[發明專利]一種優化碳鋼焊絲用盤條拉拔性能的生產方法

有效

• 申請號: 201110149791.0
• 申請日: 2011-06-04
• 公開（公告）號: CN102218448A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 陳濤;易敏;周小樂;李三凱;王立峰
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: B21B1/16
• 分類號: B21B1/16;B21B37/74
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于鋼鐵生產技術領域，特別是提供了一種優化碳鋼焊絲用盤條拉拔性能的生產方法，專門應用于緩冷區較短的高速線材產線生產碳鋼焊絲用盤條，可提高該類盤條拉拔性能，實現不需熱處理的直拔生產焊絲。

背景技術

焊接是一種先進的制造技術，全世界40％以上的鋼鐵材料經過焊接加工才得以為人類服務，焊接材料消費量雖然只是鋼材消費量的0.6％左右，但其作用絕不能低估，焊縫的質量已經成為工程結構壽命的關鍵。焊絲是一種理想的高效焊接材料，現廣泛應用于造船、車輛、工程機械、壓力容器、油氣運輸管道、海洋平臺結構以及高層建筑結構等領域。1980年起，美、日、歐的工業發達國家生產和使用焊絲的數量成倍地猛增(而鋼材產量增幅較少)，其中氣體保護電弧焊用焊絲(以下簡稱氣保焊絲)占到焊接材料總量的30～55％。1995年起，我國亦開始大力發展高效焊接材料，2007年起氣保焊絲類的年產量超過100萬噸，09年達到125萬噸，比例約占到焊接材料總量的近30％，目前則仍以10％左右的高速度增長。我國焊接材料的現狀為：以ER50-6牌號為代表的系列碳鋼焊絲是氣保焊絲中的主要品種，其使用量占到氣保焊絲總量的80％以上。

現行國家標準(GB/T8110)中規定了氣保焊絲的規格范圍為：φ0.5～4.8毫米，而使用最為廣泛的規格范圍是φ0.8～1.6毫米。制作氣保焊絲的主要原材料是鋼鐵企業提供的相應牌號的盤條，其規格范圍為φ5.0～6.5毫米。因此，在氣保焊絲的制作過程中，將盤條拉拔至目標規格是不可或缺的工序之一，這就要求盤條要有良好的拉拔性能，以保證拉拔工序的順行和合格的焊絲質量。

總結前人的研究可知盤條的化學成分、強度、表面質量、純凈度、微觀組織等因素影響著其拉拔性能。其中關于碳鋼焊絲用盤條的微觀組織，常態下以鐵素體為主(≥80％)，加少量珠光體(≤20％)，可存在一定量貝氏體，但其比例需控制≤3％，圖1所示為碳鋼焊絲ER50-6用盤條在金相顯微鏡下的典型組織。實踐證明：具備該組織的盤條，可以較好地滿足國內焊絲生產企業的使用要求，高速度拉拔制作焊絲。有研究發現：降低集卷前盤條的冷卻速度是控制微觀組織最有效的措施，尤其當冷速降至1℃/s以下時，可以抑制惡化拉拔性能的貝氏體的產生、從而改善盤條拉拔性能。降低盤條的冷卻速度多采用在運輸輥道上建設緩冷區(如加蓋保溫罩)的方法，同時需要足夠的長度保證盤條的相變在緩冷區內完成，冷速愈慢，所需緩冷區愈長。此外配合軋制后較高的吐絲溫度，得到相變前較粗大的奧氏體晶粒，從而轉變后得到尺寸較大的鐵素體晶粒，更有利于盤條的拉拔性能。這也是國內大多數生產焊絲用盤條的鋼鐵企業所采用的方法。但粗大的奧氏體晶粒將明顯推遲相變的完成，更要求緩冷區長度，而對于設備較為陳舊的鋼鐵企業，如首鋼北京地區的高速線材廠，受到已建成產線的限制，可提供的緩冷區長度有限(不足50米)，高溫吐絲后獲得的粗大奧氏體晶粒，往往難以在保溫區域內完成向鐵素體(或珠光體)的轉變，出緩冷區后冷速恢復至1℃/s以上，仍將會產生貝氏體等低溫硬相組織，如圖2所示，這反而造成了組織的不均勻，惡化了盤條拉拔性能。此外較高的吐絲溫度將使盤條生成大量的氧化鐵皮，從而損失了盤條的成材率，增大了材料消耗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種優化碳鋼焊絲用盤條拉拔性能的生產方法，在有限的緩冷條件下，也可穩定控制盤條微觀組織，從而使其獲得良好的拉拔性能。

本發明的工藝為“鋼坯化學成分控制及檢驗→步進式加熱爐加熱→粗軋→飛剪切頭→中軋→預精軋→高速精軋→水冷→夾送、吐絲→控溫散卷冷卻→集卷→盤條檢驗”，關鍵工藝包括：鋼坯生產時化學成分尤其殘余合金元素的控制；軋制過程及軋后調整冷卻水量以控制吐絲溫度；調整運輸輥道速度以控制圈距；調整盤條入緩冷區溫度及緩冷區輥道速度以保證盤條相變在該區域內完成等，其實質是通過過程中各項工藝措施確保盤條的微觀組織達到前文中所述的適宜的條件。具體控制的技術參數如下：

1、煉鋼廠生產模鑄坯或連鑄坯按照相關標準要求控制鋼坯化學成分，但在殘余合金元素的含量控制上要嚴于標準要求，尤其鋼鐵企業中常見的合金元素鉻、鉬、鎳、釩，要求(質量百分數)鉻≤0.04％、鉬≤0.01％、鎳≤0.01％、釩≤0.01％。

2、軋制生產線上控制各工序水量以及保溫罩的投用與否，從而保證盤條在各工序達到設定目標溫度；目標溫度為盤條吐絲溫度：800～830℃，盤條始進緩冷區溫度：720～730℃；4～10月前兩段保溫罩不用，其它均投入使用；11月～次年3月全部保溫罩投入使用。