老師課件-第10章棒線材生產(chǎn)

2022/12/20110棒、線材生產(chǎn)

高秀華

軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室

2022/12/202主要內(nèi)容棒線材的種類和用途生產(chǎn)特點及工藝棒線材軋制的發(fā)展方向棒線材軋機的布置型式棒線材的控制冷卻和余熱淬火2022/12/203第一節(jié)棒、線材的種類和用途棒材：定義：一種簡單斷面型材，一般以直條狀交貨。斷面形狀：圓形、方形、六角形、螺紋鋼筋等斷面直徑：國外：9～300mm，國內(nèi)：10～50mm線材：定義：熱軋產(chǎn)品中斷面面積最小，長度最長且成盤卷狀交貨的產(chǎn)品。斷面形狀：圓形、方形、六角形和異型。斷面直徑：國外：5～40mm，國內(nèi)：5～10mm棒線材用途2022/12/204棒、線材的產(chǎn)品分類及用途

鋼種用途一般結(jié)構(gòu)用鋼材一般機械零件、標(biāo)準(zhǔn)件建筑用螺紋鋼筋鋼筋混凝土建筑優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼汽車零件、機械零件、標(biāo)準(zhǔn)件合金結(jié)構(gòu)鋼重要的汽車零件、機械零件、標(biāo)準(zhǔn)件彈簧鋼汽車、機械用彈簧易切削鋼機械零件和標(biāo)準(zhǔn)件工具鋼切削刀具、鉆頭、模具、手工工具軸承鋼軸承不銹鋼各種不銹鋼制品冷拔用軟線材冷拔各種絲材、釘子、金屬網(wǎng)絲冷拔輪胎用線材汽車輪胎用簾線焊條鋼焊條2022/12/205對棒線材質(zhì)量要求質(zhì)量要求：表面質(zhì)量綜合性能

建材：化學(xué)成分；焊接性；冷彎性；耐蝕性；物理性能穩(wěn)定均勻。

拔絲原料：直徑小，保證成分及物理性能均勻穩(wěn)定；表面氧化鐵皮、脫炭少，可去除；金相組織可索氏體化；尺寸精確，表面光潔。2022/12/206第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝1.棒線材生產(chǎn)特點棒、線材的斷面形狀簡單，用量巨大，適于進(jìn)行大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)。（國內(nèi)占總產(chǎn)量40％，世界最高）線材的斷面尺寸是熱軋材中最小的，所用的軋機是最小型的。軋件的總延伸非常大，需要的軋制道次很多。線材的特點是斷面小，長度大，尺寸精度和表面質(zhì)量要求高。但增大盤重、減少線徑與提高質(zhì)量、尺寸精度是矛盾的。

2022/12/207煉鋼連鑄清理加熱粗軋中軋飛剪控制冷卻冷床定尺檢查連鑄直軋控制冷卻吐絲機散圈控冷集卷檢查打包棒材預(yù)精軋精軋線材棒線材生產(chǎn)工藝流程2.棒線材生產(chǎn)工藝2022/12/208第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝2.1棒材生產(chǎn)工藝坯料：連鑄坯為主，少量初軋坯方坯：120－150mm檢查與清理加熱和軋制冷坯加熱（連鑄坯熱裝加熱）粗軋中軋精軋

2022/12/209第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝棒軋制的加熱溫度較低；步進(jìn)式加熱爐；棒材的合適軋制方式是連軋；軋機平立（VH布置）交替布置；棒材軋機一般超過18架；控制軋制。

