一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法技术

本发明专利技术涉及中厚钢板生产技术领域，具体涉及一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，该方法包括如下步骤，步骤一：第一段层流水冷：将高强度钢板从Ar3温度以上进行第一段层流冷却，层流冷却速度为15℃/s‑40℃/s，根据不同的性能要求，控制不同的辊道速度，开启层流集管0.5‑2组，冷却后的温度范围为600℃‑740℃；步骤二：层流辊道上空冷：控制辊道速度为60‑90m/min，并关闭层流集管2‑4组，使钢板在炉卷轧机的层流辊道上进行空冷，空冷时间为6s‑12s；步骤三：第二段层流水冷：进行第二段层流冷却，层流冷却速度为20℃/s‑40℃/s，终冷温度为200℃‑400℃。本发明专利技术解决了屈强比偏高和冲击韧性不稳定的问题，提高了生产效率。

Method for controlling medium and thick plate phase change by laminar flow cooling of furnace coil unit

The present invention relates to the technical field of the production of steel plate, particularly relates to a method for using furnace roll units laminar cooling control of thick plate transition section, the method includes the following steps: step one: the first section: the cold water layer of high strength steel plate from above the Ar3 temperature for the first period of laminar flow cooling, cooling rate is 15 DEG C /s 40 DEG /s, according to the different requirements of different performance, control of roller speed, open laminar flow tube 0.5 2 set group, after cooling temperature range is 600 DEG C 740 DEG C; step two: laminar cooling: control over the roller roller speed is 60 90m/ min, and close the laminar tube 2 4 sets group, the steel roller in laminar Steckel mill on air cooling, air cooling time is 6S 12s; step three: Second: second layer water cooling laminar cooling, cooling rate is 20 DEG /s 40 DEG /s, final cooling temperature 200 degrees C 400 C. The invention solves the problem that the yield strength ratio is high and the impact toughness is unstable, and the production efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中厚钢板生产
，具体涉及一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法。
技术介绍
为保证材料使用的经济性和安全性，高强度、高韧性和低屈强比等成为现代钢材生产的基本要求和发展趋势之一，而这些性能的实现都离不开钢材的组织结构控制或相变控制，尤其是低屈强比钢。控制轧制和控制冷却技术是20世纪60年代发展起来的以取得最佳的细化晶粒和组织状态，通过多种强韧化机制改善钢的性能为根本目标的热机械处理或形变热处理技术。所谓的控制冷却，即是通过控制钢板/卷轧后的冷却速度来控制所轧钢板/卷板的组织和力学性能。目前，国内外中厚板/卷生产中所采用的轧后冷却方式主要有一段冷却和分段冷却，主要通过控制各段的目标温度和冷速来达到控制钢板/卷板组织和力学性能的目的。分段冷却中，水冷、空冷和水冷三段式冷却方式常见于热连轧卷板生产领域，如中国专利CN101979166A采用的即为水冷、空冷和水冷的冷却方式，这种冷却方式鲜见于中厚板生产，其他则多为生产模拟研究。一般情况下，由于设备工艺限制，中厚板机组的层流冷却装置长度一般较短，只能采用一段式层流冷却，不能实现以控制相变为目的的层流分段冷却。国内外生产低屈强比钢管线钢一般采用轧后弛豫结合层流冷却模式，生产效率较低；TMCP工艺生产高强度低碳贝氏体钢存在冲击韧性不稳定的情况，本项专利技术能够有效地解决这些问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，充分利用设备条件，灵活设置冷却集管的关闭，得到不同的中间空冷时间，实现钢板的相变控制，能够降低高强度钢板的屈强比及提高高强度钢板冲击韧性，解决了现有技术中生产高强度钢板存在屈强比偏高和冲击韧性不稳定的问题，提高了生产效率。综上所述，为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：第一段层流水冷：高强度钢板经炉卷轧机轧制之后，将高强度钢板从Ar3温度以上进行第一段层流冷却，层流冷却速度为15℃/s-40℃/s，根据不同的性能要求，控制不同的辊道速度，开启层流集管0.5-2组，冷却后的温度范围为600℃-740℃；步骤二：层流辊道上空冷：所述步骤一中高强度钢板经第一段层流水冷之后，控制辊道速度，并关闭层流集管2-4组，使钢板在炉卷轧机的层流辊道上进行空冷，空冷时间为6s-12s；步骤三：第二段层流水冷：所述步骤二中高强度钢板经空冷之后，进行第二段层流冷却，层流冷却速度为20℃/s-40℃/s，终冷温度为200℃-400℃。