CN102409149A - 一种工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，采用先矫直、后冷却的工艺次序，并根据钢板厚度H不同，采取不同的冷却路径和冷却速率，对于40mm≤H＜60mm的，采用矫直+逆向层流冷却的工艺路线；对于60mm≤H＜80mm的，采用矫直+正向层流冷却的工艺路线；对于80mm≤H＜100mm的，采用矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线。使钢板内的变形应力得到释放，保证钢板的平直度，有效控制了钢板的板型，细化了铁素体晶粒，改善钢板的组织结构，保证了钢板性能的均匀和稳定。本发明方法简单易行，便于操作，能源消耗小，生产成本低，无需任何投资，便可立见成效。
Description
技术领域
本发明属于轧钢工艺技术领域，尤其涉及一种工程机械用厚规格超高强度钢板的控制冷却方法。
背景技术
目前，工程机械领域的发展趋势是使用越来越多的高强度、超高强度焊接结构钢，并要求超高强度钢板兼具成本低、焊接性能良好、低温冲击韧性高等特点。由工艺流程所决定，国内的中厚板生产厂普遍采取的是轧机——层流冷却装置-矫直机的设备布置形式(当然国内也有不到10家安装了超快速冷却装置或在线淬火装置，但一般是采用层流冷却装置进行生产)，因此在高强度厚板应用领域，对于强度级别在550MPa以上的，国内的中厚板生产线均采取控制冷却-热矫直的生产方法。这种生产方法对于厚度在40mm以上的高强度工程机械用钢板存在冷却设备能力不足，钢板热交换不完全，钢板上下表面温度不均匀等先天缺陷，从而反映到钢板质量上则是板型不良和性能合格率不稳定。
为克服上述缺陷，国内部分中厚板生产线采用离线淬火+回火的方法进行处理和弥补，然而由于该方法生产工艺及工序多，能源消耗大，生产成本高，因此使用的范围有限，尤其是大生产使用的规模并不大。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种加工方式简单，能源消耗小，生产成本低，能获得良好的组织、性能和板形、质量的工程机械用厚规格超高强度钢板的控制冷却方法。
为此，本发明所采取的解决方案是：
一种工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，采用先矫直、后冷却的工艺次序，并根据钢板厚度不同，采取不同的冷却路径和冷却速率，其具体方法是：
对于钢板厚度≥40mm～＜60mm的，采用矫直+逆向层流冷却的工艺路线；即钢板先进行矫直，然后再逆行从矫直机反向矫直，出矫直机后的钢板尾部直接先进层流冷却装置进行冷却；
对于钢板厚度≥60mm～＜80mm的，采用矫直+正向层流冷却的工艺路线；即钢板先进行矫直，然后逆行从矫直机反向矫直、层流冷却装置空过返回，再正向运行使钢板头部先进层流冷却装置进行冷却；
对于钢板厚度≥80mm～＜100mm的，采用矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线；即钢板先进行矫直，然后逆行依次从矫直机反向矫直、层流冷却装置及快速冷却装置空过返回，再正向运行使钢板头部先进行超快速冷却，再进行空冷，最后进行层流冷却。
在矫直+逆向层流冷却工艺路线中，逆向层流冷却速率为17～22℃/s。
在矫直+正向层流冷却工艺路线中，正向层流冷却速率为5～15℃/s。
在矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线中，正向超快速冷却速率为30～40℃/s。
在矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线中，空气冷却的时间为2～4s。
在在矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线中，层流冷却速率为5～10℃/s。
本发明的有益效果为：
由于本发明根据厚规格钢板的特点，采用先矫直、后冷却的工艺次序，并根据钢板厚度不同，采取不同的冷却路径和冷却速率，达到先释放钢板内部轧制后产生的变形应力，保证了钢板的平直度。采用矫直+逆向层流冷却的工艺，相对缩短了矫直与冷却的间隔时间，且改变了钢板的冷却次序；采用矫直+正向层流冷却工艺，在不改变钢板头尾冷却次序的前提下，相对延长了矫直与冷却的间隔时间；而矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线，在延长矫直与冷却间隔时间的同时，又实行了快冷、空冷和层流结合的冷却方式，有效控制了钢板的板型和组织性能，保证钢板入水温度满足相变要求，对处于硬化状态的奥氏体箱变过程进行控制，进一步细化了铁素体晶粒，并通过相变强化得到贝氏体等强化相，从而进一步改善钢板的组织结构，保证了钢板性能的均匀和稳定。本发明方法简单易行，便于操作和掌握，能源消耗小，生产成本低，无需任何投资，便可立见成效
具体实施方式
实施例1：
轧后钢板厚度为50mm，采用矫直+逆向层流冷却的工艺路线。
钢板先进入矫直机进行热矫直，然后再逆行从矫直机反向矫直，出矫直机后的钢板尾部直接进入层流冷却装置进行冷却，逆向层流冷却速率为20℃/s。
实施例2：
轧后钢板厚度70mm，采用矫直+正向层流冷却的工艺路线。
钢板先进矫直机矫直，然后再逆行从矫直机反向矫直、层流冷却装置空过返回，再正向运行使钢板头部先进层流冷却装置进行冷却，正向层流冷却速率为10℃/s。
实施例3：
轧后钢板厚度85mm，采用矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线。
钢板先进行矫直，然后逆行依次从矫直机、层流冷却装置及快速冷却装置空过返回，再正向运行，使钢板头部先进行冷却速率为40℃/s的超快速冷却，然后空冷2s后，再以10℃/s的层流冷却速率进行层流冷却。
实施例4：
轧后钢板厚度95mm，采用矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线。
钢板先进行矫直，然后逆行依次从矫直机、层流冷却装置及快速冷却装置空过返回，再正向运行，使钢板头部先进行冷却速率为30℃/s的超快速冷却，然后空冷4s后，再以5℃/s的层流冷却速率进行层流冷却。
Claims (6)
1.一种工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，采用先矫直、后冷却的工艺次序，并根据钢板厚度不同，采取不同的冷却路径和冷却速率；其具体方法是：
对于钢板厚度≥40mm～＜60mm的，采用矫直+逆向层流冷却的工艺路线；即钢板先进行矫直，然后再逆行从矫直机反向矫直，出矫直机后的钢板尾部直接先进层流冷却装置进行冷却；
对于钢板厚度≥60mm～＜80mm的，采用矫直+正向层流冷却的工艺路线；即钢板先进行矫直，然后逆行从矫直机反向矫直、层流冷却装置空过返回，再正向运行使钢板头部先进层流冷却装置进行冷却；
对于钢板厚度≥80mm～＜100mm的，采用矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线；即钢板先进行矫直，然后逆行依次从矫直机反向矫直、层流冷却装置及快速冷却装置空过返回，再正向运行使钢板头部先进行超快速冷却，再进行空冷，最后进行层流冷却。
2.根据权利要求1所述的工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，在矫直+正向层流冷却工艺路线中，逆向层流冷却速率为17～22℃/s。
3.根据权利要求1所述的工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，在矫直+正向层流冷却工艺路线中，正向层流冷却速率为5～15℃/s。
4.根据权利要求1所述的工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，在矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线中，正向超快速冷却速率为30～40℃/s。
5.根据权利要求1所述的工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，在矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线中，空气冷却的时间为2～4s。
6.根据权利要求1所述的工程机械用厚规格钢板的控制冷却方法，其特征在于，在矫直+正向超快速冷却+空气冷却+层流冷却的工艺路线中，层流冷却速率为5～10℃/s。
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