[發明專利]一種橋梁纜索用線材軋制表面褶皺裂紋產生的判定方法

在審

• 申請號: 202011161291.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112464519A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 王猛;惠榮;胡乃志;閆立新;黃波;鐘浩;焦銀;鄒劍勛;閆亮;陳強磊;王正潔;韓靜
• 申請（專利權）人: 青島特殊鋼鐵有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G16C20/10;G16C60/00;B21B1/16;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 苗穎

本發明提供了一種橋梁纜索用線材軋制表面褶皺裂紋產生的判定方法，所述判定方法為采用熱模擬等軸壓縮的方法，獲得橋梁纜索用線材的動態再結晶的臨界應變和動態再結晶模型；得到橋梁纜索用線材各道次坯料表面各位置軋件溫度場、等效應變和應變速率的變化規律；將所述得到的各道次坯料表面各位置軋件溫度場、等效應變和應變速率的變化規律帶入所述的動態再結晶模型，把能否發生動態再結晶作為判定橋梁纜索用線材表面軋制裂紋產生的判據。對于優化軋鋼工藝、提高線材表面質量，具有非常現實的意義，非常適合在高線軋鋼領域推廣。

技術領域

本發明屬于高速線材軋鋼技術領域，特別是涉及一種橋梁纜索鍍鋅鋼絲用熱軋盤條軋制表面褶皺裂紋產生的判定方法。

背景技術

隨著我國橋梁建筑技術的飛速發展，橋梁的跨度和規模被一次一次刷新，大型的斜拉橋、懸索橋不斷出現在大江大河、山谷溝壑，成為我國工業發展水平的標志。而作為橋梁纜索鍍鋅鋼絲以其高強度、高韌性、大加工硬化率、高使用應力、復雜的疲勞性能、扭轉指標等，一直是深加工行業開發中高端品種。作為纜索用鋼的母材——熱軋盤條其必須要解決的就是表面質量這一關。

表面質量對于線材產品質量的影響一直是金屬制品行業和鋼廠研究的重點，表面質量的好壞嚴重影響線材的拉拔性能、使用性能等。目前纜索、冷鐓、彈簧、軸承等中高端的線材產品都在表面質量上進行了卓有成效的控制，其中兩火成材、連鑄坯修模、渦流探傷、超聲波探傷、全扒皮、在線表面質量檢測、熱影像技術等等技術裝備不斷在鋼廠生產得到推廣和使用，可以有效的控制鑄坯缺陷的遺傳，同時在精整環節實現對表面劃傷、折疊、耳子、凹坑、麻點、鱗皮等在線監測，為軋線調整和整體質量穩定控制提供手段，但這些措施只能實現軋后調整，而且精整環節嚴重限制了高線的產量，同時增加了精整成本和設備維修費用，所以怎樣從軋鋼工藝和物理冶金深層次的研究各種缺陷產生的根本原因，從源頭上減少缺陷產生的幾率，才是高線研究領域關注的重點。

橋梁纜索鍍鋅鋼絲用熱軋盤條尤其是要求扭轉指標、抗拉強度1960MPa級別以上的鋼絲，對母材盤條表面質量的要求非常高，但是這種強度級別的鋼種含有高Si、高Mn、高C，材料的可變形性非常復雜，很容易在軋制過程中產生表面缺陷，這也是目前對各大鋼廠開發的難點所在。一方面高合金很容易在連鑄和加熱過程中產生裂紋；另一方面在軋制過程經常會被20-60μm簇狀軋制裂紋缺陷所困擾。

對于這種表面褶皺，其實是表面軋制裂紋的一種形式，是不同于線材普通表面問題的一種缺陷形式，在線材表面上平行于軋制方向，呈現多條簇狀分布，而且在表面軋制方向上出現的規律性不強，往往在高合金線材中出現的幾率較大，深度在0.1mm左右，有時有幾條甚至十幾條平行排列分布，其嚴重影響線材的冷鐓性能。對于這種裂紋，鋼廠大多在軋輥的輥期上做精細的管理，并通過嚴格的軋輥冷卻制度保證軋輥的表面狀態，從而保證軋輥的表面良好，減少表面褶皺的發生率。但是這種表面軋制裂紋的產生和軋制過程坯料的金屬流動有很大關系，即軋制過程表面金屬流變越容易，越不易產生；金屬流變越難，金屬流變越大，越容易產生。這就為工藝設計人員提出了很大的考驗，如何來判定目前的工藝和軋制條件是否發生軋制表面褶皺成為關注的重點。

首鋼研發人員在高線生產過程中對表面褶皺產生的原因進行了分析，并通過孔型優化將冷鐓鋼三分之一冷頂鍛合格率從70％提高到95％；邢鋼在開發高合金冷鐓鋼20CrMnTi、10B21等產品時通過優化鑄坯的尺寸、圓角半徑等打通了高端冷鐓鋼產品的瓶頸，在汽車用鋼的認證和市場占有率上中起到非常好的作用；鞍鋼通過合理的設定生產預案，對軋制過程的各個環節進行統籌評估，力爭為高表面質量鋼種的生產提供最佳的工裝保證能力；國外韓國浦項制鐵和神戶制鋼都在表面褶皺的產生原因進行過分析。但是在鋼廠的實際生產過程中表面這周褶皺裂紋時有發生，對產品質量的波動造成很大的影響，往往是伴隨鋼種鋼種質量提升的始終，成為困擾特殊鋼企業產品開發表面質量提升的主要環節，最核心的問題是，沒有一套完善的評估軋制裂紋發生概率的方法，從軋鋼物理冶金的角度建立一種軋制和裂紋產生的相關性研究和判據。

發明內容