[发明专利]一种提高高碳钢盘条氧化铁皮机械剥离性能的方法

说明书

本发明的一种提高高碳钢盘条氧化铁皮机械剥离性能的方法，属于冶金技术领域。该方法将连铸坯料放置于加热炉中加热至1040～1120℃，控制坯料在炉时间为60～180min；对出加热炉后的连铸坯料进行高压水除鳞，并经轧制得到中间坯料；将中间坯料进行吐丝工序后，经冷却工序，得到盘条成品。本发明通过优化加热、轧制、吐丝、冷却过程的相关工艺参数，调节氧化铁皮厚度、Fe₃O₄组成比例及索氏体含量，并控制氧化铁皮厚度为8～14μm、Fe₃O₄组成比例为10～40％，基体索氏体含量达到85％以上，在确保力学性能的前提下，提高氧化铁皮的机械剥离性能，使客户在机械除鳞时盘条表面氧化铁皮以大片状和长条状剥落且表面无氧化铁皮残留。

技术领域：

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种提高高碳钢盘条氧化铁皮机械剥离性能的方法。

背景技术：

高碳钢盘条广泛应用于汽车、铁路、建筑、通讯等行业，是钢铁行业的重要组成部分。高碳钢盘条一般需经过多道次拉拔工艺，使成品钢丝的力学性能得到大幅度提升。盘条在冷拉拔前需去除表面氧化铁皮，若去除不净会导致用于拉丝的模具快速磨损及造成盘条损伤。以前常采用酸洗法去除表面氧化铁皮，但酸洗法易造成氢脆、欠酸洗及过酸洗等质量问题，此外酸洗法产生的废水、废气、废渣，易对环境造成污染，违背了国家大力提倡产业绿色升值结构、减少酸耗的原则，所以原始传统的酸洗除鳞工艺在的盘条生产过程中会逐渐被取代，进而转变为绿色环保的机械除鳞新工艺，因此机械剥离法应运而生。

热轧盘条表面氧化层是由最外侧Fe₂O₃、中间层侧Fe₃O₄及靠近基体侧FeO所组成，其中后两者占97％以上。FeO层疏松多孔，破坏应力约为0.4MPa；Fe₃O₄层结构致密，破坏应力约为40MPa。氧化铁皮中Fe₃O₄含量较高有利于提高氧化层的强度，当承受相同破坏强度时，FeO层易先萌生裂纹进而导致破碎，而Fe₃O₄层强度高，能承受相同破坏强度而不断裂，氧化铁皮往往呈块状剥离基体。盘条氧化铁皮的剥离性能往往是氧化铁皮组织和厚度两者共同作用的结果。氧化铁皮层越厚，氧化层强度越高，在剥离时裂纹易在结合面处产生。较厚的氧化层本身能承受更大的剪切应力不断裂，往往以大片状形式脱落，但较厚的氧化铁皮影响用户的成材率。较薄的氧化铁皮层更易产生密集的裂纹而断裂，往往以细丝或粉末状脱落。因此，通过调节加热、轧制、吐丝和冷却过程中的相关工艺参数来控制氧化铁皮厚度、相组成比例及索氏体含量，从而保证力学性能的前提下使氧化铁皮以大片状和长条状形式剥落。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种提高高碳钢盘条氧化铁皮机械剥离性能的方法，该方法通过优化加热、轧制、吐丝和后续冷却过程中工艺参数，来控制氧化铁皮厚度、相组成比例及索氏体含量，保证力学性能前提下提高盘条氧化铁皮的机械剥离性能。此方法不会增加生产成本也不会改变工艺流程。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高高碳钢盘条氧化铁皮机械剥离性能的方法，包括以下步骤：

(1)将高碳钢连铸坯料放置于加热炉中加热至1040～1120℃，控制坯料在炉时间为60～180min，炉内气体压力为5～50Pa；

(2)对出加热炉后的连铸坯料进行高压水除鳞，再进行粗轧和精轧，得到中间坯料；

(3)将中间坯料进行吐丝工序后，经冷却传送辊道进行冷却工序，第一阶段冷却速率为8.8～9.5℃/s，冷却至550～630℃，第二阶段冷却速率为2～2.5℃/s，冷却至490～530℃，得到高碳钢盘条成品，其中冷却辊道速度为0.60～0.92m/s。