CN1032546C - 钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却代替中低温控轧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明采用模铸热送大钢锭钛处理炭素钢、C-Mn、C-Mn-Si系列钢种，在大型平炉转炉上冶炼，利用现有轧机，辅以控冷设备，以高温再结晶轧制、加速冷却，终轧温度控制在900～1000℃的工艺代替中、低温控轧工艺生产8～60mm厚的钢板。本工艺用微量钛在钢中形成TiN、Ti(CN)细化晶粒，降低或消除游离氮的时效作用为韧化机制，提高了钢板抗时效、低温和高温韧性，改善了钢的综合性能，使产量提高了1.5吨/分钟，改善钢板的质量，节省能源，增加经济效益。
Description
本发明涉及钛处理钢板高温再结晶轧制及加速冷却工艺。
目前，把钛元素含量＞0.025％的钢普遍称为钛微合金化系列；而在交货时都作为化学成分进行考核，而钛元素含量≤0.025％的钢一般称做钛处理钢。钛处理钢，当Ti/N＜3.4，N含量为30～80ppm，钛含量为0.005～0.025％时，为提高钢的强度，目前只应用于连铸钢或4吨以下的小钢锭，不能应用于大钢锭。因为大钢锭冷却速度缓慢，形成的TiN的颗粒较为粗大，对提高钢的强度不起作用，只有应用在连铸钢或小于4吨钢锭，由于冷却速度较快，钢中的Ti形成了细小TiN或Ti(CN)沉淀相，提高了钢的力学性能。
而对于单独钛微合金化钢或含有钛、钒、铌、氮等几种元素微合金化钢，轧制时均采用控轧或控冷工艺，终轧温度为800～860℃或以下温度生产厚钢板。对于16Mn控轧厚钢板终轧温度为800～860℃，采取的是控轧控冷并用工艺。采用上述工艺生产厚板必须降温待轧，并存在加大轧机负荷、使轧辊及其他部件易损，严重降低产量，能耗过高的缺点。
本发明的目的是为了克服上述工艺缺点，采用模铸炭素钢、C-Mn、C-Mn-Si钢钛处理大钢锭，热送技术，利用现有装备，采用高温再结晶轧制厚钢板，终轧温度控制在900～1000℃，加速冷却工艺代替终轧温度800～860℃(或以下温度)中的中低温控轧工艺，从而达到加快轧制速度、提高质量、产量、降低能耗、增加企业效益和社会效益的目的。
本发明是这样实现的。钛处理钢在大型平炉或转炉上冶炼。在出钢1/3时，罐内投入0.5～1.0千克/吨钢的钛铁或0.1～0.3千克/吨钢的钛屑。钢水罐内吹氩搅拌，使钛与钢中氮均匀化合。钢水铸成10.66吨～13.23吨大钢锭，热脱模、热送。钢锭加热到1360～1380℃出炉开坯轧制，开坯过程中边轧边喷高压水强化冷却，提高钢坯冷却速度，高压水水压为18～20MPa，水量为300～400米3/小时，终轧温度980～1050℃。由于冷却加快，促进了钢中形成细小的TiN、Ti(CN)颗粒，减少或消除钢中游离氮产生的时效作用。钢坯经再加热1150～1250℃时进行轧板。由于钢中TiN、Ti(CN)颗粒存在起到阻止晶粒粗化作用，钢坯在高温再结晶区轧成厚度8～60mm钢板。终轧温度900～1000℃。轧后钢板经过供水量1500～1700米3/小时，冷却区长9～10米，冷却速度为4.7～13.6℃/秒的在线冷却。根据钢板的厚度不同，控制钢板的终冷温度如表1所示。
表1钢板终冷温度控制表
| 冷却道次：1次 | 冷却道次：3次 | ||
| 钢板厚度(mm) | 钢板厚度(mm) | ||
| 8～16 | 17～25 | 26～45 | 46～60 |
| 钢板终冷温度(℃) | 钢板终冷温度(℃) | ||
| 640～700 | 700～750 | 700～750 | 750～790 |
采用本发明工艺具有以下特点：
1.采用模铸炭素钢，C-Mn、C-Mn-Si钢钛处理大钢锭，热送技术，可以使钢中加入的钛与炭氮元素充分化合形成细小的TiN、Ti(CN)等沉淀相，细化了钢的晶粒，减少钢中游离氮的时效作用为韧化机制，提高了厚钢板的时效韧性，低温及高温韧性等，极大地改善了钢板的质量。2.利用本发明工艺可以不必重新改造和新增设备，只要利用现有设备即可实现。3.利用本工艺，采用高温再结晶轧制，终轧温度900～1000℃轧后加速冷却工艺代替终轧温度800～860℃或以下温度的中低温控轧工艺，使终轧温度提高了40～140℃，因此减少了轧钢时待温时间，提高了产量，同时减少了轧机负荷，因此也降低了能耗和轧机部件磨损和消耗，极大地增加轧钢生产率和企业的经济效益。
