率；適宜的強(qiáng)度范圍、且強(qiáng)度散差較?。环蠘?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的外觀質(zhì)量等。I、氧化鐵皮的結(jié)構(gòu)氧化鐵皮的形成是基于鐵在一定條件(如溫度等)下與氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，不同條件下其產(chǎn)物的氧含量各不相同，且組織結(jié)構(gòu)各異。在空氣中隨著溫度的提高，鐵的氧化反應(yīng)更趨充分，更易形成三氧化二鐵。其各層結(jié)構(gòu)最外層是三氧化二鐵；第二層是四氧化三鐵；第三層是四氧化三鐵與氧化亞鐵的混合物；最里層則是基鐵。氧化層的體積愈是外層愈是膨大疏松，并且上面有微孔與裂紋。各層結(jié)構(gòu)的厚度為第一、二層的厚度約占氧化皮的總厚度的20% ;第三層占總厚度的80%。但各層的比例并不是一定的，而是隨著加熱溫度、加熱速度和氧化介質(zhì)(蒸汽、水)的不同而有所變化的。根據(jù)實測，從熱軋盤條上剝下的氧化皮厚度為O. 04 O. 08mm。2、氧化鐵皮的性質(zhì)各種氧化皮的分子式、晶格、含氧量、密度和體積各不相同，這些不同的性質(zhì)就決定了剝除的難易。下面分別介紹它們的性質(zhì)。(I)氧化亞鐵(FeO):它靠近基鐵，因氧化不完全所致，是氧化程度最輕的一種，其中含有少量的四氧化三鐵組織，是一種不穩(wěn)定的氧化物(如果高溫狀態(tài)下繼續(xù)與氧反應(yīng)即轉(zhuǎn)變?yōu)樗难趸F)。它的組織致密，含氧量占22. 2%，含鐵量占77. 8%，拉拔過程中不易剝除。(2)四氧化三鐵(Fe3O4):是較穩(wěn)定的氧化物，在氧化鐵皮中比例較大，系部分氧化亞鐵在貧氧狀態(tài)下繼續(xù)氧化所形成的中間混合物。它的外層有三氧化二鐵阻隔，因此不與空氣和水直接接觸，其質(zhì)地較為致密，裂紋也少，拉拔過程中較為不易剝除，含氧量為27. 6%，含鐵量為72. 4%，具有與磁鐵礦相似的性質(zhì)(金屬性和導(dǎo)電性)。(3)三氧化二鐵(Fe2O3):是最外層的氧化皮，形成時能充分與水、空氣直接接觸，因此氧化程度最重。其含氧量為30%，含鐵量為70%，性質(zhì)穩(wěn)定，不易轉(zhuǎn)化。所形成的組織體積大而疏松，且中多有裂紋，拉拔過程中易于剝除。(4)含水三氧化二鐵——黃銹(Fe2O3 · ηΗ20):這是三氧化二鐵在常溫下的水合氧化物，體積極為膨大疏松，因此拉拔過程中極易剝除。它的分子式中含水量以氧化介質(zhì)和氧化程度而定。含水愈多質(zhì)地愈松，假設(shè)上式η是2，則含氧量為41%，含鐵為57%。通過對上述氧化鐵皮性質(zhì)的分析，我們希望得到的氧化鐵皮的組織結(jié)構(gòu)是在靠近盤條基鐵處盡可能減少不易剝除的氧化亞鐵的產(chǎn)生，通過改善反應(yīng)條件，促使其形成盡可能多的含三氧化二鐵的氧化層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝，通過改變拉絲用低碳鋼盤條表面氧化鐵皮結(jié)構(gòu)，使其在拉拔時變得易于剝除；同時通過控制冷卻條件，達(dá)到減少氧化鐵皮含量的目的。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝，包括如下步驟
Cl)選擇較高的吐絲溫度首先將生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組吐絲溫度控制在 920±20°C范圍內(nèi)，當(dāng)盤條落入收集輥道并在收集輥道上運(yùn)行初期，開啟收集輥道上長6米的保溫罩；
(2)采取保溫措施降低冷卻速度生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組冷卻輥道長度為101m，輥道起步速度O. 4m/s,最后一組輥道速度0. 6 m/s,平均速度遞增3% ;分為敞開區(qū)、保溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域；僅當(dāng)室溫超過28°C時，開啟冷卻區(qū)最后一組風(fēng)機(jī)，風(fēng)量850000 m3/h;同時開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；在環(huán)境溫度低于-15°C時，僅開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；當(dāng)環(huán)境溫度低于_15°C時風(fēng)門須全部關(guān)閉；控制保溫區(qū)出口處的溫度為760°C，盤條在冷卻區(qū)的冷卻速度為I. 1°C /秒；
