[发明专利]一种热轧高强钢残余应力消除方法

说明书

技术领域

本发明属于钢材加工方法技术领域，涉及热轧高强钢板残余应力消除方法，特别适用于消除热轧高强钢在轧制和冷却过程中产生的残余应力，并最终满足高强钢用户使用的板形质量要求。

背景技术

热轧工程机械用高强钢和汽车大梁板等是以钢卷形式生产，用户使用时需要进行矫直并横切成钢板。板形是用户要求越来越高的一个质量指标，严重的板形缺陷可能导致用户使用时候延迟生产、损伤加工设备、焊接困难等问题。需要对最终板卷的板形进行控制，提供给用户的产品具有高质量的板形。工程上使用的钢材高强化趋势越来越明显，而且用量也在持续增大。带钢强度越高，带钢的内应力会越大，导致轧后开平过程和使用过程出现大的变形，尤其是600MPa级别以上的高强钢，需要进行从机械加工与热处理结合的方法消除残余应力。

残余应力是当无任何工作载荷作用的情况下存在于构件内部且在整个构件内部保持平衡的应力。热轧高强带钢在轧制、开平、热处理等工艺中都可能产生残余应力。热轧带钢内部残余应力问题实质上是板形问题。

用户所希望得到的是内应力均匀分布或者无内应力，板形良好的带钢。提高热轧带钢的板形质量可以减少带钢使用过程中由于形变带来的附加工序，提高生产效率和成材率。解决板带生产中残余应力问题是一项具有巨大经济意义并具有非常重要的社会意义。

热连轧生产高强板生产流程主要步骤：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪切头尾→精除鳞→精轧(6到7机架四辊轧机)→轧后层流冷却→卷取成钢卷。轧制过程中的板形控制是通过辊形设计、二级控制模型、轧制温度、合理负荷分配等工艺过程的优化来保证。轧后冷却过程中由于横向温度分布均匀性和冷却速率的影响，板形还会发生变化。另外，热轧带钢层流冷却后要进入卷取机被卷成钢卷，导致带钢卷取过程中产生附加的纵向弯曲变形内应力。专利200510110981.6给出了一种热连轧高强钢板残余应力的测试方法，为矫直工艺设定做参考和指导。用户基本上都是采用辊式矫直机组对热轧板卷进行矫平、横切定尺。辊式矫平技术对长度差异导致的卷形和横弯缺陷具有消除作用，而对边浪、中浪、镰刀弯和瓢曲等类型缺陷不能做到彻底的消除。拉弯矫直机或平整机组是消除上述两类板形缺陷的一个很好的工具，但目前也只是在冷轧带钢生产过程中大量使用，如专利申请号200620092768.7、200510024681.6等涉及到平整或者拉矫工艺的专利。专利申请号200910093663.1确定了轧后走平整轧制→罩式退火→辊式矫直的工艺路线，并取得了良好的效果。但是，由于薄规格的冷轧产品诸如热轧酸洗板、薄规格集装箱板、高强钢和镀锡板等板形难于控制，均需进行平整轧制，这给平整机的生产带来了巨大的压力，难以完成所有钢种的平整任务。同时，罩式退火炉的投资额度也较大，投资成本较高，故需对热轧高强钢的产品，尤其是厚规格产品进行消除残余应力工艺路线改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧高强钢残余应力消除方法，消除和均匀宽带钢热连轧生产线生产的高强钢板卷的残余应力，使得热连轧高强钢板具有高精度板形质量，满足用户的使用要求。

本发明的技术解决方案是：

一种热轧高强钢残余应力消除方法，生产流程包括以下步骤：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪切头尾→精除鳞→精轧(6机架或7机架四辊轧机)→层流冷却→卷取成钢卷，其特征在于：

(1)对厚度规格≥8mm的钢卷先进行缓冷处理，冷却到温度低于100℃；对厚度规格＜8mm的钢卷先空冷到室温，再进行平整轧制加工，重新卷取成钢卷；

(2)采用辊式矫直机对上述处理过的热轧高强钢卷进行开平、定尺和横切；

(3)采用辊底式热处理炉，对开平后的钢板进行退火处理，出炉后采用堆垛冷却方式进行缓冷，最后在辊式矫直机上进行矫平。

辊底式热处理炉退火工艺过程如图2所示，具体参数如下：

炉内气体环境：氮气

炉内温度均匀性：±5℃

退火温度(T1)范围：520～560℃

升温时间(t1)：30～100分钟

保温时间(t2)：100～150分钟

冷却时间(t3)：大于1500分钟

冷却方式：堆垛冷却。

本发明的技术效果：