采用本发明工艺的效果是提高了炭素钢板产品时效值19J/cm2，用于钛处理C-Mn或C-Mn-Si钢板，-20℃冲击功提高了11J以上，同时轧制速度明显加快，每分钟提高产量达1.5吨。
下面是本发明的实施例。
实施例1
应用本发明工艺，在鞍钢180吨转炉冶炼含微量钛的SPV355钢，其化学成分见表2。
表2SPV355和H2钢化学成分
出钢温度为1630℃。钢水浇入钢包后，按钛铁1千克/吨钢(钛含量29％)加入钢包内，然后吹氩搅拌5分钟，钢水镇静12分钟后注成J。10.66吨模型钢锭16支，热脱模、热送。钢锭加热到1360℃出炉开坯。开坯过程中喷高压冷却水，水压为20MPa，水量为250米3/小时，终轧温度980～1050℃，轧成规格250×1150×2000(mm)钢坯32块，再加热1150～1250℃，进行高温再结晶轧制，轧成40×2250×5000(mm)钢板，终轧温度920～950℃，然后在线加速冷却，钢板在冷却区往返三道次，冷却水量为1600米3/小时，终冷温度700～750℃。经本发明工艺轧成的钢板机械性能σs：340～400MPa，σb：530～550MPa，δs：22～28％，在-20℃时冲击功AK值(V型缺口)为：40～49J，综合性能达到YB(T)40-87标准，该产品发往兰州石油化工机器厂试用结果良好。
实施例2
应用本发明工艺，在鞍钢300吨平炉冶炼含微量钛的H2钢，其化学成分见表2。出钢温度为1620℃。钢水浇入钢包后，按钛屑0.25千克/吨钢(钛含量90％)加入钢包内，然后吹氩搅拌6分钟，钢水镇静10分钟注成J。13.10吨模型钢锭22支。热脱模、热送。钢锭加热到1360～1380℃出炉开坯。开坯过程中喷高压水冷却，水压为18MPa，水量为400米3/小时，终轧温度980～1000℃，轧成规格220×1150×2000(mm)钢坯44块，再加热1150～1250℃，在轧机上进行高温再结晶轧制，轧成20×1900×1200(mm)钢板，终轧温度900～920℃，然后在线加速冷却，钢板在冷却区往返走行一道次，冷却水量为1650米3/小时，终冷温度700～750℃。经本发明工艺轧成的钢板机械性能σs：255～300MPa，σb：420～450MPa，δs：24～30％，冲击值αK(U型缺口)为：44～65J/cm2，综合性能达到YB(T)41—87标准，该产品发往北京锅炉厂试用结果良好。
Claims (5)
1、一种含钛为0.005～0.025％的钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却工艺，将大型平炉或转炉冶炼的钢，在出钢1/3时，向罐内投入0.5～1.0千克/吨钢的钛铁或0.1～0.3千克/吨钢的钛屑，钢水罐内吹氩搅拌使钛与钢中氮均匀化合；钢水铸成10.66吨～13.23吨钢锭，热脱模，热送，钢锭加热到1360～1380℃出炉开坯轧制，其特征在于，开坯过程中边轧边喷高压水强化冷却，终轧温度为980～1050℃，促进钢中形成细小的TiN、Ti(CN)；钢坯经再加热1150～1250℃在高温再结晶区轧成厚度8～60mm钢板，终轧温度为900～1000℃；钢板在供水量1500～1700米3/小时，冷却区长9.0～1.0米，冷却速度为13.6～4.7℃/秒的条件下，根据钢板厚度不同，冷却道次不同，使钢板终冷温度控制在640～790℃；在钢锭开坯轧制时，所喷高压水水压为18～20MPa，水量为300～400米3/小时，终冷温度控制在980～1050℃。
2、根据权利要求1所述的一种钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却工艺，其特征在于钢板厚度在8～16mm时，冷却道次为一次，钢板终冷温度控制在640～700℃。
3、根据权利要求1所述的一种钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却工艺，其特征在于钢板厚度在17～25mm时，冷却道次为一次，钢板终冷温度控制在700～750℃。
4、根据权利要求1所述的一种钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却工艺，其特征在于钢板厚度在26～45mm时，冷却道次为三次，钢板终冷温度控制在700～750℃。
5、根据权利要求1所述的一种钛处理钢板高温再结晶轧制加速冷却工艺，其特征在于钢板厚度在46～60mm时，冷却道次为三次，钢板终冷温度控制在750～790℃。
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