(3)盤條的強(qiáng)制冷卻盤條進(jìn)入運(yùn)輸輥道運(yùn)行至距其末端28m遠(yuǎn)處時，在此處實施強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻流量參數(shù)為:在5月-10月，1、2#水箱150m3/h，3、4#水箱150m3/h，5#水箱30m3/h，6# 水箱 50m3/h ;在 11 月-來年 4 月，1、2# 水箱 80m3/h，3、4# 水箱 80m3/h，5# 水箱30m3/h,6#水箱50m3/h ;所述的各個水箱按照運(yùn)輸棍道的輸送方向依次排開布置；
(4)集卷包裝前將盤條強(qiáng)制冷卻至550°C以下，冷卻速度約3.750C /秒。本發(fā)明首先提高吐絲溫度，促使鐵的氧化反應(yīng)更為充分；其次通過控制冷卻速度和溫降梯度，既保證了氧化反應(yīng)的進(jìn)行，又保證了盤條的機(jī)械強(qiáng)度能滿足其拉拔制絲的要求；另外對后端實施強(qiáng)致冷卻，利用氧化鐵皮組織與鐵基組織收縮率的不同降低氧化鐵皮與基體的附著力，致使部分氧化鐵皮在集卷過程中脫落，其余部分在冷拔制絲初期被剝離。目前，在采用常規(guī)控制冷卻工藝下，拉絲用鋼盤條氧化鐵皮情況和強(qiáng)度情況(1)氧化鐵皮剝除率不足90% ;(2)氧化鐵皮剝除量大于19kg/t ;(3)盤條抗拉強(qiáng)度平均440MPa。按本發(fā)明設(shè)計要求執(zhí)行的控制冷卻工藝實施后結(jié)果(1)氧化鐵皮剝除率95%左右；(2)氧化鐵皮剝除量平均Ilkg/噸；(3)盤條抗拉強(qiáng)度平均370MPa。采用本發(fā)明方法(I)噸鋼氧化鐵皮量平均減少8kg，噸鋼提高成材率約O. 8%，降低成本約32元/t。(2)氧化鐵皮易于剝除后，剝殼輪、模具、拉拔卷筒等配件的消耗降低。
(3)強(qiáng)度的降低使拉拔更為容易，事故率降低，同時有效地降低了能源消耗。
具體實施方式
一種減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝，以寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組為例，該工藝包括如下步驟
Cl)選擇較高的吐絲溫度首先將生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組吐絲溫度控制在920±20°C范圍內(nèi)，當(dāng)盤條落入收集輥道并在收集輥道上運(yùn)行初期，開啟收集輥道上長6米的保溫罩；未采取控制冷卻工藝前，盤條軋后的自然冷卻溫度為860°C _880°C左右，新的冷卻工藝吐絲溫度控制在920±20°C范圍內(nèi)。除了提高吐絲溫度以外，當(dāng)盤條落入收集輥道并在收集輥道上運(yùn)行初期開啟1#、2#保溫罩(每組保溫罩長度為3m)，促使盤條組織表面在高溫下與空氣充分接 觸，迅速形成富氧化產(chǎn)物一三氧化二鐵的氧化鐵皮組織，減少并防止因氧化不完全而產(chǎn)生的其它氧化物組織(如氧化亞鐵、四氧化三鐵)的生成。(2)采取保溫措施降低冷卻速度生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組冷卻輥道長度為101m，輥道起步速度O. 4m/s，最后一組輥道速度0. 6 m/s，平均速度遞增3% ;分為敞開區(qū)、保溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域；僅當(dāng)室溫超過28°C時，開啟冷卻區(qū)最后一組風(fēng)機(jī)，風(fēng)量850000m3/h ;同時開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；在環(huán)境溫度低于一 15°C時，僅開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；當(dāng)環(huán)境溫度低于一 15°C時風(fēng)門須全部關(guān)閉；控制保溫區(qū)出口處的溫度為760°C，盤條在冷卻區(qū)的冷卻速度為I. 1°C /秒；在新的冷卻工藝中，在氣溫不超過28°C時關(guān)閉所有風(fēng)機(jī)，超過28°C時，開啟最后一組、即25#風(fēng)機(jī)；同時開啟1#、2#和24# — 27#保溫罩，關(guān)閉3# — 23#保溫罩；在環(huán)境溫度低于一 15°C時，僅開啟1#、2#和26#、27#保溫罩，關(guān)閉3# — 25#保溫罩。這樣，通過降低冷卻速度，一方面控制盤條強(qiáng)度，另一方面保證盤條在運(yùn)輸輥道運(yùn)行時有較高的溫度，以促進(jìn)氧化反應(yīng)進(jìn)行。新工藝控制冷卻溫度在保溫區(qū)出口處的溫度為760°C左右、冷卻速度約為I. I0C /秒，比自然冷卻條件下的冷卻速度低約O. 20C /秒，較低的冷卻速度對氧化鐵皮的充分氧化有利，從而得到更易剝除的三氧化二鐵組織。