[发明专利]一种12MnNiVR钢板的在线淬火及板形控制工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种12MnNiVR钢板的在线淬火及板形控制工艺，具体地说是一种基于倾斜喷射流技术的12MnNiVR钢板的在线淬火及板形控制工艺。

背景技术

淬火机作为中厚板离线淬火处理的关键设备，为高质量、高性能、高附加值中厚板的生产提供了重要平台。从20世纪90年代开始，国内多家中(厚)板厂相继从德国LOI公司成套引入辊式炉--淬火机组。基于淬火机进行离线淬火时，钢板需抛丸和重新加热，增加了抛丸成本和燃气消耗。和再加热淬火工艺相比，直接淬火工艺省略了再加热奥氏体化过程，节约能源并简化工艺流程，提高了生产效率，缩短了供货周期。国内也有在线淬火钢板工艺方法的报道，如2008年的中国专利申请(申请号为200810013604.4)公布了“一种高强韧厚钢板的在线淬火生产工艺方法”，此发明采用气雾及水幕两阶段冷却方式，生产成品厚度为20~50mm的高强高韧钢板，冷却区平均冷却速度为25~45℃/s，冷却终止温度为150~300℃。2009年的中国专利申请(申请号为200810196040.2)公布了“炉卷轧机在线淬火生产高强调质钢的工艺”，此发明采用U形上集管和直管下集管的柱状层流冷却装置，生产厚度为12~35mm的高强调质钢，最小冷却速率为15℃/s，冷却终止温度150~300℃。冷却后采用温矫和冷矫保证离线回火前的钢板不平度达到8~10mm/全板宽，增加了工序成本。2010年的中国专利申请(申请号为200910091825.8)公布了“一种适合不同厚度高强韧钢板的直接淬火工艺”，此发明采用高密度层流冷却实现钢板在线淬火，层流冷却由上层流集管和下喷射集管组成的冷却区构成，在线淬火钢板厚度为1~50mm。不同厚度钢板在通过冷却区平均冷却速度为25~45℃/s，冷却终止温度降至450℃以下，但该专利未针对钢板的平直度控制水平予以说明。上述中国专利采用的层流冷却或水幕冷却装置，均未提及水温、上集管的流量是否可调以及调整范围。

采用上述的幕状层流冷却装置和柱状层流冷却装置进行冷却时，钢板与冷却水之间的换热分为单相强制对流区(或射流冲击区)、过渡沸腾区、膜沸腾强制对流区、小液态聚集区和辐射对流区五个区域。其击破汽膜的范围仅限于连续水流正下方的局部区域(单相强制对流区)，在其他区域钢板和冷却水之间的界面上仍有大面积的汽膜存在。由于冷却水落到热钢板表面上后，膜状沸腾换热区域远大于单相强制对流换热区域，导致冷却效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种12MnNiVR钢板的在线淬火及板形控制工艺，突破幕状层流、柱状层流击破汽膜和冷却速率的局限性，提高钢板冷却均匀性和冷却效率。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种12MnNiVR钢板的在线淬火及板形控制工艺，包括坯料冷装步骤、除鳞步骤、粗轧步骤、精轧步骤、预矫直步骤和在线淬火步骤，其特征在于，在线淬火步骤中，钢板进入包括18组冷却集管的超快冷系统，超快冷系统根据钢板目标厚度设定各组冷却集管的水流量，并设定区域辊道速度为0.7~1.2m/s，辊道加速度0.003~0.01m/s²，控制冷却开始温度为790~740℃，冷却终止温度为180~270℃，冷却区平均冷却速度为20~40℃/s，当钢板冷却终止温度为180~270℃时，离开超快冷系统。

本发明技术方案的进一步限定为，超快冷系统的每组冷却集管分别包括一个上集管和一个下集管，在线淬火步骤中，超快冷系统控制水压为0.5MPa，根据钢板目标厚度设定各组上集管的流量，设定方法为：第1组和第2组上集管分别对应一个流量计，其流量设定范围分别为200~290m³/h，第1组和第2组下级管的流量=对应上级管流量*预设定水比；

第3组和第4组上集管、第5组和第6组上集管、第7组和第8组上集管每两组共用一个流量计，两组上级管的总流量设定范围为300~330m³/h，第9组和第10组上集管、第11组和第12组上集管、第13组和第14组上集管、第15组和第16组上集管、第17组和第18组上集管每两组共用一个流量计，两组上级管的总流量设定范围为260~300m³/h；第3组至第18组下集管流量= 对应上级管处流量计的总流量设定值/2*预设定水比，其中，预设定水比范围为1.0~2.0，第1组集管、第2组集管的水比设定为1.5~1.8，第3组集管~第18组集管的水比设定为1.5~2.0。