CN112828036B - 一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法 - Google Patents

一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，主要解决现有厚度为10‑16mm、屈服强度为600MPa级别及以上热连轧钢板的低温冲击功值较低的技术问题。一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，包括，1)用加热炉对厚度为210～230mm的高强钢连铸板坯进行加热处理；2)粗轧，除鳞后的板坯输送至粗轧机R1和R2进行6道次轧制；3)精轧，中间坯经精轧机F1～F7进行7道次连续轧制，精轧结束温度为800～840℃；精轧后，钢板厚度为10～16mm，卷取温度为510～580℃时卷取得热轧钢卷。本发明满足了工程机械等领域对钢板低温冲击韧性的要求。

Description

一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法
技术领域
本发明涉及一种高强钢生产技术，特别涉及一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，具体而言，涉及提高厚度为10-16mm、屈服强度为600MPa级别及以上热连轧钢板低温冲击韧性的方法，属于钢铁冶金和压延加工技术领域。
背景技术
热连轧是采用连铸板坯或初轧板坯为原料，经步进式加热炉加热，高压水除鳞后进行粗轧，轧制的中间坯经切头、尾后，进入精轧机组进行连续轧制，再经过层流冷却进行冷却，最后通过卷取机卷取、得到热轧钢卷。
现有宽度为1780mm热连轧产线，受到装备条件，如轧制力、飞剪、卷取机等能力的限制，在设计上生产厚度20mm以下的热轧钢卷。对一般结构钢，由于强度较低，最终成品性能要求不高，可生产最大厚度能够达到设计厚度。
按照现有热轧工艺生产厚度为10-16mm、屈服强度为600MPa级别及以上热连轧钢板，热轧钢板的力学性能，尤其是低温冲击功值较低，难以满足设计要求。
因而屈服强度600MPa级别及以上热轧钢板，生产的最大厚度往往都在10mm以下，对10mm以上的热轧钢板需要通过宽度为2050mm等轧机，或者中厚板轧机进行生产，才能满足低温冲击韧性要求。
申请公布号为CN105296731A的中国专利申请公开了一种提升厚规格高强钢板冲击韧性的生产方法，包括冶炼、连铸、除鳞、粗轧、精轧、加速冷却系统ACC冷却、热矫直、剪切和调质等，通过严格控制钢水纯净度和采用淬火、回火工艺，提升低温冲击韧性，实施例钢板-20℃低温冲击功值大于100J，-40℃低温冲击功值大于80J，可生产成品厚度50-100mm。所述的方法适用于中厚板产线。
申请公布号为CN103468903A的中国专利申请公开了一种改善高强钢低温冲击韧性的方法，包括板坯加热、除鳞、粗轧、精轧、冷却、热矫直和热处理，其中热处理为回火工艺，回火温度为650-680℃，提高60-80mm厚规格Q550D高强钢的低温冲击韧性，-20℃纵向冲击功大于140J，该方法适用于中厚板产线生产高强钢。
申请公布号为CN101255528A的中国专利申请公开了具有良好超低温韧性的含铌钢板及其轧制方法，要求再结晶区最后道次压下率不小于15％，总压下率不小于40％，中间坯停留不低于5s并用中间水冷装置进行喷水冷却，第二阶段道次压下量控制在不低于18％，终轧温度控制在800℃至900℃之间，实施例最终产品厚度20-30mm。
申请公布号为CN1029655894A的中国专利申请公开了一种采用低合金钢制作超低温钢的方法，除控制钢的化学成分外，还通过熔炼的氧化期控制脱碳量不低于0.5％，当钢水含磷量不大于0.02％时进入还原期，以及将S、P控制到最低限度，减少低熔点化合物及脆性物质，从而提到低温冲击功。该方法是通过成分和熔炼工艺控制实现提高低温冲击韧性的目的。
因此现有技术缺乏提高厚度为10-16mm、屈服强度为600MPa级别及以上热连轧钢板低温冲击韧性的技术手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，主要解决现有厚度为10-16mm、屈服强度为600MPa级别及以上热连轧钢板的低温冲击功值较低的技术问题，使得宽度为1780mm热连轧产线能够生产厚度为10-16mm、屈服强度为600MPa级别及以上热连轧钢板。
