[精选]中高碳钢棒线材的控冷工艺及主要类型.pptx

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1、2023/11/261第第8 8讲讲、中中高高碳碳钢钢棒棒线线材材的的控控冷冷 工艺及主要类型工艺及主要类型2023/11/2621、控制冷却2、棒线材生产中的控制冷却3、控制冷却的工艺和装置类型2023/11/2631、控制冷却、控制冷却1高碳钢控制冷却的基本原理高碳钢控制冷却的基本原理控制冷却ControlledCooling：控制轧后钢材的冷却速度到达改善组织和性能的目的。由于热轧变形，促使变形奥氏体转变温度Ar3的提高，相变后的铁素体晶粒容易长大，造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒，减少珠光体片层间距，阻止碳化物在高温下析出，以提高析出强化效果而采用控制冷却工艺。2023/11/26

2、42 2高碳钢控冷的基本概述高碳钢控冷的基本概述 控控制制冷冷却却过过程程是是通通过过控控制制轧轧后后三三个个不不同同冷冷却却阶阶段段的的工工艺艺参参数数，来来得得到到不不同同的的相相变变组组织织。分分别别称称为为一一次次、二二次次和和三次冷却。三次冷却。对对高高碳碳钢钢轧轧后后快快冷冷的的第第一一阶阶段段可可以以冷冷至至珠珠光光体体相相变变温温度度，从从而而阻阻止止奥奥氏氏体体晶晶粒粒长长大大和和碳碳化化物物由由奥奥氏氏体体中中析析出出形形成成粗粗大大的的网网状状碳碳化化物物，到到达达降降低低网网状状碳碳化化物物级级别别和和细细化化珠珠光体球团尺寸的效果。光体球团尺寸的效果。二次冷却可减小珠

3、光体片层间距并改变其形貌。二次冷却可减小珠光体片层间距并改变其形貌。2023/11/2652、棒线材生产中的控制冷却、棒线材生产中的控制冷却1棒线材生产中控冷的必要性棒线材生产中控冷的必要性棒线材高速轧后的控制冷却技术，是直接关系到最终产品力学新能及其均匀性的关键工艺。采用成卷自然冷却的方法，冷却速度慢，高温停留时间长，晶粒极易粗大，造成产品质量恶化。采用轧后控制冷却技术可以增加产品的附加值。2023/11/2662棒线材生产中控冷的主要优点棒线材生产中控冷的主要优点 提高线材的综合机械性能，并大大改善其在长度方向上的均匀性；改善金相组织，使晶粒细化；减少氧化损失，缩短酸洗时间；降低线材轧后温

4、度，改善劳动条件；提高产品质量，有利于线材二次加工。2023/11/2673 3棒线材生产中控冷的目的及要求棒线材生产中控冷的目的及要求A、控冷的目的：控冷的目的：由于热轧变形的作用促使变形奥氏体向铁素体转变温度的提高，相变后的铁素体晶粒容易长大，造成力学性能降低。为了细化铁素体晶粒，减小珠光体片层间距，阻止碳化物在高温下析出，以提高析出强化效果而采用控制冷却工艺。棒线材轧后控制冷却的目的在于得到所需要的组织及性能，使其性能均匀和减少二次氧化铁皮的生成量。B、对棒线材冷却工艺的要求：、对棒线材冷却工艺的要求：1二次铁皮要少，以减少金属消耗和二次加工前的酸耗和酸洗时间；2冷却速度要适当，要根据不

5、同品种，控制冷却工艺参数，得到所需要的组织；3要求整根轧件性能均匀。2023/11/2682023/11/2694棒线材控制冷却的分类棒线材控制冷却的分类根据轧后控制冷却所得到的钢的组织不同，分为珠光体型控制冷却、马氏体型控制冷却。a 珠光体型控制冷却珠光体型控制冷却对0.600.85%C的高碳钢。要求：尽量减少铁素体的析出而得到单一的珠光体组织，最终获得有利于拉拔的索氏体组织。冷却工艺：轧后由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到索氏体。b 马氏体型控制冷却马氏体型控制冷却通过轧后淬火回火处理，得到中心索氏体，外表回火马氏体的组织。2023/11/2610穿水冷却线材断

6、面温度的变化简图穿水冷却线材断面温度的变化简图2023/11/2611 a、珠光体型控制冷、珠光体型控制冷却却为为了了获获得得有有利利于于拉拉拔拔的的索索氏氏体体组组织织，线线材材轧轧后后应应由由奥奥氏氏体体化化温温度度急急冷冷至至索索氏氏体体相相变变温温度度下下进进行行等等温温转转变变，其其组组织织可可得到索氏体。得到索氏体。但但各各种种控控制制冷冷却却法法只只是是接接近铅浴处理的水平。近铅浴处理的水平。b、马氏体型控制冷、马氏体型控制冷却却线线材材轧轧后后以以很很短短的的时时间间冷冷却却，使使线线材材外外表表温温度度急急剧剧降降至至马马氏氏体体开开始始转转变变温温度度以以下下;利利用用中中

