張 偉，王欽仁，胡 楠，翟有有

（酒泉鋼鐵集團(tuán)公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

胎圈鋼絲廣泛應(yīng)用于子午線輪胎中，由于輪胎在行駛過程中要承受彎曲、拉伸、扭轉(zhuǎn)、復(fù)合交變載荷以及沖擊載荷[1]，因而要求其具有強(qiáng)度高、拉伸蠕變小、尺寸穩(wěn)定性好、彎曲剛度高等特性。隨著高性能子午線輪胎輕量化的發(fā)展要求，輪胎生產(chǎn)企業(yè)對(duì)胎圈鋼絲的各項(xiàng)指標(biāo)要求也越來越嚴(yán)格，必須對(duì)胎圈鋼絲用盤條的生產(chǎn)工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以得到更加均勻的索氏體組織和良好的表面質(zhì)量。

目前，大多數(shù)鋼廠生產(chǎn)的胎圈鋼絲用盤條在控制冷卻階段都采用斯太爾摩風(fēng)冷工藝，與經(jīng)過熱處理的盤條相比，采用斯太爾摩風(fēng)冷工藝的盤條力學(xué)性能波動(dòng)較大，組織均勻性較差。為改善胎圈鋼絲用盤條組織性能均勻性，青島特鋼[2]以Φ5.5 mm C72DA 盤條為研究對(duì)象，通過調(diào)整“佳靈”裝置，將風(fēng)機(jī)開啟度設(shè)定為21%～25%，使風(fēng)冷輥道上散卷搭接點(diǎn)的平均抗拉強(qiáng)度與中間區(qū)域的平均抗拉強(qiáng)度相差較小；增加了風(fēng)冷線跌落段，并對(duì)輥道速度優(yōu)化調(diào)整，將輥道速度差由0.02 m/s 調(diào)整為0.05 m/s，使散卷邊部搭接點(diǎn)在跌落段能夠不斷錯(cuò)開，改善邊部冷卻效果。經(jīng)改造后，粗大的珠光體組織明顯減少，盤條的力學(xué)性能及組織均勻性顯著提高。李祥才[3]等在精軋區(qū)域采用兩相區(qū)軋制，將進(jìn)精軋機(jī)溫度由780～810 ℃調(diào)整為750～780 ℃，晶粒度比原工藝細(xì)0.5～1.0 級(jí)，抗拉強(qiáng)度提高約20 MPa，斷面收縮率稍有下降。

酒泉鋼鐵集團(tuán)公司（全文簡(jiǎn)稱“酒鋼”）煉軋廠為優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，拓寬國(guó)內(nèi)精品工業(yè)線材市場(chǎng)，進(jìn)行了高性能胎圈鋼絲用C82DA 盤條的開發(fā)，結(jié)合自身設(shè)備的實(shí)際情況，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，使得產(chǎn)品各項(xiàng)性能達(dá)到預(yù)期，用戶反映使用效果良好。

1 化學(xué)成分

胎圈鋼絲用合金盤條C82DA 的化學(xué)成分如表1所示。胎圈鋼絲用盤條后續(xù)需要進(jìn)行多道次連續(xù)拉拔加工，為滿足加工性能，必須進(jìn)一步控制化學(xué)成分范圍，降低有害元素含量。

表1 胎圈鋼絲用合金盤條C82DA 的化學(xué)成分

2 生產(chǎn)過程控制

2.1 溫度控制

酒鋼二高線加熱爐為步進(jìn)梁組合式加熱爐，爐身分為三段，即預(yù)熱段、加熱段和均熱段，爐膛壓力保持微正壓，通過調(diào)整加熱爐空燃比，確保爐膛呈弱還原性氣氛，避免盤條脫碳層超標(biāo)。將鋼坯均熱段溫度設(shè)定為1 060～1 100 ℃，嚴(yán)格控制鋼坯在高溫段的加熱時(shí)間，防止晶粒粗大。將開軋溫度設(shè)定為1 000 ℃。由于軋件需要在粗中軋階段實(shí)現(xiàn)大的變形量，粗、中軋需均勻分配壓下量，避免單機(jī)架壓下量過大造成軋機(jī)負(fù)荷偏高，并控制合理的活套量，保證盤條良好的通條性。大量試驗(yàn)表明，降低精軋軋制溫度，可以有效減小組織晶粒度，從而提高組織強(qiáng)度，同時(shí)考慮到精軋機(jī)組整體負(fù)荷，避免軋制溫度過低，造成精軋機(jī)組負(fù)荷過高，因此將入精軋溫度控制在900～930 ℃。吐絲溫度直接影響過冷奧氏體的穩(wěn)定性和發(fā)生相變的開始溫度。高的吐絲溫度有助于增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)相轉(zhuǎn)變的孕育期，導(dǎo)致相轉(zhuǎn)變溫度降低，因此將吐絲溫度設(shè)定為880～900 ℃。

