專利名稱：一種高速線材在線韌化處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速線材的處理方法，特別涉及一種直接用于高速線材軋機后的在線韌化處理的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，絕大多數(shù)線材生產(chǎn)企業(yè)為線材產(chǎn)品進(jìn)行在線冷卻處理時都是采用風(fēng)冷方式結(jié)合鉛浴淬火處理的方式，這種方式存在的弊端易導(dǎo)致產(chǎn)品拉拔性能偏低、強度韌性較差，嚴(yán)重影響拉拔后產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。同時，客戶進(jìn)行再加工做鉛浴淬火處理時會污染 周邊環(huán)境。名稱為“線材單層水域處理裝置”(申請?zhí)朇N85200536)的實用新型專利提供了一種用于線材熱水浴處理裝置，對線材進(jìn)行軋后直接熱處理。終軋后的線材穿過熱水管，將線溫降至800±10°C，卷取后的線圈自動墜落在承圈桿上，撥圈器連續(xù)撥動線圈均勻地單層排成一串，由承放裝置將它們浸入溶有0. 5%肥皂或者復(fù)合防脆劑的沸水槽中冷卻至5000C _550°C，再由提放裝置將線卷提出水面進(jìn)行空氣冷卻。但是，這種冷卻方式不適合于高速線材軋機的連續(xù)化生產(chǎn)。主要缺點是因為線圈在浸入沸水槽前要均勻地單層排成一串，所以要求線材的終軋速度較低，一般要低于lOm/s。而目前的高速線材軋機速度基本都在70m/s以上，這種方法是無法滿足現(xiàn)代高速線材軋制生產(chǎn)需求；該技術(shù)將線材浸入于帶有介質(zhì)的沸水浴中冷卻，帶來一定的污染；對線材的軋后冷卻方式比較單一，不能非常有效的控制線材的組織與性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高速線材在線韌化處理的方法，該方法采用水浴的方式冷卻，通過改變水浴處理過程的參數(shù)，可提高線材的索氏體化率，索氏體化率可達(dá)到95 %以上，縮小線材的同圈性能差，線材的同圈性能差可低于20Mpa，提高線材的塑性。采用本發(fā)明生產(chǎn)出的高速線材，由于索氏體化率高，在深加工拉拔過程中易拉拔，制品用戶可以全部或部分取消深加工過程中對線材的“鉛浴淬火”熱處理工序，減少用戶的深加工成本和對環(huán)境的污染。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種高速線材在線韌化處理的方法，在高速線材軋機的吐絲機后的輥道上布置水浴槽；采用水冷卻方式對高速線材進(jìn)行在線韌化處理；水浴槽中水溫控制在80°C -1OO0C ；線材入水溫度為880±80°C，線材出水溫度為450± 100°C，水浴槽內(nèi)的輥道速度設(shè)置在0. 1-lm/s范圍內(nèi)；吐絲后的線材在水浴槽中進(jìn)行韌化處理，完成從奧氏體組織到索氏體組織的相變過程。所述高速線材的冷卻速度在7_25°C /s范圍內(nèi)；水浴槽中的水位控制在60-90%。水浴槽的入口端布置在從吐絲機出口到吐絲后的線材相變開始位置之前的一段區(qū)域內(nèi)。
該方法采用無任何污染有害介質(zhì)的凈環(huán)水對線材進(jìn)行在線韌化處理。該方法還可采用環(huán)保輔助介質(zhì)高壓蒸汽或高壓風(fēng)進(jìn)行輔助冷卻，高壓蒸汽或高壓風(fēng)可分別或共同與水組成混合介質(zhì)。所述的高壓蒸汽入水前的溫度可達(dá)到190±30°C，通入蒸汽于水中的壓力給定在3-6Mpa范圍內(nèi)。所述的高壓風(fēng)入水前的溫度為40_50°C，高壓風(fēng)的壓力給定在3_6Mpa范圍內(nèi)。該方法適用于中高碳鋼以及需要進(jìn)行索氏體化處理、提高強度韌性的鋼種，用于高速線材軋后處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
I)與其它水浴冷卻相比，本技術(shù)采用凈環(huán)水生產(chǎn)，避免了添加的介質(zhì)對水質(zhì)及環(huán)境的污染；2)與現(xiàn)有的斯太爾摩風(fēng)冷控制冷卻方式相比，在吐絲機出口處以一段熱水浴冷卻代替風(fēng)冷，冷卻速度相對單獨的風(fēng)冷方式提高了 3-8°C /s，實現(xiàn)了吐絲后的快速冷卻，可有效控制高速線材的組織與性能；3)采用這種冷卻方法生產(chǎn)出來的線材索氏體化率含量高，在深加工過程中易拉拔，制品用戶可以全部或部分取消深加工過程中對線材的“鉛浴淬火”熱處理工序，減少用戶的深加工成本，避免了對環(huán)境的污染，同時還保障了深加工區(qū)域職工的身體健康。


圖1高速線材在線韌化處理工藝布置示意圖；圖2高速線材經(jīng)過在線韌化處理過程的冷卻曲線A-薄膜狀階段，B-包核階段，C-對流階段
具體實施例方式一種高速線材在線韌化處理的方法，在高速線材軋機的吐絲機后的輥道上布置水浴槽，采用在線韌化處理技術(shù)。高速線材在水浴中的冷卻原理高速線材吐絲后隨輥道進(jìn)入到水浴中，在入水與出水的過程中可發(fā)生3個不同的冷卻階段(如圖2)。A階段為薄膜狀階段。當(dāng)線材進(jìn)入水中時，由于線材溫度與水浴溫度相差較大，線材入水瞬間快速冷卻，循環(huán)水達(dá)到一定溫度。在很短的時間內(nèi)，線材表面逐漸被氣膜包裹，這使線材與水介質(zhì)隔離，冷卻速率逐漸降低；B階段為包核階段。當(dāng)線材溫降至一定值時，線材的冷卻狀態(tài)從薄膜狀階段轉(zhuǎn)為包核階段，這時線材表面包裹著大量的氣泡，降低了線材的冷卻速率。C階段為對流階段。線材臨近出水前，表面的氣泡逐漸爆破減少，使線材表面與水介質(zhì)接觸，線材的冷卻速率相對前一階段加快，熱交換方式為自然對流。一種高速線材在線韌化處理的方法，在高速線材軋機的吐絲機后的輥道上布置水浴槽；采用水冷卻方式對高速線材進(jìn)行在線韌化處理；水浴槽中水溫控制在80°C -1OO0C ；線材入水溫度為880±80°C，線材出水溫度為450± 100°C，水浴槽內(nèi)的輥道速度設(shè)置在0. 1-lm/s范圍內(nèi)；冷卻速度在7-25°C/s范圍內(nèi)；水浴槽中的水位控制在60-90%。吐絲后的線材在水浴中進(jìn)行韌化處理，完成從奧氏體組織到索氏體組織的相變過程。