2022/12/2010第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝?yán)鋮s和精整

棒材：精軋

飛剪

控制冷卻（余熱淬火）

冷床

定尺切斷

檢查（探傷）

包裝2022/12/2011鋼坯精整理合格冷連鑄坯冷床合格熱連鑄坯稱重、測長上料臺架緩沖臺架加熱連鑄機除磷粗軋飛剪切頭、尾一中軋飛剪切頭、尾二中軋中間水冷飛剪切頭、尾精軋外車間熱處理定徑測徑渦流探傷控制水冷飛剪分段冷床冷卻冷剪或冷鋸定尺檢查、分類計數(shù)打捆稱重、標(biāo)志收集精整棒材入庫棒材生產(chǎn)工藝流程2022/12/2012第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝2.2線材生產(chǎn)工藝坯料：連鑄坯為主，初軋坯方坯：120－150mm，坯料長Max:22M檢查與清理嚴(yán)格加熱和軋制冷坯加熱（連鑄坯熱裝加熱）粗軋中軋（線材預(yù)精軋）精軋2022/12/2013第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝線材軋制的加熱溫度較低；步進(jìn)式加熱爐；坯料兩端加熱溫度高于中間溫度；軋制速度快，小輥徑，高轉(zhuǎn)速；線材的合適軋制方式是連軋；機架多，分工細(xì)；軋機平立（VH布置）交替布置，線材軋機的機架數(shù)為21－28架；線材的孔型：箱-橢圓-圓2022/12/20142022/12/20152022/12/2016第二節(jié)生產(chǎn)特點及工藝?yán)鋮s和精整線材：精軋水冷吐絲機

散卷控制冷卻

集卷檢查

包裝

2022/12/2017上料臺架2＃飛剪切頭散卷冷卻鋼坯輥道稱重臺加熱爐加熱鋼坯出爐高壓水除鱗夾送鋼坯粗軋機軋制6HV1＃飛剪切頭中軋機組軋制6HV預(yù)精軋機組軋制6HV水箱冷卻3＃飛剪切頭精軋機組軋制10水箱冷卻減定徑機組軋制水箱冷卻線材測徑夾送吐絲集卷掛卷懸掛輸送檢查取樣壓緊打捆盤卷稱重掛標(biāo)簽卸卷吊運60wt/a高線生產(chǎn)工藝流程2022/12/2018第三節(jié)棒線材軋制的發(fā)展方向連鑄坯熱裝熱送或連鑄直接軋制；柔性軋制技術(shù)；高精度軋制；提高軋制速度；低溫軋制；無頭軋制；切分軋制。2022/12/2019連鑄坯熱裝熱送或直接軋制目前，高檔材也可以連鑄坯生產(chǎn)，但不能提供無缺陷坯料；發(fā)展連鑄無缺陷坯技術(shù)、坯料熱狀態(tài)表面缺陷和內(nèi)部質(zhì)量技術(shù)；連鑄坯以650－800℃熱裝熱送，提高加熱爐能力30%－45％，同時減少鋼坯的庫存量，減少設(shè)備和操作人員，縮短生產(chǎn)周期，加快資金周轉(zhuǎn)，有巨大的經(jīng)濟效益。2022/12/2020連鑄坯熱裝熱送或直接軋制直接軋制定義：連鑄坯不經(jīng)過再加熱而直接送至成品軋機軋制成材的一種方法；直接軋制可省掉鋼坯冷卻和清理倉庫存放及中間加熱工序；前提保證無缺陷鋼坯，在線檢查和在線清理；保證軋制溫度。2022/12/2021柔性軋制技術(shù)對于小批量、多品種的生產(chǎn)，改變規(guī)格和品種時，軋機停機時間增加。為了減少停機，采用無孔型軋制、共用孔型等迅速改變軋制規(guī)程，改變品種規(guī)格；長壽命、快速換輥等技術(shù)2022/12/2022提高軋制速度高速軋制盤重大、斷面小小輥徑、高軋速棒材軋機的終軋速度17-18m/s；線材軋機的終軋速度100-140m/s；2022/12/2023切分軋制定義：軋制過程中把一根軋件利用孔型的作用軋成兩個或兩個以上形狀相同的并聯(lián)軋件，再利用切分設(shè)備或軋輥環(huán)將并聯(lián)軋件沿縱向切分成兩個或兩個以上的單根軋件。將單條軋制變?yōu)槎鄺l軋制。切分方法：輪切法、輥切法、園盤剪法、火焰切分法切分軋制優(yōu)點：大幅度提高產(chǎn)量；擴大產(chǎn)品規(guī)格范圍；能耗、軋輥消耗減低。2022/12/2024低溫軋制好處：

