[发明专利]一种提高厚度≥50mm规格正火钢板强度的淬火机加速冷却方法

说明书

技术领域

本发明属于宽厚板正火控冷技术领域，特别是提供了一种提高厚度≥50mm规格正火钢板强度的淬火机加速冷却方法。

背景技术

低合金高强度钢板一般是指屈服强度460MPa及以下级别的结构钢板，对于≥50mm规格钢板通常采用正火状态交货，钢板经过正火处理后，强度富余量不大，尤其是屈服强度，经常接近或低于标准下限；此外，对于≥50mm规格采用控轧(控冷)工艺生产的钢板，如果出现板形不合，很难通过矫直工序挽救板形，通常采用正火工序挽救，正火挽救比控轧后的强度一般下降40-60MPa，造成大量挽救钢板因强度不足只能降级改判，给企业带来损失。

解决正火后强度不足的问题，国内外普遍采用的方法是通过添加大量Cu、Cr、Ni、Mn等固溶强化合金元素来提高正火后强度，但合金成本较高，产品在激烈的市场竞争中缺乏优势。

莱钢宽厚板事业部热处理车间与2009年6月完成德国LOI公司生产的淬火机调试工作，具备了宽厚板淬火处理的能力，淬火处理生产线由一台淬火炉和一台淬火机组成，淬火机直接布置在淬火炉后面，全长26.24米，分高压段和低压段(如图1所示)，共20个区，其中高压段分三段，共3.332米，分别是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14；低压段分三段，共19.431米，分别是15、16、17、18、19、20；高压段的水量和低压段的开口度可以进行手动调节，各分段都可以单独开启。通常钢板淬火时，所有冷却段是全部开启的，冷却强度较大，成本较高且不能提高钢板的强度。

中国专利CN101307380A公开了一种提高正火钢板强度的淬火机加速冷却工艺，其主要措施是开启两个高压段，根据牌号及规格范围，适当调节两个或四个低压段，同时保证一定辊道速度，使钢板冷却至600-650℃后自然冷却。该专利开启高压段进一步增加了电能和冷却水消耗，同时冷却均匀性较差，板形保证能力低，此外，开启低压段数量和水量有限，冷却效果不好，因此进一步限制了强度提升的幅度和规格范围。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种提高厚度≥50mm规格正火钢板强度的淬火机加速冷却方法，解决了正火后钢板强度偏低的问题，钢板在多批次低压段和大水量条件下的水冷均匀性良好，冷却后板形良好，同时水冷提高了铁素体形核率，抑制了晶粒长大，达到细化晶粒的目的，提高正火钢板的强度。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种提高厚度≥50mm规格正火钢板强度的淬火机加速冷却方法，所述方法包括以下步骤：

正火钢板出淬火炉后随淬火机辊道进入淬火机开始水冷，根据钢种、规格确定开启四个或六个低压段，并调节低压段各区开口度、上下开口度比值及辊道速度，使钢板“返红”温度达到580-630℃后自然冷却；

其中，水量控制参数如下：

低压段15区流量调节阀开口度为30-40％，16区流量调节阀开口度为35-50％；低压段17区流量调节阀开口度为40-50％，18区流量调节阀开口度为45-60％；低压段19区流量调节阀开口度为60-70％，20区流量调节阀开口度为65-80％；钢板冷速控制在8-10℃/S。

本发明中，淬火机辊道速度控制在10-25m/min。

本发明中，所述上下开口度比值为0.80-0.88。

传统工艺中，正火后的钢板通过控冷降温，由于厚规格空冷速度慢，导致奥氏体向铁素体转变时铁素体形核率低，部分铁素体晶粒粗大，强度偏低。

本发明根据钢种、规格确定开启四个或六个低压段，并调节各区开口度、水比(上下开口度比值)及辊道速度，使钢板“返红”(由于心部温度高，表面温度有一定程度回升)温度达到580-630℃后自然冷却，钢板在多批次低压段和大水量条件下的水冷均匀性良好，冷却后板形良好，同时水冷提高了铁素体形核率，抑制了晶粒长大，达到细化晶粒的目的，提高正火钢板的强度。

本发明不开启高压段，钢板在多批次低压段和大水量条件下的水冷均匀性良好，冷却效果和冷后板形良好，因此强度提升幅度大，涉及最厚规格达140mm，经过大批量生产实践，经济效益和社会效益显著。

本发明主要针对德国LOI公司生产的淬火机生产线进行的改进，专利中的标识(如高压段或低压段的分区)均为上述生产线的常规标识。