CN107983784B - 一种提高热轧钢板性能均匀性的方法 - Google Patents
一种提高热轧钢板性能均匀性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107983784B CN107983784B CN201711220215.4A CN201711220215A CN107983784B CN 107983784 B CN107983784 B CN 107983784B CN 201711220215 A CN201711220215 A CN 201711220215A CN 107983784 B CN107983784 B CN 107983784B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collector
- group
- steel plate
- cooling
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
本发明涉及一种提高热轧钢板性能均匀性的方法，在采用超快速冷却系统对热轧钢板进行冷却时，控制钢板分段冷却、分段头尾遮蔽。开启超快速冷却系统第1‑24组集管中两段连续的若干组集管，即水冷一段和水冷二段，两水冷段之间间隔的集管不开启作为空冷段，分段冷却时，钢板经过水冷—空冷—水冷的过程，实现对温度和组织的调控；在两水冷段进行不同距离和程度的头尾遮蔽，即分段头尾遮蔽，以消除钢板纵向温差。采用此方法后，钢板头尾部与中部温差≤20℃，钢板性能均匀，同板屈服强度波动≤32MPa，屈强比稳定在0.75～0.85。
Description
技术领域
本发明属于中厚板的控轧控冷技术领域，具体涉及一种提高热轧钢板性能均匀性的方法。
背景技术
新一代热轧钢板广泛应用于高建、输油管道、桥梁、海洋工程等领域，不仅要求具备高强度和高韧性，而且要求同张板性能均匀，同批和同钢种钢板性能波动范围窄。钢板性能的波动导致在后续加工成型过程中不同部位变形不均匀，将直接影响最终产品外观和质量。而钢板性能均匀性与组织和温度均匀性密切相关。在加热炉加热过程中，板坯头尾部和中部存在一定的温差；在轧制过程中，中间坯待温、精除鳞水和轧机冷却水等的作用将进一步的加剧头尾温降；钢板进入冷却设备时，头部先进入冷却区，而尾部需经过一段时间空冷才进入，在长度方向形成温度梯度。此外，在冷却过程中钢板上集管冷却水喷淋到钢板表面后部分冲向钢板头尾部，造成头尾部易过冷，形成纵向温差。因此，加热、轧制和冷却过程的温差都会影响钢板温度均匀性，最终影响钢板性能均匀性。
现有改善热轧钢板性能均匀性的方法，大部分是在控制冷却过程中通过头尾遮蔽和辊道速度变化来提高冷却均匀性，从而改善性能均匀性，且遮蔽均采用全程头尾遮蔽，即对开启的每一组集管均遮蔽，并未涉及分段头尾遮蔽，更不涉及采用分段冷却与分段遮蔽相结合的方式。专利CN102371283A通过调整上集管位置、钢板上表面冲刷水区域“软水封”的设定、优化上下水比、清扫上表面残余水和辊道速度的变换来提高超快冷的均匀性；专利CN102601134A中将头尾遮蔽参数根据钢板的碳含量、Mo含量、厚度、长度和终冷温度划分为5层，但并未采用细化至每一组集管的分段头尾遮蔽；专利CN102380514B和CN103599950A均通过辊道速度的变换来控制钢板头尾低温区和中部均温区冷却时间，实现钢板均匀冷却；专利CN106216412A利用炉卷机组层流分段冷却来控制中厚板相变，但层流冷却水压小，冷却能力弱于超快冷系统，且未进行头尾遮蔽，无法改善钢板性能均匀性；专利CN101979166B利用热连轧带钢生产机组，通过水冷，空冷，水冷的方法生产低屈强比热轧卷板，但该工艺仅针对热轧卷板，未涉及中厚板生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高热轧钢板性能均匀性的方法，将分段冷却与分段头尾遮蔽相结合，采用分段冷却来控制钢板温度和相变，获得合适的微观组织；充分发挥超快冷系统头尾遮蔽作用，采用分段头尾遮蔽来消除头尾温差，即控制每组集管的遮蔽距离和系数，设置遮蔽距离梯度与钢板纵向温度梯度互补，得到性能均匀稳定的产品。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种提高热轧钢板性能均匀性的方法，具体包括：
(1)分段冷却：在超快速冷却系统上，对钢板进行分段冷却，开启超快速冷却系统第1-24组集管中连续的n1组集管和连续的n2组集管，n1组集管和n2组集管分别作为水冷一段和水冷二段，两水冷段之间间隔的集管不开启作为空冷段；
