一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法与流程

1.本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法。


背景技术：

2.钢帘线是常见的橡胶骨架材料，广泛应用于各种汽车、卡车、飞机的子午线轮胎。钢帘线生产过程中，需要将直径5.5mm的帘线钢盘条原料拉拔成直径0.15～0.38mm的细丝，其间伸长率可达1000倍。在拉拔过程中，钢丝温度一般不超过300℃，在该温度下，钢丝中的夹杂物很脆，不发生塑性变形，夹杂物的尺寸基本不变，而钢丝直径随着拉拔过程不断减小，因此，在夹杂物所在的钢丝横截面上，夹杂物的相对面积不断增大，危害也逐渐增大。如果能减小横截面的夹杂物尺寸，就可以提高钢帘线盘条的加工性能，促进下游行业技术进步。
3.为此，钢铁企业的研发人员做了大量工作，来提高帘线钢的洁净度，减小连铸坯中的夹杂物尺寸，取得了显著成效，但是其追求钢中夹杂物数量极少，钢水洁净度极高，且工艺路线一般经过rh处理，工艺流程长，生产成本高。
4.然而，从另一个角度考虑，在轧钢过程中如果夹杂物能同时变形，也可以减小盘条横截面的夹杂物尺寸。但是，大部分夹杂物属于复合氧化物，熔点较高，在一般轧钢条件下难以变形。近年来，夹杂物控制水平不断提高，出现了以低熔点夹杂物为主的体系，夹杂物熔点可以控制在1200℃左右，例如，现有技术中就公开了一种超低熔点塑性夹杂物控制方法，其能够得到低熔点的sio2‑
mno
‑
(cao
‑
mgo
‑
al2o3)系夹杂，其中sio2≥45％、mno≥20％、cao
‑
mgo
‑
al2o3≤25％以及少量其它成分，这为轧钢夹杂物尺寸控制提供了条件。但遗憾的是，现有技术中并没有关于在轧钢过程中夹杂物尺寸同时缩小的减小夹杂物尺寸的相关报道。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的减小帘线钢盘条中夹杂物尺寸难度大、没有控制夹杂物尺寸在轧钢过程中同时变小的相关研究等缺陷，从而提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法。
6.为此，本发明提供如下技术方案：
7.本发明提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，包括以下步骤：
8.坯料准备：所述坯料为低熔点夹杂物帘线钢；
9.加热处理：分预热、加热、均热三个阶段对多数坯料进行处理，所述预热阶段的温度为1000
‑
1050℃，加热阶段的温度为1250
‑
1300℃，所述均热阶段的温度为1250
‑
1300℃；
10.轧制处理：开轧温度为1150
‑
1200℃，轧件表面温度为1150
‑
1300℃，终轧速率≥100m/s，吐丝温度为980
‑
1020℃；
11.冷却处理：冷却速率为10
‑
20℃/s。
12.可选的，所述加热阶段和均热阶段的空燃比≤0.6，烟气中水分含量≤5％。
13.可选的，所述加热阶段和均热阶段的空燃比0.4
‑
0.6。
14.可选的，所述坯料均热阶段长度方向的温差≤40℃；
15.可选的，所述坯料加热时长度方向的温差20
‑
40℃。
16.可选的，所述终轧速率为100
‑
110m/s。
17.可选的，当室温＞20℃时，所述吐丝温度控制为980
‑
1000℃；
18.当室温≤20℃时，吐丝温度控制为1000
‑
1020℃。
19.可选的，所述冷却处理步骤中，采用斯太尔摩风冷线，当室温＞20℃时，1
‑
3号风机设置为额定风量的100％，4
‑
5号风机设置为额定风量的40
‑
60％；
20.当室温≤20℃时，1
‑
3号风机设置为额定风量的90
‑
95％，4
‑
5号风机设置为额定风量的30
‑
50％。
21.可选的，所述低熔点夹杂物帘线钢是指夹杂物熔点在1200℃以下的帘线钢；
22.可选的，所述低熔点夹杂物帘线钢为lx72a，lx82a，lx86a，lx92a或lx96a。
23.本发明提供一种帘线钢盘条，采用上述的轧制方法制备得到。
24.本发明技术方案，具有如下优点：
25.本发明提供的减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，提供了一种新的夹杂物控制思路，通过对轧制过程中的加热温度、轧制表面温度、吐丝温度以及风冷制度进行优化，在轧制过程能有效降低帘线钢盘条中夹杂物尺寸，制备的帘线钢盘条夹杂物具备尺寸小、易变形等特点，从而明显降低帘线钢因夹杂导致的拉拔断丝率。具体的，采用上述技术方案，将帘线钢铸坯均热段炉温提高到1250～1300℃，开轧温度控制在1150
‑
1200℃，可以将坯料中的低熔点夹杂物加热至熔点附近，在轧制温度时降低到夹杂物固相线温度以下，虽然夹杂物不是液态，但是夹杂物的可变形性能也可以达到较好的状态，如果夹杂物在轧制的时候呈熔融状态，必然有利于夹杂物的变形，盘条拉拔过程不容易产生断丝。同时，轧制过程的温度控制在1150～1300℃，吐丝温度和风机的搭配来保证帘线钢在轧制过程中不同室温条件下，能够得到适合拉拔的组织性能。
26.本发明提供的减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，还需要将加热炉中的空燃比以及水汽的含量控制在一定范围内，如此在高温加热条件下，可以减少高温加热时带来的脱碳、晶粒粗大等问题。
具体实施方式
27.提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
28.实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
29.实施例1
30.本实施例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
31.轧制坯料为lx82a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1000～1030℃，加热段温度控制在1250～1280℃，均热段温度控制在1250～1280℃；控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.55烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差40℃左右；
32.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1150～1180℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1150～1200℃，轧制速度为105m/s，控制吐丝温度为980
‑
1000℃；
33.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的100％、100％、100％、60％、50％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
34.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为8μm。
35.实施例2
36.本实施例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
37.轧制坯料为lx86a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1010～1050℃，加热段温度控制在1260～1290℃，均热段温度控制在1260～1290℃，控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.58，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为35℃左右；
38.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1170～1190℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1180～1250℃，轧制速度为102m/s，控制吐丝温度为980
‑
1000℃；
39.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的100％、100％、100％、50％、50％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
40.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为6μm。
41.实施例3
42.本实施例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
43.轧制坯料为lx92a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1020～1050℃，加热段温度控制在1270～1300℃，均热段温度控制在1270～1300℃，控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.50，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为30℃左右；
44.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1180～1200℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1200～1300℃，轧制速度为101m/s，控制吐丝温度为1000
‑
1020℃；
