[發明專利]一種以溫度為直控參數的高速線材斯太爾摩線冷卻方法

有效

• 申請號: 201010110285.6
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102151704A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 朱興安
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02;B21B37/74
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及冶金軋制領域，具體地說，本發明涉及一種以溫度為直控參數的高速線材斯太爾摩(STEOMOR)冷卻方法。

背景技術

在冶金軋制領域，對高速線材質量要求更多的是必須滿足后部工序的使用性能。一般線材交貨技術條件規定的質量內容有：外形及尺寸精度；表面質量及氧化鐵皮；截面質量及金相組織；化學成分及力學性能。

高速線材軋機的生產工藝特點可以概括為連續、高速、無扭和控冷。其中高速軋制是最主要的工藝特點。大盤重、高精度、性能優越則是高速線材軋機的產品特點。

高速無扭精軋工藝是現代線材生產的核心技術之一。高速軋機線材生產技術中“高速”對工藝的要求：一是保證實現高速的條件；二是解決高速實現后產生的問題。

通常把優質碳素結構鋼中碳的質量百分數不小于0.45％的中高碳鋼軋制的線材稱為硬線，我國硬線生產與國外相比尚有不小差距，主要表現在品種質量上：晶粒大小不均勻且級別偏低、一次冷拔率低、疲勞性能幾乎比國外同等產品低一個數量級，有些高技術含量、高性能的產品，如優質鋼簾線、PC線等還依賴于進口。硬線的強度等性能問題是困擾國內高線經濟效益的關鍵問題，也是國內重點工程的硬線市場被日本產品占領的原因所在。因此研究和有效控制硬線產品的質量和性能有著迫切和重要的意義。

硬線中最具代表性的高等級產品就是預應力鋼絲用鋼(SWRH82B-1)，該產品主要用于鋼絲繩、鋼絞線、斜拉索、跨江和跨海橋梁、大型建筑、水利等重要用途。在這些重要工程項目的施工中，預應力鋼材均作為主筋承受其公稱抗拉強度的70％以上的載荷。由于預應力鋼材等硬線產品要與錨夾片匹配使用，因此要求預應力鋼材的強度要與錨夾片的強度相匹配，但目前國內線材行業的硬線產品普遍存在強度波動大的問題，因此往往由于預應力鋼材強度波動大，無法實現與錨夾片的最佳匹配而出現滑絲的質量事故，對工程造成不利影響，也給用戶造成了巨大損失。

隨著工程技術要求的不斷提高，用戶對硬線產品的抗拉強度指標提出了更高要求，不但要求抗拉強度要滿足供貨標準，而且還要求強度具有優良的穩定性。但硬線產品往往受到化學成分波動和環境溫度波動的直接影響而難以保持穩定，形成了制約線材行業中硬線產品性能提高的質量難題。

因此，線材軋后的控制冷卻是整個線材生產中產品質量控制的重要手段之一，它對線材成品的內部組織、力學性能及二次氧化均有重要的影響。控制冷卻的實質是利用軋件軋后的軋制余熱，以一定的控制手段控制其冷卻速度，從而獲得所需要的組織和性能，以達到提高產品質量的目的。

1964年，加拿大斯太爾柯鋼鐵公司和美國摩根公司聯合研制的高速線材軋機，首次采用了線材散卷控制冷卻工藝，稱之為斯太爾摩控制冷卻方法。這是線材生產發展史上的重大技術革命之一，并在世界高速線材軋機控冷線上得到了廣泛的應用。

斯太爾摩控制冷卻工藝為了適用不同鋼種的需要，具有三種冷卻形式。這三種類型的水冷段相同，依據運輸機的結構和狀態不同而分標準型冷卻、緩慢型冷卻和延遲型冷卻。

標準型斯太爾摩冷卻工藝布置通常包括精軋機組、冷卻水箱、吐絲機、風機、送風室、集卷筒等。其運輸速度為0.25～1.4m/s，冷卻速度為4～10℃/s，它適用于高碳鋼線材的冷卻。

終軋溫度為1040℃～1080℃的線材從精軋機組出來后，立即進入由多段水箱組成的水冷段進行強制水冷至750～850℃，水冷時間控制在0.6s，水冷后溫度較高，目的是防止線材表面出現淬火組織。在水冷區控制冷卻的目的在于延遲晶粒長大，限制氧化鐵皮形成，并冷卻到接近但又明顯高于相變溫度的溫度。線材水冷后經夾送輥夾送進入吐絲機成圈，并呈散卷狀布放在連續運行的斯太爾摩運輸機上，運輸機下方設有風機可進行鼓風冷卻。經風冷后線材溫度約為350～400℃，然后進入集卷筒集卷收集。

緩慢型冷卻是為了滿足標準型冷卻無法滿足的低碳鋼和合金鋼之類的低冷卻速度要求而設計的。它與標準型冷卻的不同之處是在運輸機前部加了可移動的帶有加熱燒嘴的保溫爐罩。由于采用了燒嘴加熱和慢速輸送，緩慢冷卻斯太爾摩運輸機可使散卷線材以很緩慢的冷卻速度冷卻。它的運輸速度為0.05～1.4m/s，冷卻速度為0.25～10℃/s，它適用于處理低碳鋼、低合金鋼和合金鋼之類的線材。