軋制中溫降小，甚至升溫，可以低溫軋制；可以降低能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造經(jīng)濟效益。兩種規(guī)程：降低開軋溫度降低開軋溫度，同時降低終軋溫度至再結(jié)晶溫度以下。2022/12/2025低溫軋制技術(shù)冶金產(chǎn)品的成本，能源費用約占產(chǎn)品成本的30%。由連鑄到精軋成成品過程中，總能耗的65%～90%用于加熱爐的燃耗，用于軋制的能耗僅占10%～35%?？梢酝ㄟ^降低坯料的再加熱溫度來實現(xiàn)節(jié)能。低溫軋制就是通過降低坯料的再加熱溫度，節(jié)省加熱能耗，減少燒損來實現(xiàn)軋鋼節(jié)能的。低溫軋制工藝可以確保產(chǎn)品具有更高的機械性能，更好的表面質(zhì)量，更有利于冷加工，便于熱處理。2022/12/2026低溫軋制的研究現(xiàn)狀低溫軋制是軋鋼領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗的新工藝，國內(nèi)外很多廠家已將此技術(shù)應(yīng)用到了棒線材的生產(chǎn)上，取得了明顯的經(jīng)濟效益。瑞典的Fagersta公司將低溫軋制用于碳鋼棒線材的生產(chǎn)，在750℃時軋制比在1150℃時軋制節(jié)省能量約22.38kJ/t，在850～950℃低溫軋制合金鋼，可節(jié)省能量10.45~15.49kJ/t，且無咬入及生產(chǎn)表面缺陷問題。我國馬鋼、昆鋼高線軋機和唐鋼連續(xù)棒材軋機對部分產(chǎn)品也采用了低溫軋制。2022/12/2027低溫軋制技術(shù)節(jié)能效果瑞典公司用φ70mm中碳鋼坯經(jīng)14道軋成10.5mm方鋼時,750℃加熱軋制比1150℃加熱軋制節(jié)約能量約182KW·h/t。表1常規(guī)軋制與低溫軋制的能耗KW·h/t2022/12/2028低溫軋制技術(shù)原理

低溫軋制，在軋出成品前最后幾道次的形變發(fā)生在正火軋制工藝或熱機精軋工藝對應(yīng)的溫度范圍內(nèi)。

低溫精軋工藝的溫度范圍研究表明，在棒線材的軋制中，2道次低溫軋制的面縮率應(yīng)控制在24%～31%，4道次低溫軋制的面縮率應(yīng)控制在46%～57%。在更多道次中采用大變形量的低溫軋制，會導(dǎo)致晶粒尺寸的不均勻。

2022/12/2029低溫軋制的優(yōu)缺點減少加熱能耗；減少氧化燒損；提高軋鋼加熱爐的加熱產(chǎn)量；延長加熱爐的壽命；減少軋輥的熱應(yīng)力疲勞裂紋以及氧化皮引起的磨損；降低脫碳層深度；提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量；細(xì)化晶粒；改善產(chǎn)品性能。缺點：加大了軋材的變形抗力,從而加大了軋制力和軋制功率；降低了軋制時軋材的塑性,從而影響軋材的咬入。2022/12/2030低溫軋制的溫度控制

常規(guī)軋制與低溫軋制時各機架的溫度變化低溫軋制不僅可降低加熱溫度，而且可將終軋溫度降低至奧氏體再結(jié)晶溫度以下，除節(jié)能外還可明顯提高產(chǎn)品的性能。低溫軋制的最佳加熱溫度與軋材的品種、外形、產(chǎn)品性能、軋機及軋輥情況等因素有關(guān)。一般其終軋溫度控制在Ar3以上，以防止軋機過載、避免出現(xiàn)軋制裂紋等缺陷、保證產(chǎn)品的力學(xué)性能。2022/12/2031低溫軋制的溫度控制ESC軋機1080℃加熱與普通軋機1150℃加熱軋制時軋件溫度比較普通軋機1150℃加熱軋制和意大利達(dá)涅利公司ESC軋機1080℃加熱軋制的各機架溫度變化。8架以后軋件的溫度是升高的，且終軋溫度與開軋溫度基本無關(guān)，不同開軋溫度軋件的終軋溫度趨于一致。2022/12/2032無頭軋制提高軋機產(chǎn)量和金屬收得率：提高轉(zhuǎn)速、多線切分等技術(shù)；增大軋件重量；采用更大斷面尺寸的坯料；采用更長的坯料。無頭軋制優(yōu)點：減少切損；100％定尺；生產(chǎn)率高；對導(dǎo)衛(wèi)和孔型無沖擊，不纏輥；尺寸精度高。2022/12/2033棒線材生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)通過微合金化強化或工藝強化機理,提高棒線材強度或塑性,如碳納米管技術(shù)、超細(xì)晶鋼生產(chǎn)技術(shù)、超快冷工藝、線材在線鹽浴處理工藝等；通過流程簡化和局部工藝優(yōu)化,提高生產(chǎn)節(jié)奏,降低生產(chǎn)成本,如連鑄連軋工藝、熱裝熱送工藝、無頭軋制技術(shù)和超短流程工藝等。2022/12/2034碳納米管技術(shù)納米材料由納米粒子組成,尺寸為1nm～100nm。由于尺寸小、比表面大和量子尺寸效應(yīng)等原因,它具有不同于常規(guī)固體的新特性。1991年,碳纖維納米管由日本飯島教授通過高分辨率電鏡發(fā)現(xiàn),為黑色粉末狀,由類似石墨的碳原子六邊形網(wǎng)格所組成的管狀物,一般為多層,直徑為幾納米至幾十納米,長度可達(dá)數(shù)微米甚至數(shù)毫米。其尺寸只有頭發(fā)絲的十萬分之一,但強度是鋼的100倍，而且質(zhì)量密度只有鋼的七分之一。像金剛石那樣硬,卻有柔韌性,6000℃左右的熔點是已知材料中最高的。2022/12/2035碳納米管技術(shù)