进一步，所述步骤一和所述步骤二中的辊道速度在60-90m/min之间。进一步，所述步骤一～步骤三中的高强度钢板为低碳成分体系的低合金高强度钢板。本专利技术产生的有益效果如下：(1)本专利技术实现了炉卷机组通过实行分段冷却控制中厚板相变的技术问题，能够实现批量生产。(2)本专利技术能够降低高强度钢板的屈强比，生产出组织为多边形铁素体和贝氏体的低屈强比管线钢，为炉卷机组开发低屈强比高强度钢板和大变形管线钢提供技术基础。(3)本专利技术能够提高高强度钢板的冲击韧性，生产出针状铁素体和多位向板条贝氏体的低碳贝氏体高强度钢，有效控制钢板冲击韧性的质量波动。(4)本专利技术工艺控制简单，适应性强，不增加生产成本，本专利技术通过控制炉卷机组轧后层流分段冷却工艺实现中厚板的相变控制，对钢液成分控制、加热温度、轧制工艺等均没有特殊要求，具有操作简单、适应性强、不增加生产成本等特点。本专利技术通过控制第一段层流冷却温度、冷却速度、空冷时间和终冷温度，获得不同的组织匹配，达到以控制相变来降低钢板屈强比或提高钢板冲击韧性的有益效果。与现有技术相比，本专利技术适用于中厚板生产
，其不同之处在于利用炉卷机组自带的层流冷却装置，通过分段层流冷却方式，实现了中厚板相变控制。本专利技术适充分利用设备条件，灵活设置冷却集管的关闭，得到不同的中间空冷时间，实现钢板的相变控制，能够降低高强度钢板的屈强比及提高高强度钢板冲击韧性，解决了现有技术中生产高强度钢板存在屈强比偏高和冲击韧性不稳定的问题，提高了生产效率。附图说明图1为本专利技术的实施例1和对比例1获得的金相组织的对照图；图2为本专利技术的实施例2和对比例2获得的金相组织的对照图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的保护范围并不限于此。一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：第一段层流水冷：高强度钢板经炉卷轧机轧制之后，将高强度钢板从Ar3温度以上进行第一段层流冷却，层流冷却速度为15℃/s-40℃/s，根据不同的性能要求，控制不同的辊道速度，辊道速度在60-90m/min之间，开启层流集管0.5-2组，冷却后的温度范围为600℃-740℃。步骤二：层流辊道上空冷：所述步骤一中高强度钢板经第一段层流水冷之后，控制辊道速度为60-90m/min，并关闭层流集管2-4组，使钢板在炉卷轧机的层流辊道上进行空冷，空冷时间为6s-12s；步骤三：第二段层流水冷：高强度钢板经空冷后进行第二段层流冷却，以20℃/s-40℃/s的冷却速度经层流冷却至200℃-400℃，使钢板中未转变的奥氏体转变为贝氏体，最终实现中厚板的相变控制，获得针状铁素体和多位向板条贝氏体或多边形铁素体和贝氏体的组织结构。所述高强度钢板为低碳成分体系的低合金高强度钢板。本专利技术利用炉卷机组现有的层流冷却装置，通过层流分段冷却，在步骤一和步骤二中使轧后钢板从Ar3温度以上开始层流冷却，根据所追求的性能不同确定第一段层流冷却开水组数、辊道速度和关闭组数。实施例1：牌号为L450M的管线钢，规格为20mm厚×2672mm宽，经炉卷机组轧制后采用层流分段冷却工艺，终轧温度为780℃，一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：第一段层流水冷：管线钢经炉卷轧机轧制之后，将高强度钢板进行第一段层流冷却，第一段层流冷却速度为20℃/s；控制辊道速度为60m/min，开启层流集管的组数为1组，冷却至720℃；步骤二：层流辊道上空冷：所述步骤一中管线钢经第一段层流水冷之后，控制辊道速度为70m/min，并关闭相应组数的层流集管4组，使钢板在炉卷机的层流辊道上进行空冷，空冷时间为10s，使轧制后的奥氏体部分相变为多边形铁素体；步骤三：第二段层流水冷：所述步骤二中高强度钢板经空冷之后，进行第二段层流冷却，第二段层流冷却速度为25℃/s，终冷温度为320℃，使钢板中未相变的奥氏体转变为贝氏体，最终实现中厚板的相变控制，获得具有多边形铁素体和贝氏体的组织结构的管线钢。经检测，该具有多边形铁素体和贝氏体的组织结构的管线钢的力学性能屈服强度Rt0.5：515MPa，抗拉强度Rm：711MPa，屈强比：0.72，延伸率A50：43.6％，-20℃冲击韧性Akv：240J，-15℃落锤性能DWTT剪切面积SA％：93％,具体见表1中实施例1对应的生产工艺及其组织性能数据，如图1A所示，是本实施例最终获得的具有多边形铁素体和贝氏体的管线钢金相组织。对比例1：牌号为L450M的管线钢，规格为20mm厚×2672mm宽，经炉卷机组轧制后采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：第一段层流水冷：高强度钢板经炉卷轧机轧制之后，将高强度钢板从Ar3温度以上进行第一段层流冷却，层流冷却速度为15℃/s‑40℃/s，根据不同的性能要求，控制不同的辊道速度，开启层流集管0.5‑2组，冷却后的温度范围为600℃‑740℃；步骤二：层流辊道上空冷：所述步骤一中高强度钢板经第一段层流水冷之后，控制辊道速度，并关闭层流集管2‑4组，使钢板在炉卷轧机的层流辊道上进行空冷，空冷时间为6s‑12s；步骤三：第二段层流水冷：所述步骤二中高强度钢板经空冷之后，进行第二段层流冷却，层流冷却速度为20℃/s‑40℃/s，终冷温度为200℃‑400℃。

【技术特征摘要】
1.一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：第一段层流水冷：高强度钢板经炉卷轧机轧制之后，将高强度钢板从Ar3温度以上进行第一段层流冷却，层流冷却速度为15℃/s-40℃/s，根据不同的性能要求，控制不同的辊道速度，开启层流集管0.5-2组，冷却后的温度范围为600℃-740℃；步骤二：层流辊道上空冷：所述步骤一中高强度钢板经第一段层流水冷之后，控制辊道速度，并关闭层流集管2-4组，使钢板在炉卷轧机的层流辊道上进行空冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静宇，李勇，韦弦，程官江，毛尽华，商存亮，管刘辉，孔德南，裴凤娟，何晓波，张振申，娄军魁，李伟，刘海强，徐党委，李娜，于爱民，刘文浩，
申请(专利权)人：安阳钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41