(3)盤條的強(qiáng)制冷卻在盤條進(jìn)入運(yùn)輸輥道運(yùn)行至28m遠(yuǎn)處時，在此處實施強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻流量參數(shù)為在5月一10月，1、2#水箱150m3/h，3,4#水箱150m3/h，5#水箱30m3/h，6# 水箱 50m3/h ;在 11 月一來年 4 月，1、2# 水箱 80m3/h，3、4# 水箱 80m3/h，5# 水箱30m3/h，6#水箱50m3/h ;所述的各個水箱按照運(yùn)輸輥道的輸送方向依次排開布置；通過強(qiáng)制冷卻，利用氧化鐵皮組織與鐵基組織收縮率的不同降低氧化鐵皮與基體的附著力，使的部分已形成的氧化鐵皮在集卷過程中脫落，其余部分在拔絲初期被剝離。(4)集卷包裝前將盤條強(qiáng)制冷卻至550°C以下，冷卻速度約3. 75°C /秒。
權(quán)利要求
1.一種減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝，其特征在于包括如下步驟 (1)選擇較高的吐絲溫度首先將生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組吐絲溫度控制在920±20°C范圍內(nèi)，當(dāng)盤條落入收集輥道并在收集輥道上運(yùn)行初期，開啟收集輥道上長6米的保溫罩； (2)采取保溫措施降低冷卻速度生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組冷卻輥道長度為101m，輥道起步速度O. 4m/s，最后一組輥道速度0. 6 m/s，平均速度遞增3% ;分為敞開區(qū)、保溫區(qū)和冷卻區(qū)三個區(qū)域；僅當(dāng)室溫超過28°C時，開啟冷卻區(qū)最后一組風(fēng)機(jī)，風(fēng)量850000 m3/h;同時開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；在環(huán)境溫度低于-15°C時，僅開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；當(dāng)環(huán)境溫度低于_15°C時風(fēng)門須全部關(guān)閉；控制保溫區(qū)出口處的溫度為760°C，盤條在冷卻區(qū)的冷卻速度為I. 1°C /秒； (3)盤條的強(qiáng)制冷卻盤條進(jìn)入運(yùn)輸輥道運(yùn)行至距其末端28m遠(yuǎn)處時，在此處實施強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻流量參數(shù)為在5月-10月，1、2#水箱150m3/h，3,4#水箱150m3/h，5#水箱30m3/h，6# 水箱 50m3/h ;在 11 月-來年 4 月，1、2# 水箱 80m3/h，3、4# 水箱 80m3/h，5# 水箱30m3/h,6#水箱50m3/h ;所述的各個水箱按照運(yùn)輸棍道的輸送方向依次排開布置； (4)集卷包裝前將盤條強(qiáng)制冷卻至550°C以下，冷卻速度約3.750C /秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少拉絲用低碳鋼盤條氧化鐵皮的軋制冷卻工藝，(1)首先將生產(chǎn)拉絲鋼盤條的高線機(jī)組吐絲溫度控制在920±20℃范圍內(nèi)并在收集輥道上布置6米長的保溫罩；(2)僅當(dāng)室溫超過28℃時，開啟冷卻區(qū)最后一組風(fēng)機(jī)，風(fēng)量850000m3/h；同時開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；在環(huán)境溫度低于-15℃時，僅開啟保溫區(qū)前后部各6米長的保溫罩，關(guān)閉保溫區(qū)中部的保溫罩；當(dāng)環(huán)境溫度低于-15℃時風(fēng)門須全部關(guān)閉；控制保溫區(qū)出口處的溫度為760℃，盤條在冷卻區(qū)的冷卻速度為1.1℃/秒；(3)盤條進(jìn)入運(yùn)輸輥道運(yùn)行至距其末端28m遠(yuǎn)處時，在此處實施強(qiáng)制冷卻；(4)集卷包裝前將盤條強(qiáng)制冷卻至550℃以下，冷卻速度約3.75℃/秒。
文檔編號B21B1/16GK102896159SQ201110215469
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者張紅田, 李鴻鋼, 陳海軍, 馮躍平, 王衛(wèi)東, 黃治國, 李曉明, 佘建祿, 楊朝東, 胡波, 馮涌濤 申請人:寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司