關(guān)于棒線材低溫軋制技術(shù)的研究

張江濤

摘要：鋼鐵工業(yè)發(fā)展中要重視節(jié)能減排，降低各種資源的能耗。低溫軋制可以有效的減少加熱能耗，避免出現(xiàn)氧化燒損性問題，提升成材率，提高軋鋼加熱爐鋼材產(chǎn)量，有效延長(zhǎng)加熱爐壽命;減少由于受到熱應(yīng)力影響而出現(xiàn)的疲勞裂紋以及氧化磨損性問題，在一定程度上細(xì)化晶粒，有效的提升產(chǎn)品的性能。

關(guān)鍵詞：棒線材;低溫軋制技術(shù);節(jié)能

1.棒線材低溫軋制技術(shù)

1.1低溫軋制技術(shù)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)熱軋工藝是將鋼坯加熱到AC3線以上奧氏體區(qū)，再在高溫奧氏體再結(jié)晶區(qū)域進(jìn)行軋制，鋼坯加熱溫度一般在1050℃以上，終軋溫度在AC3線以上。

低溫軋制技術(shù)有別于傳統(tǒng)熱軋工藝，顧名思義是一種通過(guò)調(diào)節(jié)溫度從而優(yōu)化軋制工藝的一種技術(shù)手段，主要是通過(guò)降低鋼坯加熱溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)棒線材軋制過(guò)程的節(jié)能降耗。一般狀況下，棒線材在低溫軋制過(guò)程中要加強(qiáng)溫降的控制，通過(guò)降低軋制負(fù)荷的方式可以有效的保障產(chǎn)品整體的性能。鋼坯通過(guò)將再加熱溫度降低后，利用精軋機(jī)組進(jìn)行加速的軋制過(guò)程中產(chǎn)生的變形熱和摩擦熱或者粗軋制機(jī)組以及精軋機(jī)組增設(shè)高輥道隔熱保溫裝置的方式來(lái)進(jìn)行熱補(bǔ)償處理。為了充分的保障終軋制的溫度，也可以利用精軋機(jī)架側(cè)加熱燒嘴等相關(guān)方式進(jìn)行處理[1-2]。

1.2低溫軋制溫度的影響

低溫軋制最佳的加熱溫度與軋材的品種、外形以及其產(chǎn)品的性能參數(shù)等多種因素有著密切的關(guān)系，一般狀況下，要合理控制溫度，避免因?yàn)闇囟瓤刂撇划?dāng)而導(dǎo)致軋機(jī)出現(xiàn)裂紋等缺陷性問題，進(jìn)而充分的保障產(chǎn)品的力學(xué)性能。低溫軋制要充分的保障其終軋溫度，通過(guò)精軋機(jī)組提升軋制速度的方式進(jìn)行控制終軋溫度。

而根據(jù)棒線段、材料連軋機(jī)各機(jī)架軋件溫度以及低溫軋制的軋制溫度控制標(biāo)準(zhǔn)分析可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)低溫軋制工藝進(jìn)行棒線材連軋機(jī)處理具有一定可行性[3]。由于在通過(guò)溫軋制之前要將軋機(jī)強(qiáng)度參數(shù)、電機(jī)能力以及材料塑性等多種因素系統(tǒng)協(xié)調(diào)分析，因此，低溫軋制溫度選擇會(huì)受到軋制材料塑性以及軋制設(shè)備強(qiáng)度、能力等因素的限制與影響[4]。

2.棒線材低溫軋制技術(shù)對(duì)成品質(zhì)量的影響

2.1低溫軋制與力學(xué)性能

低溫軋制加熱溫度會(huì)小于常規(guī)軋制過(guò)程中的加熱溫度，鋼坯在加熱過(guò)程中會(huì)有效的減小奧氏體晶粒的尺寸。可能的原因是由于精軋階段中其低溫軋制與常規(guī)的軋制溫度趨于一致，而低溫軋制鋼材晶粒相對(duì)較為細(xì)小，在一般狀況中下，低溫軋制的鋼材性能更加接近與常規(guī)的軋制鋼材性能，或者在低溫雜質(zhì)鋼材中其一些相關(guān)性能會(huì)得到顯著提升。

低溫軋制會(huì)受到加熱工藝、軋制工藝、鋼中合金元素的不同以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異等多種因素的影響。一些微合金化鋼不適宜進(jìn)行低溫加熱處理，如果其加熱的溫度過(guò)低容易影響微合金化元素溶解到奧氏體中，使其充分的凸顯細(xì)化晶粒，產(chǎn)生一定的析出強(qiáng)化作用。

在實(shí)驗(yàn)室條件下，分析20MnSi不同加熱溫度軋制兩種鋼材的性能，通過(guò)高溫以及低溫兩種條件進(jìn)行軋制，主要數(shù)據(jù)如表1所示，通過(guò)低溫軋制，鋼性能提升明顯，可節(jié)省合金、降低成本作用。

2.4低溫軋制以及表面質(zhì)量

低溫軋制對(duì)鋼材的表面質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。低溫軋制在一定程度上會(huì)降低鋼坯的加熱溫度，從而有效的減少鋼坯氧化燒損情況的發(fā)生。另外，低溫軋制可以在一定程度上轉(zhuǎn)變氧化皮中FeO，F(xiàn)e2O3 ，F(xiàn)e3O4三者的不同比例，導(dǎo)致氧化皮脫落，在一定程度上優(yōu)化了鋼材的表面質(zhì)量。