2.2 控制冷卻

盤條經(jīng)吐絲機(jī)吐圈后分布于風(fēng)冷輥道上，如圖1所示。為使盤條有足夠的冷卻速度，將風(fēng)機(jī)1—6 號(hào)開啟90%，7—8 號(hào)風(fēng)機(jī)開啟85%。設(shè)定第一段輥道速度為0.83 m/s，其余輥道速度以此為基準(zhǔn)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。胎圈鋼絲用C82DA 盤條的組織主要為索氏體，索氏體片層間距越小，組織的力學(xué)性能越高。索氏體片層間距主要受過冷度的影響。在一定的冷速范圍內(nèi)，盤條的冷卻速度越快，過冷度越高，盤條發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的溫度越低，索氏體片層間距越小，盤條的抗拉強(qiáng)度越高[4]。因此，為了在相變前對(duì)盤條進(jìn)行強(qiáng)冷，將風(fēng)機(jī)開啟度調(diào)為最大，抑制先共析網(wǎng)狀滲碳體的出現(xiàn)。根據(jù)文獻(xiàn)[5]的CCT 曲線（見圖2）可知，70 級(jí)簾線鋼的冷卻速度小于30 ℃/s 時(shí)，組織由索氏體+珠光體+鐵素體組成，當(dāng)冷卻速度高于30 ℃/s 時(shí)，出現(xiàn)了馬氏體組織。因此，為獲得良好均勻的索氏體組織，要嚴(yán)格控制冷卻速度，在后續(xù)生產(chǎn)中需進(jìn)一步優(yōu)化控冷工藝。

圖1 斯太爾摩風(fēng)冷輥道示意圖

圖2 70 級(jí)簾線鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線

3 試制結(jié)果與分析

3.1 金相組織

圖3 為盤條C82DA 的金相組織，組織為索氏體＋珠光體，圖中白色區(qū)域?yàn)槠瑢又楣怏w，未觀察到網(wǎng)狀滲碳體和馬氏體組織。表2 為3 組試樣的金相檢測(cè)結(jié)果，3 組試樣的索氏體含量均在95%以上，晶粒度為10 級(jí)，脫碳層為0.04～0.05 mm。各項(xiàng)組織檢測(cè)結(jié)果滿足技術(shù)協(xié)議要求。

圖3 盤條C82DA 的金相組織

表2 盤條C82DA 的金相檢測(cè)結(jié)果

3.2 力學(xué)性能

盤條C82DA 的3 組試樣力學(xué)性能如表3 所示，抗拉強(qiáng)度最低為1 115 MPa，最高為1 164 MPa，平均斷面收縮率為41.3%，性能指標(biāo)滿足技術(shù)協(xié)議要求。由于盤條經(jīng)吐絲機(jī)在風(fēng)冷輥道上分布后，邊緣區(qū)域堆積密集，圈與圈之間存在搭接點(diǎn)，而中間區(qū)域相對(duì)稀疏，搭接點(diǎn)區(qū)域與中間非搭接點(diǎn)區(qū)域溫度相差較大，冷卻速度也相差較大，抗拉強(qiáng)度相差50 MPa 左右[2]。因此，為提高盤條力學(xué)性能和組織的均勻性，在后續(xù)生產(chǎn)中應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化輥道速度。

表3 盤條C82DA 的力學(xué)性能結(jié)果

4 結(jié)論

酒鋼煉軋廠二高線開發(fā)的高性能胎圈鋼絲用C82DA 盤條化學(xué)成分穩(wěn)定，通過優(yōu)化控冷工藝，金相組織索氏體含量均為95%以上，未發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體和馬氏體組織，晶粒度為10 級(jí)，脫碳層、力學(xué)性能等指標(biāo)滿足技術(shù)協(xié)議要求，用戶反饋良好。