[发明专利]一种线材制造方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种线材及其制造方法，属于钢铁冶金和轧钢领域。

背景技术

橡胶骨架类线材是高碳线材制品中质量要求最高的品种，其加工工艺繁杂。以钢帘线为例，传统的生产工艺如下：Φ5.5mm盘条→第一道拉拔至Φ3.0～3.5mm→980～1050℃奥氏体化→570～590℃索氏体化→第二道拉拔至Φ0.8～1.6mm→980～1050℃奥氏体化→570～590℃索氏体化→电镀→480℃扩散退火→第三道拉拔至Φ0.15～0.38mm→合股，减面率可达99.9％，伸长率可达1300多倍。用直拉材生产钢帘线时，Φ5.5mm盘条直接拉拔到Φ0.9～2.0mm，然后经过一次热处理，消除加工硬化，恢复盘条的塑性，接着进行第2道次拉拔到Φ0.15～0.38mm，就可以合股。直拉材省略了中拉热处理，简省工序，降低了人力、机械、设备等的消耗，节省了生产成本，更加节能环保，是钢帘线、胎圈钢丝、胶管钢丝等橡胶骨架类材料加工技术的一个重要发展趋势。

由于直拉材单道次拉拔变形量比普通线材大，对线材要求更高，以72级别直拉材为例，盘条强度不宜超过960Mpa，面缩率不宜低于30％。若强度大于960MPa，加上拉拔后造成的加工硬化，使线材的强度和硬度增加，增加模具损耗和生产成本。面缩率反映盘条的塑性和组织均匀性，塑性太差，易造成拉拔断丝。强度和面缩率等力学性能是由组织决定的。在实际生产过程中，冷却工艺决定产品的组织和性能。传统高碳钢线材生产采用强冷工艺，通常72级别线材产品的抗拉强度高达1050～1100MPa，无法采用直拉工艺生产高碳钢细丝；而且残余应力较大，生产前需要较长的时效期；此外，强冷容易造成中心偏析处形成马氏体，引起拉拔断丝。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足提出一种高碳钢细丝用直拉线材及其制造方法，采用该直拉线材盘条加工橡胶骨架类材料，可省略中拉热处理，起到节约能源、减少污染、降低使用成本的效果。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高碳钢细丝用直拉线材的制造方法，包括依次进行的电炉冶炼、炉外精炼、小方坯连铸、高线控轧以及斯太尔摩线控冷工序，在该等工序中：

(1)电炉铁水装入量≥60wt％，其余为线材或板材切废钢；

(2)铁水采用镁粉脱硫，脱硫后Ti≤0.05wt％，S≤0.003wt％，温度高于1300℃，脱硫后铁水包的扒渣率大于95wt％；

(3)出钢温度1605～1635℃，出钢时用硅铁脱氧，出钢过程进行合金化；

(4)精炼时间≥35分钟，精炼采用合成渣，控制碱度0.90～1.10，在该碱度范围内保持时间≥25分钟；软搅拌时间≥18分钟，压力以渣面出现微动为准；

(5)连铸采用10～30℃过热度，拉坯速度为2.0～2.5m/min，二冷区前三段配水量分别为60～80L/min、100～120L/min、40～60L/min，铸坯断面尺寸为140mm×140mm～160mm×160mm；

(6)轧制后在斯太尔摩线上控制冷却，吐丝温度820～860℃，辊道速度1.0～1.4m/s，并完全开启第一号、第二号、第七号风机，风机风量大于15.7万m3/h，使冷却速度控制在10～21℃/s。

进一步的，在斯太尔摩线控冷工序中，相变前冷却速度＞17℃/s，相变时温度控制在600～680℃，且线圈搭接点与其它位置温差≤50℃。

以下具体说明：

在电炉冶炼、炉外精炼和小方坯连铸工序中：

(1)电炉铁水装入量≥60wt％，其余为优质废钢。铁水装入比例高，选用优质废钢，从源头上控制了杂质元素S、P、Cu、Ni等含量；同时，铁水含量高，废钢含量少，可以减少电极使用，降低成品氮含量。

(2)铁水采用镁粉脱硫，脱硫后Ti≤0.05wt％，S≤0.003wt％，温度高于1300℃，脱硫后铁水包的扒渣率大于95wt％。铁水脱硫，保证了最终成品S含量低于0.01wt％；脱硫后扒渣，有效防止渣中S回到钢中，保证脱硫效果。

(3)电炉冶炼，出钢温度1605～1635℃，避免出钢下渣，出钢时用硅铁脱氧，出钢过程进行合金化，合金加入顺序为硅铁→低碳锰铁→专用合成渣→石灰→低氮增碳剂。使用硅铁脱氧能有效减少Al2O3含量，防止了镁铝尖晶石类不变形夹杂物产生；出钢过程加料利于扩散脱氧与合金均匀化。