一种针布钢丝用盘条的生产方法与流程

本发明属于盘条生产，具体涉及一种针布钢丝用盘条的生产方法。

背景技术：

1、纺织工业是我国工业生产的支柱之一，纺织用针布是纺织工业中最重要的消耗品，主要用于梳毛机、开棉机、圆梳机和梳棉机上，目前国内纺织针布用的各类型号的钢丝年需求量在20000吨以上。针布钢丝的成品直径最细可达为避免盘条拉拔加工针布钢丝过程中出现断丝等早期失效问题，严重影响针布的加工过程与成材率，要求针布钢丝用盘条具有较好的深度拉拔性能；同时针布纺织过程中，针布的针尖始终有棉流经过，针尖会经历严重的磨损，如果针尖的硬度本身很低或硬度不均匀则磨损发生的可能性更大，为避免针布的不均匀磨损，带来成本的提升和纺织品的质量风险，因此对盘条的表面缺陷、偏析、脱碳、组织均匀性等要求较高。

2、现有技术中的针布钢丝用盘条生产时还存在以下难点和缺陷：

3、(1)表面缺陷：连铸钢坯存在表面振痕、针孔、发纹等缺陷，连铸钢坯经过加热和除鳞后直接轧制，造成轧制过程表面缺陷和脱碳层遗传至盘条产生新的缺陷，导致后续拉拔断丝。

4、(2)中心偏析：为满足强度需求，针布钢丝用盘条含有比较高的碳含量，但碳元素增加引起的不均匀分布，会使钢坯容易出现严重的中心偏析，将造成盘条心部因偏析硬度升高影响盘条的后续拉拔，因此铸坯中心偏析的控制是关键，虽然现有技术中通过优化的连铸制度来改善偏析，但未能达到需求，且中心偏析仍呈现一定的波动性，导致断丝。

5、(3)氧化与脱碳层：控轧控冷工艺的不当，轧制前加热炉内气氛氧化性强，加热时钢坯表面出现氧化和脱碳严重，加热过程钢坯脱碳遗传导致盘条脱碳层偏厚，轧制吐丝后盘条在高温区停留时间过长进一步产生脱碳，造成盘条脱碳及心部网状渗碳体的形成，严重影响盘条的后续拉拔，导致断丝，盘条脱碳层严重降低针尖和齿尖的淬回火硬度，造成应用期间快速磨损，对针布是一个致命缺陷。

6、(4)组织均匀性：针布钢丝组织的不均匀来源于成分的不均匀，硬度极差较大，进而造成针布的不均匀磨损，虽然如专利cn110295316a提出在1250℃以上进行＞4h的高温扩散来改善成分均匀问题，但高温和长时间加热增加了氧化和脱碳风险，对拉拔性能不利。

7、(5)渗碳体组织：在盘条中心偏析没有得到改善的情况下，控轧控冷工艺的不当，网状渗碳体波动较大，网状渗碳体作为硬脆相会恶化盘条塑性，严重影响盘条的后续拉拔，导致断丝。

8、(6)索氏体比例：相变前冷速过慢，造成先共析相的析出，索氏体比例下降，抗拉强度同圈差较大，导致后续拉拔断丝，而在盘条中心偏析没有得到改善的情况下，提高风机风量，将出现淬火组织，自然时效期长，影响加工应用。

9、以上种种因素导致盘条在拉拔到细丝的过程中断丝率较高，制作的成品针布钢丝耐磨性不足、磨损均匀性差。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本发明提供一种针布钢丝用盘条的生产方法，减少盘条表面缺陷，降低盘条偏析和盘条脱碳层深度，提高盘条组织均匀性和索氏体比例，改善渗碳体组织，进而提高盘条拉拔性能，减少针布钢丝生产过程的断丝和降低针布应用过程的不均匀磨损。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种针布钢丝用盘条的生产方法，包括将连铸钢坯依次经修磨、涂层防护、高温加热和控轧控冷工序获得盘条；

4、所述修磨工序包括对连铸钢坯的表面缺陷和脱碳层进行修磨，避免表面缺陷和脱碳层遗传至盘条，以及后续轧制过程中产生新缺陷；

5、所述涂层防护工序包括在连铸钢坯表面涂防氧化涂料，可以对连铸钢坯表面形成?；?，降低钢坯加热过程中的氧化脱碳；

6、所述高温加热工序控制加热段温度为800-1150℃，均热段温度为1150-1250℃，加热段与均热段加热时间不低于180min，残氧量小于5％，加热段温度和均热段温度指加热炉温度，在涂层防护基础上，通过长时间高温处理充分促进铸坯中心偏析部位碳元素的长程扩散，降低钢坯中心偏析，并以提高加热炉炉温和延长高温段加热时间促使钢坯成分均匀化扩散，提高横截面成分均匀性，改善成品盘条心部的硬度均匀性，降低冷却过程中析出网状渗碳体的风险，提高针布钢丝拉拔过程的稳定性。

7、进一步的，所述修磨工序包括平面修磨、角部修磨、抛丸处理、探伤点修的至少一种，所述抛丸处理用于去除修磨时产生的表面毛刺，所述探伤点修包括对连铸钢坯的表面裂纹进行局部修磨，可以用多种修磨方式的结合，兼顾成材率、表面缺陷的去除率和效率。