如果用碳纖維納米管做繩索,是唯一可以從月球掛到地球表面,而不被自身重量所拉斷的繩索。碳纖維納米管成為納米技術(shù)研究的熱點。納米材料的制備:物理法:真空冷凝法、物理粉碎法、機械球磨法；化學(xué)法:化學(xué)沉淀法、化學(xué)還原法、溶膠-凝膠法、水熱法、溶劑熱合成法、微乳液法、高溫燃燒合成法、模板合成法、電解法。2022/12/2036碳納米管技術(shù)在煉鋼的出鋼過程或精煉過程,加入壓制后附有一定鈍化層的碳納米管。經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?碳納米管均勻分布在鋼基中,既起到彌散強化的作用,還可在軋制過程中阻止奧氏體晶粒長大,進(jìn)而達(dá)到細(xì)晶強化的目的?，F(xiàn)取得良好的應(yīng)用效果,添加微量碳納米管后制成的線材強度平均提高30～50MPa。影響碳納米管廣泛應(yīng)用的最大制約因素在于其制造成本高,但隨著其制造技術(shù)的提高,可預(yù)見添加納米碳纖維管提高鋼的強度在未來必定會普遍應(yīng)用。2022/12/2037超細(xì)晶鋼生產(chǎn)技術(shù)目前低碳鋼,晶粒度一般為8～9級,即晶粒尺寸相當(dāng)于14～20μm。若把普碳鋼晶粒細(xì)化到小于5μm,其強度就可以由200MPa提高到400MPa以上。對低合金鋼晶粒細(xì)化至2μm左右,強度可提高到800MPa以上。超細(xì)晶核心技術(shù)：利用大變形量細(xì)化加熱后的粗大奧氏體晶粒；防止大變形量后晶粒再長大,軋制過程中通過快速穿水冷卻,防止軋制升溫引起奧氏體晶粒的回復(fù)長大；控制冷卻速度和終軋溫度,以得到優(yōu)良的組織和性能。2022/12/2038網(wǎng)狀組織：主要是在晶界上，沿晶界分布，由于這種碳化物的存在，大大降低了晶格之間的延續(xù)性，降低了產(chǎn)品的性能，使產(chǎn)品耐沖擊韌性下降脆性增加，容易使工件在使用中疲勞失效?？刂凭W(wǎng)狀碳化物析出常規(guī)的一種作法是:采用低溫控軋控冷工藝。在生產(chǎn)中采用的方法是低溫軋制實際效果并不好：1）軋制不方便，2）質(zhì)量不穩(wěn)定控制網(wǎng)狀碳化物析出2022/12/2039控制網(wǎng)碳析出的超快冷工藝軋后超快冷,可快速通過網(wǎng)狀碳化物或網(wǎng)狀鐵素體析出溫度區(qū)間(700～900℃),有效減少二次碳化物在奧氏體晶界呈網(wǎng)狀析出，避免生成網(wǎng)狀組織,顯著提高冷拔深加工性能。例如軸承鋼GCr15網(wǎng)狀碳化物大量析出時的溫度范圍為700～850℃,軋后實行超快冷卻,可以使材料迅速通過網(wǎng)狀碳化物析出溫度區(qū)間,盡量減少在此區(qū)間的停留時間,從而避免碳化物呈網(wǎng)狀析出,只得到分散細(xì)小的碳化物。軋后快速冷卻,過冷度增大,還有減小珠光體球團(tuán)直徑和細(xì)化珠光體片層間距作用。2022/12/2040超快冷工藝采用普通碳錳鋼,通過控冷可軋出F+P、B+M、B、M+F、M等不同組織和性能的復(fù)相材料,材料的屈服強度可以在463～933MPa變化,抗拉強度可以在570～1136MPa變化,總伸長率可以在7%～22%變化,屈強比可以在0.571～0.927變化。利用超快速冷卻技術(shù),進(jìn)行TMCP和冷卻路徑控制,可明顯提高線材強度,提高鋼材產(chǎn)品利用率，有十分廣闊的應(yīng)用前景。利用了線材軋機連續(xù)大變形的特點,通過軋后的快速冷卻過程抑制線材的再結(jié)晶,最后通過相變過程的控制實現(xiàn)線材的細(xì)晶化。2022/12/2041鹽浴控冷工藝