(2)分段头尾遮蔽：对两水冷段的集管进行头尾遮蔽，遮蔽距离300～3000mm，遮蔽系数0.9～0.95。
进一步，所述的提高热轧钢板性能均匀性的方法中分段头尾遮蔽中采用梯度遮蔽：根据两水冷段开启的集管总组数n(n＝n1+n2，3≤n≤22)设置遮蔽距离梯度，当n≤11时，开启的第一组集管遮蔽300×(n-1)mm，开启的第二组遮蔽300×(n-2)mm，开启的第n-1组遮蔽300mm，开启的第n组不遮蔽，遮蔽系数为0.9～0.95；当n＞11时，开启的前11组集管遮蔽距离按n＝11时的规则进行设置，遮蔽系数为0.9～0.95，第11组以后的集管不遮蔽。
进一步，所述的提高热轧钢板性能均匀性的方法中同一水冷段内每组集管水量设定一致，单个集管水量为100～240m3/h。
本发明所述的超快速冷却区由24组集管组成，每组集管分上下两根集管，可实现单独控制。首先，根据材料的CCT曲线，确定铁素体相变的温度，从而得到从开始冷却至铁素体析出、从铁素体析出至终冷温度的温降；其次，根据超快速冷却系统特点和生产经验，绘制确定辊速和厚度下的温降-冷却水总流量曲线，得知具体规格钢板获得某一温降所需的总水量；然后设定集管开启组数、水量以及头尾遮蔽参数，开启超快速冷却系统第1-24组集管中两段连续的若干组集管，即水冷一段和水冷二段，两水冷段之间间隔的集管不开启作为空冷段。钢板经水冷一段冷至铁素体相变温度，随后经空冷段析出部分多边形铁素体，最后经水冷二段生成针状铁素体或粒状贝氏体，具备这种复相组织的钢板不仅有较高强韧性，而且性能稳定，屈强比稳定在0.75～0.85，强度波动较小。钢板轧后头尾温差为30～50℃，需要针对每根集管设置具体头尾遮蔽参数，才可消除纵向温差，若采用全程一致的头尾遮蔽参数，易造成过度遮蔽或遮蔽不足，导致头尾返红温度高于或低于中部，出现头尾屈强比过高的情况。此外，钢板的头尾低温区是一个渐变的温度场，若冷却水量的变化为突变，则不易得到均匀的温度场，而采用梯度遮蔽，设置遮蔽距离呈梯度减小，能逐步消除头尾温差。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
1.本发明中分段冷却和分段头尾遮蔽相结合，钢板经水冷一段冷至铁素体相变温度，随后经空冷段析出部分多边形铁素体，最后经水冷二段生成针状铁素体或粒状贝氏体，使钢板不仅有较高强韧性，而且性能稳定，屈强比稳定在0.75～0.85，同板屈服强度波动≤32MPa。
2.本发明中采用梯度头尾遮蔽，设置遮蔽距离呈梯度减小，能逐步消除头尾温差，本发明实施后钢板头尾部与中部温差≤20℃。
附图说明
图1为钢板头尾梯度遮蔽温度和水量示意图；
图2为实施例1中钢板开冷和终冷温度曲线；
图3为对比实施例1中钢板开冷和终冷温度曲线；
图4为实施例2中钢板开冷和终冷温度曲线；
图5为对比实施例2中钢板开冷和终冷温度曲线；
图6为实施例3中钢板开冷和终冷温度曲线；
图7为对比实施例3中钢板开冷和终冷温度曲线。
具体实施方式
以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但不仅仅局限于此。
实施例1
连铸坯成分为(wt％)C：0.08％、Si：0.24％、Mn：1.68％、P≤0.012％、S≤0.004％、Cr：0.14％、Nb：0.033％、Ti：0.015％、Alt：0.045，其余为Fe和不可避免的杂质。采用TMCP工艺轧制成厚度为15mm的钢板，终轧温度875℃，钢板入水温度803℃。超快冷辊道速度1.8m/s，加速度0.004m/s2，超快冷水温控制在23±2℃，终冷温度600℃。
集管水量：开启第3-8、21-24组集管(共计10组)，水比(下表水量/上表水量)均为1.9，3-8组集管水量120～150m3/h，21-24组集管水量110～140m3/h。
头尾遮蔽：第3组(开启的第一组)遮蔽2700mm，第4组(开启的第二组)遮挡2400mm，第5组(开启的第三组)遮蔽2100mm，第6组遮蔽1800mm，第7组遮蔽1500mm，第8组遮蔽1200mm，第21组遮蔽900mm，第22组遮蔽600mm，第23组(开启的第9组)300mm，第24组不遮蔽，遮蔽系数0.9～0.95。
本实施例得到钢板开冷和终冷温度曲线见附图2，可见终冷温度在600±10℃，头尾部与中部温差≤20℃，力学性能见表1。
对比实施例1
连铸坯成分和轧制工艺与实施例1相同，超快冷辊道速度1.8m/s，加速度0.004m/s2，超快冷水温控制在23±2℃，终冷温度600℃，但集管开启位置和头尾遮蔽方式不同。