7、心心局局部部残残留留的的热热量量以以及及由由相相变变释释放放出出来来的的热热量量使使线线材材外外表表层层的的温温度度使使外外表表马马氏氏体体回回火火，最最终终得得到到中中心心为为索索氏氏体体，外外表表为回火马氏体的组织。为回火马氏体的组织。含碳含碳0.5%钢的等温转变曲线钢的等温转变曲线wC=0.5%，wSi=0.53%，wMn=0.23%2023/11/26122023/11/26133 3、控制冷却的工艺和类型、控制冷却的工艺和类型1 1控制冷却的工艺控制冷却的工艺棒线材控制冷却的基本方法：首先让轧制后的线材在导管或水箱内用高压水快速冷却；再由吐丝机把线材吐成环状，以散卷形式分布到运输辊道

8、链上，使其按要求的冷却速度均匀风冷；最后以较快的冷却速度冷却到可集卷的温度进行集卷、运输和打捆等。2023/11/26142控制冷却的类型目前为止，已投入应用的线材控冷工艺装置至少有十多种，按工艺布置及设备特点可以归纳为以下两种类型：1 水冷加运输机散卷风冷水冷加运输机散卷风冷或空冷或空冷 较典型的有的斯太尔摩冷却工艺、英国的阿希洛冷却工艺、德国的施罗曼冷却工艺及意大利的达涅利冷却工艺等。2 水冷后介质冷却或其它布圈方式冷却水冷后介质冷却或其它布圈方式冷却 如ED法、EDC法沸水冷却、流态床冷却、DP法竖井冷却及间歇多段穿水冷却等。2023/11/2615A、Stelmor控冷工艺控冷工艺斯太

9、尔摩控冷工艺布置示意图斯太尔摩控冷工艺布置示意图1成品轧机；2一水冷箱；3一恢复段；4夹送辊；5一吐丝机；6一斯太尔摩运输机；7集卷简；8一升降梁；9一风机2023/11/2616 a、Stelmor控冷工艺特点：轧后的线材经两种不同的冷却介质进行两次冷却即一次水冷，二次风冷。重点是在风冷段实现对冷却速度的控制。b、Stelmor控制冷却法有三种形式，即标准型冷却;缓慢型冷却;延迟型冷却。三种形式的主要区别是最低冷却速度不同。2023/11/2617 c、Stelmor控制冷却工艺的优点控制冷却工艺的优点增加盘卷规格；获得均匀的显微组织；取代空气淬火和铅浴淬火；提高了某些钢种强度。采用斯太尔摩

10、控制冷却工艺之后，线材的盘重由0.5t以下增到2t以上，取代了原来的空气淬火，降低了酸耗，提高了卷筒的寿命，减少了氧化铁皮厚度。由于铁皮薄而轻，增加了产量，同时线材各种特性指标得到改善，同时减少了热处理的费用。2023/11/2618 e、Stelmor控冷工艺近年来的开展和改进控冷工艺近年来的开展和改进主要内容：主要内容：斯太尔摩线的总长度有加长的趋势；斯太尔摩线的总长度有加长的趋势；辊道段数增多；辊道段数增多；大风量高风压冷却风机使线材的抗拉强度显著提高；大风量高风压冷却风机使线材的抗拉强度显著提高；风机台数增加，近期新建的高速线材车间有采用风机台数增加，近期新建的高速线材车间有采用14台

11、；台；调节风量的电动调节风量的电动“佳灵佳灵OPTIFLEX装置被普遍采用，使线装置被普遍采用，使线圈两侧搭接处加强送风，更好的解决线材强度的均匀性；圈两侧搭接处加强送风，更好的解决线材强度的均匀性；保温段的总长度亦趋于加长，有的已达保温段的总长度亦趋于加长，有的已达90m；冷却段的各段输送辊道均为爬坡式。冷却段的各段输送辊道均为爬坡式。实心的耐热铸铁传动辊两端加工有散热的翅片，防止轴承过度受实心的耐热铸铁传动辊两端加工有散热的翅片，防止轴承过度受热；热；在输送机的在输送机的2、4、6、8段内设有振动辊，以消除段内设有振动辊，以消除“热死点热死点效应。效应。改善通条性能，防止拉拔断裂；改善通条