線材的在線熔融鹽浴直接韌化處理(簡稱DLP)是新日鐵最先開發(fā)的工藝,應(yīng)用品種主要是橋梁纜索用線材、高級彈簧鋼線材、特殊用途鋼絲繩用線材等高檔線材。盤條在進(jìn)入鹽浴前的保溫溫度是800～850℃,鹽浴溫度是500～600℃,鹽浴中的浸漬時間約為60s。鹽浴的成分為NaNO3和KNO3,采用電加熱方式熔融混合鹽,通過模擬鉛浴淬火等溫轉(zhuǎn)變過程使線材索氏體比例最大化(一般可達(dá)95%～98%,而斯太爾摩控冷后一般80%～90%)。在性能波動性方面,DLP盤條也與鉛淬火盤條接近而明顯優(yōu)于斯太爾摩控冷盤條。2022/12/2042不同處理工藝的冷卻過程DP—Stelmor冷卻DLP—熔鹽處理LP—鉛浴處理2022/12/2043調(diào)整冷卻案例－DLP鹽浴處理離心分離機第一鹽浴池第二鹽浴池噴水清洗卷取離心分離機風(fēng)扇吐絲機融鹽冷卻器第一鹽浴池第二鹽浴池第一鹽浴池卷取第二鹽浴池第一鹽浴池將鹽加熱、融化（約550℃），線材在其中通過，控制強度，如果在線材生產(chǎn)中使用，用戶可以省略一個工序。減量化的生產(chǎn)方法。將高溫奧氏體在導(dǎo)熱性良好的恒溫金屬液體中進(jìn)行快速冷卻，得到鐵素體－滲碳體片層間距細(xì)小、均勻的珠光體組織。片層間隔越小，強度越高。如果冷卻不當(dāng)，片層間距不均勻，則線材加工性降低，強度也降低。2022/12/2044鹽浴后鋼絲的組織鐵素體、滲碳體的晶體方向隨機、不規(guī)則2022/12/2045珠光體的片層間距珠光體的片層間距鐵素體相（軟質(zhì)）滲碳體相（硬質(zhì)）線材強度是由珠光體片層間距決定的。為了提高線材的強度，需要均勻、微細(xì)的片層間距2022/12/2046短流程和超短流程工藝條材短流程工藝與薄板坯連鑄連軋工藝大致類似,并在連鑄的凝固末端增加輕壓下或重壓下設(shè)備,通過向后擠壓易偏析元素經(jīng)常聚集的液芯,并切除每澆次的尾坯,明顯改善方坯中心偏析及中心疏松。連鑄連軋短流程工藝生產(chǎn)成本低于傳統(tǒng)工藝,效益優(yōu)勢明顯,且生產(chǎn)的線材質(zhì)量更穩(wěn)定。條材超短流程工藝采用液芯軋制核心技術(shù),在鑄坯還有液芯的狀態(tài)下就進(jìn)行近終形軋制,再通過精軋、控冷生產(chǎn)條材產(chǎn)品,工藝流程極大簡化,生產(chǎn)節(jié)奏成倍提高。國外已利用該工藝直接生產(chǎn)緊固件等終端產(chǎn)品。2022/12/2047第四節(jié)棒線材軋機的布置型式棒線材軋機的發(fā)展過程