集管水量：连续开启第3-12组集管(共计10组)，1-8组集管水量120～150m3/h，9-12组集管水量110～140m3/h，水比均为1.9。
头尾遮蔽：1-12组集管头尾遮蔽300～3000mm，遮蔽系数0.9～0.95，每组集管遮蔽距离和系数一致。
本对比实施例得到钢板开冷和终冷温度曲线见附图3，力学性能见表1，头尾部终冷温度明显高于中部，最大温差40℃，导致头尾部屈服强度比中部高76MPa，且屈强比较高。
实施例2
连铸坯成分为(wt％)C：0.1％、Si：0.21％、Mn：1.5％、P≤0.015％、S≤0.004％、Cr：0.13％、Ni：0.12％、Nb：0.019％、Ti：0.015％、Alt：0.040，其余为Fe和不可避免的杂质。采用TMCP工艺轧制成厚度为18mm的钢板，终轧温度834℃，钢板入水温度730℃。超快冷辊道速度1.3m/s，加速度0.01m/s2，超快冷水温控制在23±2℃，终冷温度540℃。
集管水量：开启第5-8、17-24组集管(共12组)，水比均为1.7，3-8组集管水量140～170m3/h，17-24组集管水量130～160m3/h。
头尾遮蔽：第5组(开启的第一组)集管头尾遮蔽3000mm，第6组(开启的第二组)集管头尾遮蔽2700mm，第7组(开启的第三组)集管遮蔽2400mm，第8组集管遮蔽2100mm，第17组集管头尾遮蔽1800mm，第18组集管遮蔽1500mm，第19组集管遮蔽1200mm，第20组集管头尾遮蔽900mm，第21组集管遮蔽600mm，第22组集管遮蔽300mm，第23-24组集管不遮蔽，遮蔽系数0.9～0.95。
本实施例得到钢板开冷和终冷温度曲线见附图4，力学性能见表1，可见头尾部与中部温差≤20℃，头尾部与中部屈服强度差值32MPa。
对比实施例2
连铸坯成分和轧制工艺与实施例2相同，但集管开启位置和头尾遮蔽方式不同。
集管水量：连续开启第5-16组集管(共12组)，水比均为1.7，5-8组集管水量140～170m3/h，9-16组集管水量130～160m3/h。
头尾遮蔽：不使用。
本对比实施例得到钢板开冷和终冷温度曲线见附图5，力学性能见表1，可见头尾部温度明显低于中部，最大温差50℃，导致头尾部屈服强度高出中部59MPa，屈强比升高。
实施例3
成分为(wt％)C：0.065％、Si：0.21％、Mn：1.61％、P≤0.015％、S≤0.004％、Nb：0.034％、Ti：0.013％、Alt：0.040，其余为Fe和不可避免的杂质。采用TMCP工艺轧制成厚度为12mm的钢板，终轧温度900℃，钢板入水温度790℃。超快冷辊道速度1.6m/s，加速度0.008m/s2，超快冷水温控制在23±2℃，终冷温度550℃。
集管水量：开启第4-8、22-24组集管(共计8组)，水比均为1.9，第4-8组集管水量170～200m3/h，22-24组集管水量150～180m3/h。
头尾遮蔽：第4组(开启的第一组)集管头尾遮蔽2100mm，第5组(开启的第二组)集管头尾遮蔽1800mm，第6组集管遮蔽1500mm，第7组集管遮蔽1200mm，第8组集管头尾遮蔽900mm，第22组集管遮蔽600mm，第23组集管遮蔽300mm，第24组集管不遮蔽，遮蔽系数0.9～0.95。
本实施例得到钢板开冷和终冷温度曲线见附图6，力学性能见表1，可见钢板头尾部与中部温差≤20℃，同板屈服强度波动30MPa。
对比实施例3
连铸坯成分和轧制工艺与实施例3相同，超快冷辊道速度1.6m/s，加速度0.008m/s2，超快冷水温控制在23±2℃，终冷温度550℃，集管开启位置和头尾遮蔽方式有所差异。
集管水量：连续开启第5-12组集管(共计8组)，水比均为1.9，第5-9组集管水量170～200m3/h，第10-12组集管水量150～180m3/h。
头尾遮蔽：第5-12组集管头尾遮蔽300～3000mm，遮蔽系数0.9～0.95，每组集管遮蔽距离和系数一致。
本对比实施例得到钢板开冷和终冷温度曲线见附图7，力学性能见表1，可见头尾部终冷温度明显高于中部，最大温差50MPa，头尾部与中部屈服强度差值达66MPa。
表1 本发明实施例及对比例的力学性能
由表1可知，采用分段冷却和分段头尾遮蔽相结合，钢板性能均匀性明显提高，同板屈服强度波动由59～76MPa降至28～32MPa，屈强比稳定在0.75～0.85。
除上述实例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或者等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种提高热轧钢板性能均匀性的方法，其特征在于：
