盘条冷却对钢丝性能的影响

钢丝的力学性能缺陷常常能够通过控制盘条冷却来消除或改善。为了研究盘条的组织结构和力学性能对成品钢丝的影响，通过调整盘条冷却过程的工艺参数来提高钢丝性能，这些工艺参数包括：足够大的冷却能力；能够保持盘条轧制过程中的高温；长的冷却距离和灵活的传送带速度。

斯太尔摩生产线上影响盘条冷却主要有4种因素：吐丝温度、传送带速度、冷却功率和覆盖层。吐丝温度既影响氧化铁皮成分，又影响其厚度。650℃左右时，开始形成FeO和Fe₃O₄ ，FeO约占65％，Fe₃O₄约占35％；800℃～900℃时，FeO约占95％，Fe₃O₄ 约占5％，900℃以后随着温度的升高FeO含量逐渐降低，Fe₃O₄ 含量逐渐增加，920℃左右时，开始形成Fe₂O₃ ，随着温度的升高Fe₂O₃ 含量逐渐增加。传送带速度决定了线圈的间距，速度快，间距大，冷却快；速度慢，间距小，冷却慢，抗拉强度较低。冷却效率和风机功率的输出百分比成正比。最后是覆盖在传送带上面的覆盖层。

通过四种因素的不同组合可以得到快速冷却和慢速冷却两种方案。快速冷却通过打开所有的风机，传送带速度快和打开覆盖层来实现；慢速冷却通过停止风机，传送速度慢和关闭覆盖层来实现。

随着电弧炉的引进，残余元素（Cu+Ni+Cr+Mo）的增加对生产高质量的产品影响显著，尤其对于低碳钢来说，较高的残余元素含量使钢的固溶强化增加显著。为了证实缓慢冷却能够降低最终产品的抗拉强度，对不同残余元素含量的低碳钢进行不同冷速处理后，拉拔至相同规格，则正常冷速的盘条拉拔后强度增加了9 ksi（1 ksi= 6.89 N / mm²）。

对中碳钢来说，缓冷方法也可以获得较低的抗拉强度。采用不同的冷速获得的热轧盘条，拉拔至相同直径的钢丝并经过球化退火后，缓冷盘条比快冷盘条获得的抗拉强度低5％。

对要求低抗拉强度和良好除锈性能的钢丝来说，中速的冷却可以获得较好的两种性能的组合。中速冷却比快速冷得到的抗拉强度低7％。

快速冷却的场合应用在要求更均匀的抗拉强度上，对中碳钢应用快速冷却也可能获得同铅淬火盘条相似的抗拉强度。经过对快冷、慢冷和铅淬火处理过的盘条选取一圈进行强度测试并分别平均后，慢冷中碳钢盘条的极限抗拉强度波动为5.4％；快冷中碳钢盘条的极限抗拉强度波动为1.3％；铅淬火处理中碳钢盘条的极限抗拉强度波动为1.9％。

文章来源：沈献民