韶钢高线Q195LB生产工艺优化实践

摘要：本文通过对韶钢高线Q195LB拉丝材生产工艺的分析，优化了轧制温度、吐丝温度以及风冷速度，提高了Q195LB力学性能命中率，满足了用户的需求。

关键词：Q195LB 拉丝材 命中率 生产工艺 优化

中图分类号：TG162 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0067-02

拉丝用Q195线材要求抗拉强度低、伸长率高，广泛应用于建筑、结构、摩托车车架等，又经拉拔加工成镀锌铁丝、过滤网丝和铁钉等产品，市场需求量大，具有良好的经济效益。

高线厂二线于2008年3月建成投产，先后成功开发了Q195LB、30MnSi、60、65、SWRCH08A等品种钢。但在Q195LB线材生产过程中，经常出现抗拉强度偏高的现象甚至超出国标，难以满足用户要求，为满足客户要求实现经济效益，我们对现场工艺进行了分析，优化了部分工艺参数，最终获得良好的力学性能，提高了Q195LB生产命中率。

1 工艺流程

1.1 生产工艺流程

韶钢生产Q195LB线材的工艺流程为：120t转炉提供的连铸坯吊车上料辊道运输测长（不合格坯剔除）步进式加热炉加热高压水除鳞粗轧机组飞剪切头（事故碎断）中轧机组飞剪切头（事故碎断）预精轧机组轧制1#中间水冷段水冷飞剪切头（事故碎断）精轧机组轧制3#～5#水冷段控制水冷测径仪夹送吐丝机布线圈散卷运送控制风冷集卷积放悬挂式冷却运输线压紧打捆称重挂标牌卸卷入库。

1.2 原生产执行标准及工艺要求

Q195LB拉丝材生产执行标准见表1（公司企业标准Q/SG 1-2010和厂管理办法）和表2。

考虑开轧温度、吐丝温度、冷却速度对盘条性能的影响，制定工艺参数如下。

开轧温度1070～1120℃，吐丝温度950～970℃，轧制速度95m/s，3#、4#、5#水箱开，风机全部关闭，除2#保温罩外其余全关，辊道速度0.36m/s[1]。

1.3 存在的问题

高线厂二线生产的Q195LB拉丝材的抗拉强度值偏高，有的大于国家标准要求的390MPa，按375MPa的内控标准要求，二线2009年的命中率仅为83%，而2010年的1、2月仅为70%，2009年7月到2010年2月综合为85.9%，给用户的二次加工带来了很大的损耗，同时Q195LB拉丝材尺寸精度低，不利于Q195LB拉丝材的市场竞争。

2 生产工艺优化

2.1 提高钢材组织中铁素体含量

Q195LB拉丝材生产中冷却制度对成品的性能有决定性影响，通过优化控冷工艺，可以获得理想的组织性能。影响Q195LB线材性能的原因有两个，即铁素体晶粒大小和铁素体中的碳饱和程度。铁素体的形成是形核长大的过程，形核主要是在奥氏体晶界上，因此奥氏体晶粒大小直接影响铁素体晶粒大小。为了得到较大的铁素体晶粒，就需要有较高的吐丝温度以及缓慢的冷却速度，先得到较大的奥氏体晶粒，同时要求钢中杂质含量少。铁素体中过饱和的碳，以两种形式存在：一种是固溶在铁素体中起到固溶强化的作用；另一种是从铁素体中析出起沉淀强化作用，两者都对钢有强化作用，但对于低碳钢来说，沉淀强化对硬化影响较少，因此必须通过缓慢冷却过程使溶于铁素体中的过饱和的碳沉淀出来[2]。

过高的冷却速度使奥氏体向铁素体转变时间缩短，导致组织中珠光体比例高，线材强度升高，延伸率低。因此适当控制冷却速度，使盘条在保温罩中产生较多数量的铁素体组织，使奥氏体组织发生较充分的相变，通过控冷措施使Q19SLB盘条获得较为理想的铁素体组织，主要的措施是适当提高吐丝温度，降低绶冷速度[3]。

（1）将Q195LB拉丝材的开轧温度1070～1120℃调整为1000～1050℃，降低开轧温度。

（2）轧制Q195LB拉丝材时，将轧线3#、4#、5#水箱全开，改为只开3#、5#水箱，关闭4#水箱冷却水，提高进入吐丝机的轧件温度。

（3）提高吐丝温度，将Q195LB线材的吐丝温度由950～970℃提高到970～980℃。

（4）关闭2#保温罩，降低辊道速度，将风冷辊道头段的速度由0.36m/s下调至0.25m/s，延长Q195LB拉丝材在保温罩内停留的时间，促使铁素体晶粒的长大，降低Q195LB拉丝材抗拉强度。

2.2 提高成品外形尺寸精度

实行负公差轧制，按负公差控制成品尺寸，提高产品尺寸精度，技改前后成品公差控制见表3。

3 效果

3.1 金相组织

经过以上生产工艺优化后，提高了钢材组织中铁素体的含量，有效降低了Q195 LB拉丝材的抗拉强度。优化后Q195LB拉丝材的抗拉强度均小于390MPa，优化前后的Q195LB拉丝材金相组织图见图1。

两图对比，优化后钢材组织中铁素体晶粒尺寸增大明显，有效实现了促使铁素体晶粒长大的目的。

经过生产工艺优化后，钢材中铁素体含量得到提高，由光学图像分析仪的分析软件得到，优化前后，钢中的铁素体含量由优化前的70%～75%大幅提升至93%～96%，有效实现了改善金相组织构成、软化产品的目的。

3.2 力学性能

经过工艺优化后，钢材抗拉强度明显降低，见图2，平均抗拉强度由368MPa降低为353MPa。

3.3 优化前后Q195LB拉丝材的生产过程能力对比

对Q195LB拉丝材的生产工艺进行优化后，整个生产工序的过程能力得到较大的提高，过程能力由优化前CPk=0.886提高到CPk2.319，具体情况如图3所示。

工艺优化实施后，按375MPa的内控标准要求，2010年5月至2011年4月Q195LB拉丝材的抗拉强度命中率对比技改前提高14.66%，达到97.81%（轧制4562个轧制批号），Q195LB拉丝材年生产量由12万吨提高到20万吨，增加了67%，提高了韶钢Q195LB拉丝材的市场竞争力，已将Q195LB拉丝材打造成韶钢高线拳头产品。

4 结论

（1）Q195LB拉丝材生产过程中通过控制加热温度、吐丝温度和轧后冷却速度可以控制线材的强度。（2）通过对Q195LB拉丝材生产工艺的优化，可以提高Q195LB拉丝材的性能命中率。

参考文献

[1] 张泉.195L盘条的试制[J].黑龙江冶金，2008，1：11-12.

[2] 艾星辉，等.金属学[M].北京：冶金工业出版社，2009，11：166-172.

[3] 王占学.控制轧制与控制冷却[M].北京：冶金工业出版社，1988，11：150-157.