(1)分段冷却：在超快速冷却系统上，对钢板进行分段冷却，开启超快速冷却系统第1-24组集管中连续的n1组集管和连续的n2组集管，n1组集管和n2组集管分别作为水冷一段和水冷二段，两水冷段之间间隔的集管不开启作为空冷段；
(2)分段头尾遮蔽：对两水冷段的集管进行不同距离和程度的头尾遮蔽，遮蔽距离300～3000mm，遮蔽系数0.9～0.95，分段头尾遮蔽采用梯度遮蔽：根据两水冷段开启的集管总组数n，n＝n1+n2，3≤n≤22，设置遮蔽距离梯度，当n≤11时，开启的第一组集管遮蔽300×(n-1)mm，开启的第二组遮蔽300×(n-2)mm，开启的第n-1组遮蔽300mm，开启的第n组不遮蔽，遮蔽系数为0.9～0.95；当n＞11时，开启的前11组集管遮蔽距离按n＝11时的规则进行设置，遮蔽系数为0.9～0.95，第11组以后的集管不遮蔽。
2.根据权利要求1所述的提高热轧钢板性能均匀性的方法，其特征在于：所述的水冷段中同一水冷段内每组集管水量设定一致，单个集管水量为100～240m3/h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711220215.4A CN107983784B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种提高热轧钢板性能均匀性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711220215.4A CN107983784B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种提高热轧钢板性能均匀性的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107983784A CN107983784A (zh) | 2018-05-04 |
| CN107983784B true CN107983784B (zh) | 2019-06-21 |
Family
ID=62033825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711220215.4A Active CN107983784B (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种提高热轧钢板性能均匀性的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107983784B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109487064A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-19 | 张家港宏昌钢板有限公司 | X80管线钢板坯热轧控制方法 |
| CN110280589A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-09-27 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 厚钢板及其轧制方法 |
| CN110883103B (zh) * | 2019-11-29 | 2022-03-18 | 张家港宏昌钢板有限公司 | 一种超快冷系统用的中厚板轧后冷却温度均匀性控制方法 |
| CN111069308A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-28 | 北京科技大学 | 一种改善中厚板在线加速冷却均匀性方法 |
| CN112359191B (zh) * | 2020-11-10 | 2022-04-19 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 同板强度差小的tmcp型桥梁钢板及其生产方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5458665A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Cold skinpass rolling method and convector plate for this method |