12、性能，防止拉拔断裂；辊道采用交流变频电机，单独进行速度控制。辊道采用交流变频电机，单独进行速度控制。B、施洛曼控制冷却工艺2023/11/26191线材中心温度；2线材外表温度；3双层冷却水管；4外表温度计；5精轧机组；6仪表操纵盘；7圆盘飞剪；8成圈器；K1K8正向喷头；A1A6反向喷头施洛曼冷却工艺的线材温度变化及水冷区布置水冷区的长度一方面要保证水冷至相变温度时所需时间，同时又要防止马氏体的生成。当轧件离开水冷区时，其外表温度应不低于500。与斯太尔摩控制冷却工艺相比，强化了水冷能力，使轧件一次水冷就尽量接近理想的转变温度。其冷却速度是通过改变线圈的重叠密度和放置方法来实现。线圈的放置方

13、法有两种，平放线圈，调节线圈间距时，冷却速度为24/s；如直立线圈，当线圈间距为30mm冷却速度为56/s，当线圈间距为60mm时冷却速度为89/s。2023/11/2620施洛曼控冷工艺风冷段的五种型式第一种型式：经过水冷后的垂直线圈和水平线圈进行空气自然冷却。第二种型式：低速空气冷却，线圈仅是呈水平状放置。第三种型式：适合某些特殊需要缓冷的钢种，吐丝后面加保温罩，罩内可装烧嘴进行加热保温。第四种型式：用于要求低温收集的钢种，在运输机的后部加了冷却罩。第五种型式：主要用于处理奥氏体和铁素体不锈钢。奥氏体钢不经水冷、铁素体钢经水冷经过一段空气冷却后，在一个辊道式连续退火炉内加热并保温，然后在第

14、二运输带进入水池急冷。2023/11/2621施洛曼五种冷却工艺流程施洛曼五种冷却工艺流程a自然冷却；b低速空气冷却；c缓慢冷却；d喷水冷却；e水池急冷1保温罩；2冷却罩；3连续式退火炉；4水冷池2023/11/26222023/11/26234 4、几种典型的控轧控冷工艺及设备配置、几种典型的控轧控冷工艺及设备配置1 精轧机组前、后及机组内设置水冷装置 精轧机组前、后及机组内设置水冷装置1-中轧机;2-精轧前水箱;3-飞剪;4-精轧机;5-精轧间水箱;6-精轧机;7-精轧后水箱 适合于生产优质合金钢材，生产操作灵活，易于实现两相区控制轧制适合于生产优质合金钢材，生产操作灵活，易于实现两相区控

15、制轧制又称热机轧制又称热机轧制，缺点是生产线长。，缺点是生产线长。2023/11/26242精轧机组前、后设置水冷装置精轧机组前、后设置水冷装置1-中轧机;2-精轧前水箱;3-飞剪;4-精轧机;5-精轧后水箱 适适合合于于生生产产优优质质合合金金钢钢材材，生生产产线线长长度度较较前前一一种种型型式式短短，但生产操作没有其灵活。但生产操作没有其灵活。2023/11/26253精轧机组为减定径机及其前后设置水冷装置精轧机组为减定径机及其前后设置水冷装置1-中轧机;2-减径机前水箱;3-飞剪;4-减径机;5-定径机;6-定径机后水箱 适合于生产高精度优质钢材，特点是生产所有规格产品均经过减定径机组，

16、大大简化了粗中轧孔型系统，提高了轧辊共用性，减少了换辊及备辊数。2023/11/26264精轧机组为三辊轧机及其前、后设置水冷装置精轧机组为三辊轧机及其前后设置水冷装置1-中轧机;2-精轧前水箱;3-飞剪;4-精轧机;5-精轧后水箱 适合生产高精度优质钢材，通过调整三辊轧机辊缝改变产品尺寸，大大简化了粗中轧孔型系统，提高了孔型共用性。产品尺寸精度高，缺点是轧机投资稍大。2023/11/26275仅精轧机组后设置水冷装置 仅精轧机组后水冷装置1-中轧机;2-飞剪;3-精轧机;4-精轧后水箱 适合于生产以建材为主的小型轧机。小 结2023/11/2628必要性必要性优点、目的及要求优点、目的及要求

17、控冷种类控冷种类棒线材生产中的棒线材生产中的控制冷却控制冷却控制冷却控制冷却高碳钢控制冷却的基本原理高碳钢控制冷却的基本原理高碳钢控制冷却的基本概述高碳钢控制冷却的基本概述控制冷却的工控制冷却的工艺和类型艺和类型工艺和类型工艺和类型典型的控轧控冷工艺及设备配置典型的控轧控冷工艺及设备配置 棒线材控冷谢谢 谢！谢！MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