45.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的95％、95％、90％、50％、30％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
46.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为5μm。
47.实施例4
48.本实施例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
49.轧制坯料为lx82a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1100～1040℃，加热段温度控制在1260～1290℃，均热段温度控制在1260～1280℃；控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.60，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为28
℃左右；
50.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1155～1185℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1155～1200℃，轧制速度为105m/s，控制吐丝温度为1000
‑
1020℃；
51.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的95％、95％、90％、50％、40％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
52.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为9μm。
53.实施例5
54.本实施例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
55.轧制坯料为lx86a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1015～1045℃，加热段温度控制在1265～1295℃，均热段温度控制在1260～1290℃，控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.59，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为40℃左右；
56.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1175～1195℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1185～1255℃，轧制速度为102m/s，控制吐丝温度为1000
‑
1020℃；
57.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的92％、92％、90％、40％、30％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
58.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为10μm。
59.实施例6
60.本实施例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
61.轧制坯料为lx92a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1025～1050℃，加热段温度控制在1260～1290℃，均热段温度控制在1275～1300℃，控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.42，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为37℃左右；
62.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1185～1200℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1250～1300℃，轧制速度为101m/s，控制吐丝温度为980
‑
1000℃；
63.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的100％、100％、100％、60％、50％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
64.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为9μm。
65.对比例1
66.本对比例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
67.轧制坯料为lx82a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在900～950℃，加热段温度控制在980～1060℃，均热段温度控制在1010～1150℃，控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.65，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为40℃左右；
68.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在970～1000℃，轧钢过程中轧件表面温度为950～1000℃，轧制速度
为110m/s，控制吐丝温度为850
‑
870℃；
69.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的100％、100％、90％、90％、90％、90％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
70.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为22μm。
71.对比例2
72.本对比例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
73.轧制坯料为lx82a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在1000～1030℃，加热段温度控制在1250～1280℃，均热段温度控制在1250～1280℃；控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.62，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为40℃左右；
74.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1150～1180℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1150～1200℃，轧制速度为105m/s，控制吐丝温度为850
‑
900℃；
75.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的100％、100％、100％、50％、50％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
76.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为18μm。
77.对比例3
78.本对比例提供一种减小帘线钢盘条夹杂物尺寸的轧钢方法，具体步骤如下：
79.轧制坯料为lx82a，轧制规格为5.5mm，将加热炉预热段温度控制在900～950℃，加热段温度控制在980～1060℃，均热段温度控制在1010～1150℃，控制加热阶段和均热阶段的空燃比为0.55，烟气中水分含量≤5％；控制所述坯料均热阶段长度方向的温差为40℃左右；
80.采用6道次粗轧 6道次中轧、4道次预精轧以及10道次精轧的轧机布局进行高线无扭轧制，开轧温度控制在1150～1180℃，轧钢过程中轧件表面温度控制在1150～1200℃，轧制速度为105m/s，控制吐丝温度为980
‑
1000℃；
81.将风冷线上的1
‑
5号风机风量调整为额定风量的100％、100％、100％、50％、50％，其余风机关闭，规格为5.5mm。
82.对所得帘线钢盘条进行夹杂物检测，每炉取12支横截面，夹杂物尺寸最大为19μm。
83.实验例
84.拉拔断丝率测试，测试方法为采用实施例和对比例的工艺分别轧制5卷，供客户进行生产检验，测试结果见下表：
85.表1
86.样品拉拔断丝率样品拉拔断丝率实施例11.2次/吨实施例61.3次/吨实施例21.3次/吨对比例13.2次/吨实施例31.5次/吨对比例22.8次/吨实施例41.2次/吨对比例33.5次/吨实施例51.2次/吨
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87.从上述测试结果可知，采用本发明的轧制方法，在轧制过程能有效降低帘线钢盘
条中夹杂物尺寸，制备的帘线钢盘条夹杂物具备尺寸小、易变形等特点，从而明显降低帘线钢因夹杂导致的拉拔断丝率。
88.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。