8、进一步的，所述探伤点修包括用磁粉探伤发现表面裂纹，用局部修磨保证个别较深的缺陷能够消除，而且不会导致轧制过程产生新的缺陷。

9、进一步的，所述平面修磨深度为1.0-2.5mm，可进行全修磨改善表面质量。

10、进一步的，所述角部修磨宽度≥15mm，可避免角部应力集中产生应力裂纹。

11、进一步的，所述局部修磨长度与宽度大于深度的5倍，可避免修磨深度或宽度不足导致钢坯表面振痕、针孔、发纹等缺陷去除不净，可避免修磨深度过大严重影响成材率，提高成本。

12、进一步的，所述防氧化涂料，可以采用喷涂方式涂布。

13、进一步的，所述防氧化涂料的厚度为0.5-0.8mm，可避免喷涂厚度不足将导致高温防护效果较差，无法起到防氧化与脱碳的作用，可避免喷涂厚度过大导致成本增加和高压水除鳞处理不净。

14、进一步的，所述控轧控冷工序包括对高温加热后的连铸钢坯高压水除鳞，去除表面氧化铁皮再轧制，高压水除鳞压力≥15mpa，可以降低氧化铁皮压入深度，改善盘条表面质量。

15、进一步的，所述高温加热工序控制炉压为10-30pa，采用炉内微正压避免空气进入加热炉造成局部升氧引起氧化。

16、进一步的，所述高温加热工序控制残氧量为1-3％，使连铸钢坯在加热炉弱氧化性气氛下加热，进而通过钢坯防氧化涂层、控制加热炉温度、加热炉炉气残氧量和炉内微正压的综合控制进一步降低加热过程的氧化和脱碳。

17、进一步的，所述控轧控冷工序的控轧包括控制开轧温度为1100-1150℃，进精轧温度为850-890℃，进减定径温度为880-910℃，通过控轧控冷进一步避免网状渗碳体的析出。

18、进一步的，所述控轧控冷工序的控冷包括控制盘条吐丝温度为850-890℃，组织相变前冷速为16-22℃/s，盘条温度降低到550℃以下时关闭保温罩，集卷温度约380-450℃，可以在改善中心偏析的基础上，通过提高相变前冷速，降低先共析相的析出同时避免淬火组织的出现，获得高比例含量的索氏体，相变完成后可以通过保温缩短自然时效期。

19、进一步的，所述控轧控冷工序的控冷采用具有风机和保温罩的斯太尔摩冷却线，斯太尔摩冷却线的辊道初始速度为0.80-1.0m/s，后续辊道速度以0.02m/s递增，每台风机总风量为200000m3/h，1-2#风机风量分别为总风量的90-100％，3-4#风机风量分别为总风量的85-95％，5-6#风机风量分别为总风量的80-90％，其余风机关闭，当盘条温度降低到550℃以下时加盖保温罩，通过提高风机风量比例，进一步改善盘条索氏体比例和改善同圈强度差。

20、一种针布钢丝用盘条，基于上述任意一项所述的针布钢丝用盘条的生产方法获得。

21、进一步的，所述盘条的化学成分按照质量百分比计包括：c：0.82-0.88％，si：0.25-0.35％，mn：0.60-0.80％，cr：0.20-0.30％，v：0.02-0.03％，s：≤0.010％，p：≤0.015％，re：0.02-0.05％，其余为fe和不可避免的杂质元素。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、(1)表面缺陷：通过表面修磨去除钢坯表面缺陷和脱碳层，有效解决现有技术中因表面缺陷和脱碳层遗传至盘条导致的缺陷问题，可达到盘条表面缺陷及氧化铁皮压入深度≤0.03mm。

24、(2)中心偏析：通过高温长时间加热充分促进铸坯中心偏析部位碳元素的长程扩散，降低盘条偏析及波动，有效解决现有技术中因针布钢丝盘条碳含量较大，导致的严重中心偏析和波动性大的问题，盘条中心偏析≤1级比例可达到98％及以上。

25、(3)氧化与脱碳层：通过修磨、涂层防护对钢坯表面形成?；?，降低加热过程的氧化与脱碳，通过控制残氧量进一步控制加热过程的氧化和脱碳，有效解决现有技术中因控轧控冷不当导致的氧化脱碳问题，全脱碳层为0，总脱碳层深度小于25μm。

26、(4)组织均匀性：通过在涂层防护下提高加热炉炉温和延长高温段加热时间促使钢坯成分均匀化扩散，有效解决现有技术中组织不均匀导致的盘条心部硬度不均匀问题，可达到盘条全截面250点显微维氏硬度极差≤30hv，抗拉强度同圈差≤30mpa。

27、(5)渗碳体组织：在中心偏析控制基础上通过控轧，避免网状渗碳体的析出，有效解决现有技术网状渗碳体波动大的问题，盘条晶界渗碳体1级及以下比例可达到98％及以上。

28、(6)索氏体比例：在中心偏析控制基础上通过控冷，降低先共析相的析出同时避免淬火组织的出现，缩短自然时效期，有效解决现有技术因控冷不当导致索氏体比例下降或淬火组织的问题，盘条索氏体比例可达到90％以上。

29、综上，实现了盘条表面质量、中心偏析、成分均匀化、组织均匀化、表面脱碳、晶界渗碳体质量的改善，有利于提高盘条的拉拔性能，降低针布钢丝使用过程中的不均匀磨损，进而改善针布钢丝的加工和应用效果。