第讲中高碳钢棒线材的加热特点及脱碳层控制技术.ppt

谢 谢！ * * University Of Science and Technology Beijing USTB * * 第10讲：中高碳钢棒线材脱碳控制技术 * * 一、控制轧制与线材的加热特点 二、控制冷却 三、脱碳层控制技术 * * 一、控制轧制与线材的加热特点 1、棒线材的控制轧制（CR） 随着线材轧制速度的提高，轧后控制冷却成为必不可少的一部分。轧制温度的控制主要取决于加热温度、开轧温度。 为满足用户对线材的高精度、高质量要求，高速线材轧机得到发展。有的在高速线材精轧机组前增设预冷段（可降低轧件温度100℃）及在精轧机组各机架间设水冷导卫装置，以降低轧件出精轧机组的温度等。 2、线材控温轧制的优点： 1）、减少脱碳； 2）、控制晶粒尺寸； 3）、改善钢的冷变形性能； 4）、控制抗拉强度及显微组织； 5）、取消热处理及控制氧化铁皮。 * * 3、棒线材的加热： 1）棒线材生产的特点 产品特点： 断面小，长度大，尺寸精度和表面质量要求较高。 生产特点： 增大盘重、减小线径和提高质量、精度二者是相互矛盾的。这是由于盘重增加和线径减小，导致轧件长度和轧制时间增加，从而又使轧件终轧温度降低，首尾温差加大，结果造成轧件首尾尺寸公差和性能不均。 为解决上述矛盾，必须尽量增加轧制速度。目前线材轧机成品出口速度已达100m/s以上。 线材轧机的高速是通过小辊径、高转速得到的。目前新式线材精轧机轧辊辊径仅为φ152mm，而轧制速度高达140m/s。 * * * * 2）现代化高速棒线材轧机的特点及要求 特点：坯重大，坯料 长，首尾温差大。 要求： 加热温度均匀，温度波动范围小。理想的加热温度是钢坯各点到达第一架轧机时其轧制温度始终一样。 对高碳钢而言，一般开轧温度为900~1050℃，精轧机组入口轧件温度为900~950℃，出口轧件温度为900~1050℃。 * * * * * * 3）采取方法及加热的要求 采用步进式加热炉加热。 要求： 1）氧化脱碳少； 2）钢坯不发生扭曲； 3）不产生过热、过烧等加热缺陷， 对易脱碳的钢，要严格控制高温段的停留时间，采取低温、快热，为减少轧制温降，加热炉应尽量靠近轧机。通常是将钢坯两端的温度提高一些，通常钢坯两端比中部加热温度高30～50℃。 * * 二、棒线材生产中的控制冷却 1、 控制冷却的原理： 所谓控制冷却，就是利用热轧后的轧件余热，以一定的控制手段控制其冷却速度，从而获得所需要的组织和性能的冷却方法。 在线材生产过程中，线材轧后冷却的温度和冷却速度决定了线材内在组织、力学性能及表面氧化铁皮数量，对产品质量有极其重要的影响，所以线材轧后如何冷却，是产品质量控制的关键环节之一。 现代化的高速线材轧机：终轧速度高达100m/s以上；终轧温度高于1000℃，盘重达到2～3吨。如果采用自然冷却，不仅使冷却时间加长，厂房、设备增大，而且会加剧盘卷内外温差，导致冷却极不均匀；并使得成品组织晶粒粗大而不均匀；表面氧化铁皮过厚；线材全长上的性能波动较大。对于中高碳钢的线材，冷却缓慢还容易引起二次脱碳。 因此，对高速线材轧机，为了克服上述缺陷，提高产品质量，实现热轧后的控制冷却是必不可少的。 * * 2、线材控制冷却的主要优点 （1）提高了线材的综合机械性能，改善其在长度方向上的均匀性； （2）改善金相组织，使晶粒细化； （3）减少氧化损失，缩短酸洗时间； （4）降低线材轧后温度，提高产品质量，有利于线材二次加工。 * * 三、脱碳层的控制技术 1、脱碳层的基本概述： 1）脱碳现象 脱碳是钢加热时表面碳含量降低的现象。钢中碳在高温下会与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧化碳。加热造成的脱碳保留到钢材上就称之为脱碳缺陷。钢材表面脱碳层厚度称为脱碳层深度。  2）脱碳与氧化 钢铁在加热的情况下，表面同时发生两种化学变化。a：脱碳。b：氧化。 当环境中氧气含量充分时，氧化程度要大于脱碳，表面就形成氧化皮，如锻造过程中出现的大面积氧化皮。 随着加热温度的提高，脱碳层的