2.5臨界點(diǎn)溫度軋制和鐵素體區(qū)軋制對(duì)鋼材質(zhì)量的影響

臨界點(diǎn)溫度軋制是一種處于或略高于臨界點(diǎn)溫度的一種軋制技術(shù)手段，利用奧氏體沒有結(jié)晶區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行軋制處理可以獲得1～2μm的等軸細(xì)晶，從而獲得性能更為優(yōu)異的產(chǎn)品。

鐵素體區(qū)軋制開軋的溫度與一般情況下低溫軋制的溫度相近，然而，其終軋溫度更低。通過(guò)在特定溫度條件下進(jìn)行軋制處理，鐵素體區(qū)軋制的負(fù)荷相對(duì)來(lái)說(shuō)較低，主要是由于相變而導(dǎo)致的位錯(cuò)密度降低造成的。這種工藝主要是在一些工藝規(guī)格相對(duì)較薄的熱帶產(chǎn)品中應(yīng)用[5-6]，這不僅可以有效的減少軋后的冷卻耗量，也可以有效的縮短水冷線的長(zhǎng)度。

鐵素體區(qū)軋制產(chǎn)生的氧化皮的產(chǎn)量相對(duì)較低，具有較強(qiáng)的織構(gòu)，可以在一定程度上提高酸洗的效率，從而增強(qiáng)沖壓用板整體的塑性應(yīng)變比。

臨界點(diǎn)溫度軋制以及鐵素體區(qū)軋制都是在板帶產(chǎn)品中實(shí)驗(yàn)，通過(guò)細(xì)化晶粒的處理從而達(dá)到提升產(chǎn)品整體性能的目的，有效的優(yōu)化了產(chǎn)品的整體質(zhì)量，對(duì)于棒線產(chǎn)品的工藝研究來(lái)說(shuō)具有一定的借鑒研究?jī)r(jià)值。

3.棒線材低溫軋制技術(shù)關(guān)鍵工藝

分析棒線材連軋機(jī)各個(gè)機(jī)架軋件的具體溫度以及低溫軋制應(yīng)用中的溫度控制可以發(fā)現(xiàn)，棒線材連軋機(jī)可以通過(guò)低溫軋制工藝進(jìn)行處理。

3.1 控制加熱過(guò)程中的溫度

棒線材低溫軋制處理過(guò)程中，低溫出鋼時(shí)，會(huì)增加加熱爐中滑軌以及爐筋管而產(chǎn)生的黑印程度，也會(huì)增加鋼坯溫度不均勻程度，利用低溫加熱處理則要合理的控制鋼坯在加熱過(guò)程中的溫度不均勻問題。

3.2 合理的選擇低溫軋制溫度

低溫軋制效果會(huì)受到加熱工藝的影響，通過(guò)分析軋制材料塑性以及軋制設(shè)備強(qiáng)度參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的核算分析[7]，從而選擇合適的低溫軋制溫度。

3.3對(duì)低溫軋制鋼材性能的影響因素

低溫軋制鋼材性能以及常規(guī)類型的鋼材性能參數(shù)接近，一些低溫軋制鋼材的性能也會(huì)有略微提升，通過(guò)低溫軋制工藝并不會(huì)對(duì)材料力學(xué)性能產(chǎn)生各種影響。但是，低溫軋制會(huì)受到其加熱工藝、軋制工藝、鋼中合金元素種類和含量等多種因素影響，合理的控制低溫軋制時(shí)的影響因素會(huì)在一定程度上改善鋼材的表面結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

3.4熱潤(rùn)滑軋制

熱潤(rùn)滑軋制可以合理的控制軋制壓力以及軋制過(guò)程中的扭矩，軋制壓力下降約為20%左右，壓力降低可以在一定程度上合理的解決控制軋機(jī)彈跳變形等問題，為低溫軋制提供了有利的條件。

3.5粗軋機(jī)能力

低溫軋制過(guò)程中最為關(guān)鍵的就是粗軋機(jī)能力，保障粗軋機(jī)性能穩(wěn)定，符合軋件塑性范圍，適當(dāng)?shù)目刂其撆骷訜釡囟瓤梢詫?shí)現(xiàn)軋鋼節(jié)能的目的。

3.6低溫軋制過(guò)程中的軋機(jī)負(fù)荷

低溫軋制的過(guò)程中會(huì)增加軋材變形抗力，通過(guò)優(yōu)化孔型設(shè)計(jì)以及壓下規(guī)程的方式可以合理的分配軋機(jī)中各個(gè)機(jī)架電機(jī)的負(fù)荷狀況，真正的實(shí)現(xiàn)低溫軋制處理。因此，做好軋機(jī)負(fù)荷的核算以及驗(yàn)證分析，合理的進(jìn)行各個(gè)機(jī)架的壓下量計(jì)算分析是非常重要的。低溫軋制過(guò)程中，首先，在粗軋機(jī)上要根據(jù)規(guī)范要求有序開展，在進(jìn)行精軋機(jī)處理時(shí)，其軋件的溫度需要保持與常規(guī)軋制處理時(shí)沒有過(guò)多的波動(dòng)，在軋機(jī)的軋輥強(qiáng)度符合要求，電機(jī)功率充足的狀態(tài)中可以進(jìn)行低溫軋制。其計(jì)算可按照公式一進(jìn)行計(jì)算。

4.結(jié)論

低溫軋制是一種具有節(jié)能作用的工藝手段，通過(guò)降低加熱溫度的方式可以有效的控制或減少材料燒損性問題的出現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到提升成材率的目的，此種技術(shù)手段相對(duì)較為成熟，具有一定的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]王猛.棒線材發(fā)展新技術(shù)[C].第七屆棒線材高效能工藝技術(shù)研討會(huì).

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