橫列式軋機2022/12/2048第四節(jié)棒線材軋機的布置型式

半連續(xù)式軋機2022/12/2049第四節(jié)棒線材軋機的布置型式

半連續(xù)式軋機復(fù)二重式線材軋機2022/12/2050第四節(jié)棒線材軋機的布置型式

傳統(tǒng)連續(xù)式軋機2022/12/2051傳統(tǒng)連續(xù)式軋機45o無扭轉(zhuǎn)式精軋機組的連續(xù)式線材軋機示例圖

2022/12/2052第四節(jié)棒線材軋機的布置型式

Y型三輥式線材精軋機組2022/12/2053第四節(jié)棒線材軋機的布置型式現(xiàn)代化棒線材軋機

現(xiàn)代化棒材軋機型、棒材一體化節(jié)能軋機現(xiàn)代化線材軋機：摩根型軋機（2/3)、德馬克型、阿希洛型軋機、Y型軋機以及泊米尼型等。此外，還有克虜伯型、摩格斯哈瑪型、達(dá)涅利型和臺爾曼型等機組。2022/12/2054現(xiàn)代化線材軋機－摩根軋機發(fā)展2022/12/2055第五節(jié)棒線材的控制冷卻和余熱淬火螺紋鋼筋軋后余熱淬火處理

在鋼筋(棒材)終軋后的組織仍處于奧氏體狀態(tài)時，利用其本身的余熱在軋鋼作業(yè)線上直接進(jìn)行熱處理，將熱軋變形與熱處理有機結(jié)合在一起，通過對工藝參數(shù)的控制，有效地挖掘出鋼材性能的潛力，獲得熱強化的效果。

2022/12/2056第五節(jié)棒線材的控制冷卻和余熱淬火基本原理

在鋼筋(棒材)終軋后的組織仍處于奧氏體狀態(tài)時，利用其本身的余熱在軋鋼作業(yè)線上直接進(jìn)行熱處理，首先進(jìn)入高效冷卻裝置快冷使表面生成一定量的馬氏體（<33％），然后利用心部余熱和相變潛熱使軋材表面形成的馬氏體進(jìn)行自回火，將熱軋變形與熱處理有機結(jié)合在一起，通過對工藝參數(shù)的控制，有效地挖掘出鋼材性能的潛力，獲得熱強化的效果。

2022/12/2057第五節(jié)棒線材的控制冷卻和余熱淬火可以在軋制作業(yè)線上，通過控制冷卻工藝，強化鋼筋，代替重新加熱進(jìn)行淬火、回火的調(diào)質(zhì)鋼筋。選用碳素鋼和低合金鋼，采用軋后控制冷卻工藝，可生產(chǎn)不同強度等級的鋼。設(shè)備簡單，不用改動軋制設(shè)備，只需在精軋機后安裝一套水冷設(shè)備。在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)終軋后快冷的余熱強化鋼筋在使用性能上存在一個缺點，即應(yīng)力腐蝕開裂傾向較大。

2022/12/2058第五節(jié)棒線材的控制冷卻和余熱淬火余熱淬火的工藝過程

鋼筋的余熱淬火工藝是首先在表面生成一定量的馬氏體(要求不大于總面積的33%，一般控制在10--20%之間)，然后利用芯部余熱和相變熱使軋材表面形成的馬氏體進(jìn)行自回火。根據(jù)冷卻的速度和斷面組織的轉(zhuǎn)變過程，可以分為三個階段：