水浴槽的入口端布置在從吐絲機出口到吐絲后的線材相變開始位置之前的一段區(qū)域內(nèi)。采用無任何污染有害介質(zhì)的凈環(huán)水對線材進(jìn)行在線韌化處理。我們常用的介質(zhì)為凈環(huán)水。環(huán)保輔助介質(zhì)為高壓蒸汽、高壓風(fēng)，兩者分別或共同與水組成混合介質(zhì)。線材進(jìn)入水中后，遇到高溫的線材熱水中的氣泡會粘附在線材的表面，氣泡會將線材與水介質(zhì)隔離，降低線材的冷卻速率。在必要情況下，我們在水中通入環(huán)保的輔助介質(zhì)一高壓蒸汽，可以使包核階段的線材表面氣泡迅速破裂，縮短B階段的時間，提高線材包核階段的冷卻速率。高壓蒸汽入水前的溫度可達(dá)到190±30°C，通入蒸汽于水中的壓力給定在3-6Mpa范圍內(nèi)。若在冬季，水浴周邊的環(huán)境溫度降低，為了彌補高壓蒸汽對線材表面氣泡去除力不足的缺陷，我們還會在水中通入環(huán)保輔助介質(zhì)一高壓風(fēng)，加速線材表面氣泡的破裂，縮短B階段的時間，提高線材包核階段的冷卻速率。受設(shè)備正常作用，高壓風(fēng)入水前的溫度會 高于常溫，高壓風(fēng)的壓力給定在3-6Mpa范圍內(nèi)。經(jīng)過在線韌化處理后的線材，經(jīng)過運輸輥道運輸，在空氣中冷卻到室溫，此時線材的索氏體化率可達(dá)95%以上，線材的同圈性能差縮小(一般低于20MPa)、線材的塑性得到提聞。該方法適用于中高碳鋼以及需要進(jìn)行索氏體化處理、提高強度韌性的鋼種，用于高速線材軋后處理。
權(quán)利要求
1.一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，在高速線材軋機的吐絲機后的輥道上布置水浴槽；采用水冷卻方式對高速線材進(jìn)行在線韌化處理；水浴槽中水溫控制在800C -1OO0C ;線材入水溫度為880±80°C，線材出水溫度為450± 100°C，水浴槽內(nèi)的輥道速度設(shè)置在O. 1-lm/s范圍內(nèi)；吐絲后的線材在水浴槽中進(jìn)行韌化處理，完成從奧氏體組織到索氏體組織的相變過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，所述高速線材的冷卻速度在7-25°C /s范圍內(nèi)；水浴槽中的水位控制在60-90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，水浴槽的入口端布置在從吐絲機出口到吐絲后的線材相變開始位置之前的一段區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，該方法采用無任何污染有害介質(zhì)的凈環(huán)水對線材進(jìn)行在線韌化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，該方法還可采用環(huán)保輔助介質(zhì)高壓蒸汽或高壓風(fēng)進(jìn)行輔助冷卻，高壓蒸汽或高壓風(fēng)可分別或共同與水組成混合介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，所述的高壓蒸汽入水前的溫度可達(dá)到190±30°C，通入蒸汽于水中的壓力給定在3-6Mpa范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，所述的高壓風(fēng)入水前的溫度為40-50°C，高壓風(fēng)的壓力給定在3-6Mpa范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，該方法適用于中高碳鋼以及需要進(jìn)行索氏體化處理、提高強度韌性的鋼種，用于高速線材軋后處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速線材在線韌化處理的方法，其特征在于，在高速線材軋機的吐絲機后的輥道上布置水浴槽；采用水冷卻方式對高速線材進(jìn)行在線韌化處理；水浴槽中水溫控制在80℃-100℃；線材入水溫度為880±80℃，線材出水溫度為450±100℃，水浴槽內(nèi)的輥道速度設(shè)置在0.1-1m/s范圍內(nèi)；吐絲后的線材在水浴槽中進(jìn)行韌化處理，完成從奧氏體組織到索氏體組織的相變過程。該方法采用水浴的方式冷卻，通過改變水浴處理過程的參數(shù)，可提高線材的索氏體化率，索氏體化率可達(dá)到95％以上，縮小線材的同圈性能差，線材的同圈性能差可低于20Mpa，提高線材的塑性。
文檔編號C21D11/00GK102994717SQ20111026825
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月10日
發(fā)明者任玉輝, 韓立濤, 趙學(xué)博, 車安, 張歡, 孫文東, 孫浩, 白喜峰, 王業(yè)利, 興麗 申請人:鞍鋼股份有限公司