鋼絲的力學(xué)性能缺陷可通過控制冷卻來消除或改善。為了研究盤條的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能對成品鋼絲的影響,加拿大科技工作者對盤條的冷卻過程的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來提高鋼絲性能,這些工藝參數(shù)包括∶
足夠大的冷卻能力;
能夠保持盤條軋制過程中的高溫;
長的冷卻距離和靈活的傳送帶速度。
斯太爾摩生產(chǎn)線上影響盤條冷卻主要有4個因素∶
吐絲溫度;
冷卻效率;
風(fēng)機(jī)功率;
覆蓋層。
吐絲溫度既影響氧化鐵皮成分,又影響其厚度。在攝氏650度左右時,開始形成FeO和Fe3O4。FeO約占65%,F(xiàn)e3O4約占35%;在攝氏800~900度時,F(xiàn)eO約占95%,F(xiàn)e3O4約占5%。攝氏900度以后隨著溫度的升高,F(xiàn)eO含量逐漸降低,F(xiàn)e3O4含量逐漸增加。攝氏920度左右時,開始形成Fe2O3,隨著溫度的升高,F(xiàn)e2O3含量逐漸增加。
傳送帶速度決定了線圈的間距,速度快,間距大,冷卻快,抗拉強(qiáng)度較高。冷卻效率、風(fēng)機(jī)功率、傳送帶上覆蓋層對盤條的冷卻也有重要影響。
通過4個因素的不同組合可以得到快速冷卻和慢速冷卻兩種方案??焖倮鋮s通過打開所有的風(fēng)機(jī),傳送帶速度快和打開覆蓋層來實現(xiàn);慢速冷卻通過停止風(fēng)機(jī)、傳送速度慢和關(guān)閉覆蓋層來實現(xiàn)。
隨著電弧爐的引進(jìn),殘余元素(Cu、Ni、Cr、Mo)的增加對生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品影響顯著,尤其對于低碳鋼來說,較高的殘余元素含量使鋼的固溶強(qiáng)化增加顯著。
為了證實緩慢冷卻能夠降低最終產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度,對不同殘余元素含量的低碳鋼進(jìn)行不同冷卻處理后,拉拔至相同規(guī)格,則正常冷速的盤條拉拔后強(qiáng)度增加了9Ksi(1Ksi=6.89牛/每平方毫米)。
采用不同的冷速獲得的熱軋盤條,拉拔至相同直徑的鋼絲并經(jīng)過球化退火后,緩冷盤條比快冷盤條獲得的抗拉強(qiáng)度低5%。
對要求低抗拉強(qiáng)度和良好除銹性能的鋼絲來說,中速的冷卻可以獲得較好的兩種性能的組合。中速的冷卻比快速冷卻得到的抗拉強(qiáng)度低7%。
快速冷卻的場合應(yīng)用在要求更均勻的抗拉強(qiáng)度上,對中碳鋼應(yīng)用快速冷卻也可能獲得鉛淬火盤條相似的抗拉強(qiáng)度。測量一圈中碳鋼盤條的抗拉強(qiáng)度波動,結(jié)果顯示,緩冷波動為5.4%;快冷波動為1.3%;鉛淬火處理波動為1.9%。(火文)