| JP2006063401A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Daido Plant Kogyo Kk | 帯板洗浄装置における帯板通板方法および帯板洗浄装置 |
| CN102371283B (zh) * | 2011-10-14 | 2013-08-28 | 东北大学 | 用于改善中厚板轧后超快速冷却均匀性的方法 |
| CN103555914B (zh) * | 2013-11-25 | 2015-07-22 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种12MnNiVR钢板的在线淬火及板形控制工艺 |
-
2017
- 2017-11-29 CN CN201711220215.4A patent/CN107983784B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107983784A (zh) | 2018-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107983784B (zh) | 一种提高热轧钢板性能均匀性的方法 | |
| CN106086353B (zh) | 控制大断面GCr15轴承钢网状碳化物析出的轧制方法 | |
| Matsumura et al. | Evolution of ultrafine-grained ferrite in hot successive deformation | |
| EP0945522B1 (en) | Method of producing a hot rolled sheet having ultra fine grains | |
| CN102021472B (zh) | 一种适用于连续退火工艺高强塑积汽车钢板的生产方法 | |
| CN109465295B (zh) | 一种防止热连轧钢板在冷轧中边裂断带的方法 | |
| CN101586182B (zh) | 降低轴承钢盘条碳化物网状级别的方法 | |
| CN104862597A (zh) | 一种利用残余奥氏体提高冷轧双相钢伸长率的方法 | |
| CN106868398A (zh) | 1300MPa级超细晶铁素体/低温贝氏体双相钢及其制备方法 | |
| CN101518781A (zh) | 生产超细晶棒材的轧机机列及其轧制方法 | |
| CN205851555U (zh) | 一种低屈强比热轧高强度抗震钢筋的生产系统 | |
| CN102828116A (zh) | 基于tmcp工艺的表层超细晶高强度钢板及其制造方法 | |
| CN105772502A (zh) | 生产高牌号无取向硅钢的不对称轧制方法 | |
| CN104561731B (zh) | 一种通条性能均匀的高韧性65Mn弹簧钢的生产方法 | |
| CN101906519A (zh) | 低屈强比表层超细晶低碳钢厚板的制造方法 | |
| Deng et al. | Extending the boundaries of mechanical properties of Ti-Nb low-carbon steel via combination of ultrafast cooling and deformation during austenite-to-ferrite transformation | |
| CN104962814B (zh) | 一种正火高强韧性150mm特厚板及其生产方法 | |
| CN112048679A (zh) | 一种低成本屈服强度490MPa桥梁钢板生产方法 | |
| CN106566989A (zh) | 一种含钒工具用热轧宽带钢及其生产方法 | |
| CN102643970A (zh) | 一种热轧带肋钢筋盘条生产方法 | |
| CN104593679A (zh) | 10.9级高强度螺杆用免退火冷镦钢线材及其生产工艺 | |
| CN110449465B (zh) | 一种降低高淬透性冷轧高强钢冷轧边裂断带的方法 | |
| CN101633976A (zh) | 一种适合不同厚度高强韧钢板的直接淬火工艺 | |
| CN106216412A (zh) | 一种利用炉卷机组层流分段冷却控制中厚板相变的方法 | |
| CN110088333A (zh) | 具有优异的表面部分nrl-dwt特性的超厚钢材及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |