CN105369021A - 一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热轧钢板工艺领域，尤其是涉及一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法。本发明的一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法，不仅能满足钢板达到在线淬火的效果，降低能耗成本，通过控制钢板的返红温度≤200℃，使淬火后的钢板能够完全转变成马氏体，同时又使钢板内部残余应力降至最低，钢板板形优良，钢板最大不平度≤10mm/m。采用MUPLIC快速冷却装置进行手动调节集管上下水比、水量及辊道速度，并利用头尾遮挡和边部侧喷、气吹等功能确保钢板冷却均匀并达到淬火效果，而且板形和性能都合格。

Description

一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法
技术领域
本发明涉及热轧钢板工艺领域，尤其是涉及一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法。
背景技术
10～16mm工程机械用NM360钢由于强度高、规格薄，轧后浇水过程中容易出现瓢曲、变形等板形缺陷，一般采用轧后空冷+离线调质热处理方式进行生产，生产工序和能耗成本高。目前国内很多厂家采用在线淬火短流程工艺方式取代离线淬火工艺，可以有效地降低合金含量和生产成本。但在实际生产过程中，在线淬火钢板由于温降大、冷速快，会产生强烈的组织应力和残余应力，两种应力的交互作用下不仅会导致钢板淬火后瓢曲和翘曲变形，还会影响后续材料的使用性能。
现有的高强钢在线淬火板形控制技术，如2008年的中国专利申请(公开号为CN101215624A)“一种高强韧厚钢板的在线淬火生产工艺方法”，主要介绍的是20～50mm厚规格钢板采用水幕和气雾两阶段冷却方式进行在线淬火，对于20mm以下钢板并未提及；2009年的中国专利申请(公开号为CN101633976A)“一种适合不同厚度高强韧钢板的直接淬火工艺”，主要介绍的是采用高密度层流冷却方式实现不同规格的在线直接淬火工艺方法，但对于淬火工艺和钢板板形的匹配方法并未涉及；2013年的中国专利申请(公开号为CN103333996A)“一种超高强度海工钢E690特厚钢板淬火工艺，介绍的是80mm以上特厚高强钢的淬火机淬火工艺，与本发明薄规格高强钢在线淬火工艺不适用。
鄂钢4300mm宽厚板厂MUPLIC快速冷却装置采用带有边部遮蔽和水凸度控制的可变流量水枕式冷却集管，上下各布置24根，分为A、B、C、D4个区，每区6m，全长24m，可作为ACC(加速冷却)和DQ(在线冷却)设备使用。实际生产10～16mm薄规格工程机械钢在线淬火冷却过程中板形控制不稳定，钢板由于冷却不均导致变形或瓢曲，不仅增加生产成本，而且后部工序很难矫直，因此在线淬火工艺与板形及性能的匹配成为关键。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适合薄规格高强度工程机械用钢在线淬火板形控制方法，该方法采用MUPLIC快速冷却装置进行手动调节集管上下水比、水量及辊道速度，并利用头尾遮挡和边部侧喷、气吹等功能确保钢板冷却均匀并达到淬火效果，而且板形和性能都合格。
本发明采用的技术方案是：一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法,其特征在于：包括以下工艺：
(1)、热轧工艺：将铸坯加热到1180～1240℃，采用普通热轧工艺，控制钢板终轧温度≥900℃；
(2)、采用MUPLIC装置进行淬火冷却：将经过热轧后的钢板快速通过辊道进入MUPLIC装置进行大水量冷却，开冷温度为750～800℃，采用变辊速：初始辊速0.8～1.0m/s，终止辊速1.0～1.2m/s；采用集管分区域喷淋，上下集管水比1.5～2.5，冷却速度为20～30℃/s；返红温度≤200℃。
作为优选，所述采用MUPLIC装置进行淬火冷却中采用头尾遮蔽、侧喷和气吹功能保证钢板整体冷却温度的均匀性。
作为优选，所述钢板厚度为10～16mm。
本发明取得的有益效果是：本发明的一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法，不仅能满足钢板达到在线淬火的效果，降低能耗成本，通过控制钢板的返红温度≤200℃，使淬火后的钢板能够完全转变成马氏体，同时又使钢板内部残余应力降至最低，钢板板形优良，钢板最大不平度≤10mm/m。采用MUPLIC快速冷却装置进行手动调节集管上下水比、水量及辊道速度，并利用头尾遮挡和边部侧喷、气吹等功能确保钢板冷却均匀并达到淬火效果，而且板形和性能都合格。薄规格高强钢在线淬火板形问题的解决，是实现短流程低成本制造技术的基础，因此具有很强的市场竞争力和应用前景，经济效益和社会效益明显。
附图说明
图1为钢板在线淬火后形成的板条马氏体组织。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
以钢板号40218177000的10mm厚NM360钢为例。
1)轧制工艺：钢板出炉温度1180℃，终轧温度900℃；
2)在线淬火工艺：10mm钢板轧后出轧机进入MUPLIC装置，开冷温度为750℃，开启A～C三段集管区域，上下集管水比1:2.5，采用变辊速：初始辊速1.0m/s，终止辊速1.2m/s；冷却速度为30℃/s；开启头尾遮蔽，A、B和C区三组侧喷，同时开启气吹,提高钢板冷却均匀性，返红温度150℃。
经过上述工艺在线淬火后，钢板板型良好，钢板最大不平度为9mm/mm。淬火态钢板检验性能为：Rm为1390MPa，HBW/10/3000为443。
实施例2：
以钢板号40218179000的12mm厚NM360钢为例。
1)轧制工艺：钢板出炉温度1196℃，终轧温度910℃；
2)在线淬火工艺：12mm钢板轧后出轧机进入MUPLIC装置，开冷温度为755℃，开启A～C三段集管区域，上下集管水比1:2.0，采用变辊速：初始辊速1.0m/s，终止辊速1.1m/s；冷却速度为28℃/s；开启头尾遮蔽，A、B和C区三组侧喷，同时开启气吹，防止钢板表面积水导致板形变形，返红温度160℃。
经过上述工艺在线淬火后，钢板板型良好，钢板最大不平度为10mm/m。淬火态钢板检验性能为：Rm为1442MPa，HBW/10/3000为454。
实施例3：
以钢板号40218177000的14mm厚NM360钢为例。
1)轧制工艺：钢板出炉温度1191℃，终轧温度974℃；
2)在线淬火工艺：14mm钢板轧后出轧机进入MUPLIC装置，开冷温度为770℃，开启A～C三段集管区域，上下集管水比1:2.0，采用变辊速：初始辊速0.9m/s，终止辊速1.1m/s；冷却速度为26℃/s；开启头尾遮蔽,A、B和C区三组侧喷，提高钢板冷却均匀性，返红温度150℃。
经过上述工艺在线淬火后，钢板板型良好，钢板最大不平度为9mm/mm。淬火态钢板检验性能为：Rm为1393MPa，HBW/10/3000为448。
实施例4：
以钢板号40218177000的16mm厚NM360钢为例。
1)轧制工艺：钢板出炉温度1220℃，终轧温度985℃；
2)在线淬火工艺：16mm钢板轧后出轧机进入MUPLIC装置，开冷温度为780℃，开启A～D四段集管区域，上下集管水比1:1.5，采用变辊速：初始辊速0.8m/s，终止辊速1.0m/s；冷却速度为24℃/s；开启头尾遮蔽，A、B、C和D区四组侧喷，提高钢板冷却均匀性，返红温度150℃。
经过上述工艺在线淬火后，钢板板型良好，钢板最大不平度为8mm/mm。淬火态钢板检验性能为：Rm为1395MPa，HBW/10/3000为450。
实施例5：
以钢板号40218177000的16mm厚NM360钢为例。
1)轧制工艺：钢板出炉温度1240℃，终轧温度990℃；
2)在线淬火工艺：16mm钢板轧后出轧机进入MUPLIC装置，开冷温度为800℃，开启A～D四段集管区域，上下集管水比1:1.5，采用变辊速：初始辊速0.8m/s，终止辊速1.0m/s；冷却速度为20℃/s；开启头尾遮蔽,A、B、C和D区四组侧喷，提高钢板冷却均匀性，返红温度160℃。
经过上述工艺在线淬火后，钢板板型良好，钢板最大不平度为8mm/mm。淬火态钢板检验性能为：Rm为1398MPa，HBW/10/3000为452。

Claims (3)

1.一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法,其特征在于：包括以下工艺：
(1)、热轧工艺：将铸坯加热到1180～1240℃，采用普通热轧工艺，控制钢板终轧温度≥900℃；
(2)、采用MUPLIC装置进行淬火冷却：将经过热轧后的钢板快速通过辊道进入MUPLIC装置进行大水量冷却，开冷温度为750～800℃，采用变辊速：初始辊速0.8～1.0m/s，终止辊速1.0～1.2m/s；采用集管分区域喷淋，上下集管水比1.5～2.5，冷却速度为20～30℃/s；返红温度≤200℃。
2.根据权利要求1所述的一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法,其特征在于：所述采用MUPLIC装置进行淬火冷却中采用头尾遮蔽、侧喷和气吹功能保证钢板整体冷却温度的均匀性。
3.根据权利要求1所述的一种兼顾薄规格高强钢钢板板形和性能的在线淬火冷却方法,其特征在于：所述钢板厚度为10～16mm。
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