2022/12/2059余熱淬火的工藝過程第一階段為表面淬火階段（急冷段），鋼筋離開精軋機在終軋溫度下，盡快地進(jìn)入高效冷卻裝置，進(jìn)行快速冷卻。芯部溫度很高，仍處于奧氏體狀態(tài)。表層則為馬氏體和殘余奧氏體組織。第二階段為空冷自回火階段，鋼筋通過快速冷卻裝置后，在空氣中冷卻。此時鋼筋截面上的溫度梯度很大，芯部熱量向外層擴散，傳至表面的淬火層，使已形成的馬氏體進(jìn)行自回火，可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或回火索氏體，表層的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，同時鄰近表層的奧氏體根據(jù)鋼的成分和冷卻條件不同而轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w、屈氏體或索氏體組織，而芯部仍處在奧氏體狀態(tài)。第三階段為芯部組織轉(zhuǎn)變階段，芯部奧氏體發(fā)生近似等溫轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物根據(jù)冷卻條件可分為鐵素體和珠光體或鐵素體、索氏體和貝氏體。

2022/12/2060線材控制冷卻線材控制冷卻的優(yōu)點：提高了線材的綜合機械性能，并大大改善了其在長度方向上的均勻性；改善了金相組織，使晶粒細(xì)化；減少氧化損失，縮短酸洗時間；降低線材軋后溫度，改善勞動條件；提高了產(chǎn)品質(zhì)量，有利于線材二次加工。2022/12/2061線材控制冷卻兩個類型珠光體型控制冷卻在冷卻過程中使鋼材獲得索氏體組織馬氏體型控制冷卻通過軋后淬火回火處理，得到中心索氏體，表面是回火馬氏體的組織2022/12/2062珠光體型控制冷卻原理

為了獲得有利于拉拔的索氏體組織，線材軋后應(yīng)由奧氏體化溫度急冷至索氏體相變溫度下進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變，其組織可得到索氏體組織。2022/12/20632022/12/2064馬氏體型控制冷卻原理線材軋后以很短的時間進(jìn)行強烈冷卻，使線材表面溫度急劇降至馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度以下，使鋼的表面層產(chǎn)生馬氏體，在線材出冷卻段以后，利用中心部分殘留的熱量以及由相變釋放出來的熱量使線材表面層的溫度上升，達(dá)到一個平衡溫度，使表面馬氏體回火。最終得到中心為索氏體，表面為回火馬氏體的組織。

2022/12/2065

穿水冷卻線材斷面溫度的變化簡圖

2022/12/2066線材控制冷卻方法

軋后穿水冷卻方法斯太爾摩法施勞曼法

2022/12/2067軋后穿水冷卻

線材軋后的溫度常高達(dá)1000—1100℃，使線材在高溫下迅速穿水冷卻，具有細(xì)化鋼材晶粒，減少氧化鐵皮并改變鐵皮結(jié)構(gòu)使之易與清除，改善拉拔性能等優(yōu)點。線材穿水冷卻的效果主要取決于冷卻的形式、冷卻介質(zhì)、以及冷卻系統(tǒng)和控制等等。

2022/12/2068斯太爾摩法

線材出成品軋機通過水冷套管快速冷卻至接近相變溫度，然后經(jīng)導(dǎo)向裝置引入線圈形成器（吐絲機），線材在成圈的同時陸續(xù)落在連續(xù)移動的鏈?zhǔn)竭\輸機上，使每圈相隔一定距離而成散圈。視鋼種不同，在運輸過程中可用鼓風(fēng)機強制冷卻，或自然空冷，或加罩緩冷，以控制線材組織性能。為了上述目的，運輸機速度可調(diào)。當(dāng)線圈冷卻至相變完成溫度（約550—4500℃）后，通過集卷器收集并打捆。

2022/12/2069斯太爾摩法

2022/12/2070施勞曼法

與斯太爾摩法不同，它強調(diào)在水冷帶上控制冷卻，而在運輸機上自然空冷。其作用是線材出精軋機后經(jīng)環(huán)型噴嘴冷卻器冷至620—650℃。然后，經(jīng)臥式吐絲機成圈并先垂直后水平放倒在運輸鏈上，通過自由的空氣對流冷卻，而不附加鼓風(fēng)，冷卻速度為2—90℃/s。

2022/12/2071施勞曼冷卻線的5種形式

2022/12/2072新一代TMCP控制思想常規(guī)軋制+UFC+接近相變溫度時停止冷卻+冷卻路徑控制盡可能少添加或不添加微合金成分節(jié)約資源關(guān)鍵設(shè)備--UFC:UltraFastCoolingTime傳統(tǒng)TMCP:

低溫大壓下NG-TMCP常規(guī)軋制溫度UFC動態(tài)相變溫度冷卻路徑控制Temp