本发明采用的技术方案是，一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，轧线上设备包括：加热炉、1#除鳞箱、粗轧机R1、粗轧机R2、飞剪、2#除鳞箱、七机架精轧机F1～F7、层流冷却以及轧机附属的除鳞水和冷却水系统，其中：1#除鳞箱除鳞水的压力≥19MPa，水量为400m3/h；2#除鳞箱除鳞水的压力20MPa，水量为400m3/h；R1轧机除鳞水的压力20MPa，水量为480m3/h；R2轧机除鳞水的压力为20MPa，水量为480m3/h；精轧机F1～F2、F2～F3之间机架间除鳞水的压力为12MPa，水量为480m3/h；精轧机F3～F4、F4～F5、F5～F6以及F6～F7机架间冷却水的压力为0.4MPa，水量为230m3/h；热连轧机生产控制系统在轧线上配置有信息采集和指令执行电器件，具体包括以下步骤：
1)用加热炉对厚度为210～230mm的高强钢连铸板坯进行加热处理，加热温度为1230～1260℃，通过运输辊道将加热后的连铸板坯输送至1#除鳞箱进行除鳞；
2)粗轧，除鳞后的板坯输送至粗轧机R1和R2进行6道次轧制，在R2最后一道次前，板坯进行待温，待温时板坯需要摆荡；待温后，板坯经过粗轧机R2进行最后1道次轧制，轧制成中间坯；粗轧结束温度在1040℃以下，粗轧后中间坯厚度为48～50mm，中间坯经飞剪进行切头、尾处理后，输送至2#除鳞箱进行除鳞处理；
3)精轧，中间坯经精轧机F1～F7进行7道次连续轧制，精轧结束温度为800～840℃；精轧后，钢板厚度为10～16mm，层流冷却采用前段冷却，冷却速度20～60℃/s，卷取温度为510～580℃时卷取得热轧钢卷。
进一步，步骤1)中，1#除鳞箱进行除鳞时，操控1#除鳞箱除鳞水水量开至最大，对板坯同时进行除鳞和降温。
进一步，步骤2)中，待温时间为≥50s，避免板坯局部由于与辊道长时间接触导致温度不均匀；2#除鳞箱进行除鳞时，操控2#除鳞箱除鳞水水量开至最大。
进一步，步骤3)中，精轧机组过钢前，操控精轧机F1～F2、F2～F3机架间除鳞水全部开至最大水量，F3～F4、F4～F5机架间冷却水水量预开至最大水量的75％，F5～F6、F6～F7机架间冷却水关闭；当精轧机F1咬钢时，热连轧机生产控制系统根据带钢头部穿带速度、带钢实际温度和精轧机F7出口目标温度预计算开水量，其中精轧机F1～F2、F2～F3机架间除鳞水全部水量、F3～F4、F4～F5机架间冷却水预开75％水量参与计算；位于精轧机F7机架出口侧高温计实时检测F7出口带钢温度，若带钢实际温度低于目标温度，依次减少精轧机F3～F4、F4～F5机架间冷却水水量；若带钢实测温度高于目标温度，依次开启精轧机F5～F6、F6～F7机架间冷却水，若F5～F6、F6～F7机架间冷却水开至最大水量的75％时，带钢实际终轧温度仍高于目标温度，则取消F3～F4、F4～F5、F5～F6、F6～F7最大水量75％限制，依次开至最大水量。
当精轧机组机架间冷却水水量均开至最大时，若带钢实际温度仍高于目标温度，则以当前水量和带钢目标温度为基础，计算带钢速度，进行降速轧制。
本发明所述高强钢屈服强度为600MPa级、650MPa级和700MPa级。
本发明通过生产工艺优化，解决了1780热连轧产线生产屈服强度600MPa级别及以上厚规格(≥10mm)高强钢时，由于出炉温度较高，中间坯厚度相对较薄等条件限制而导致的成品低温冲击功值较低的技术问题，提高了厚规格高强钢的产品质量，提升了1780热连轧产线生产能力。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、通过对屈服600MPa级别及以上，厚度≥10mm的高强钢热轧工艺优化控制，提高了厚规格高强钢的低温冲击功值，如屈服强度700MPa级别高强钢，-40℃冲击功值由34J左右提高到150J以上，更好的满足了工程机械等领域对钢板低温冲击韧性的要求。2、通过本发明，实现1780产线现有装备条件下，高强钢生产能力的提升，对屈服600、700MPa级别可生产最大厚度由＜10mm提高到16mm。
具体实施方式
结合实施例1、实施例2对本发明做进一步说明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1、2为生产牌号为BS700MC，屈服强度700MP级工程机械用钢，实施例3、4为生产牌号为S600MC，屈服强度600MP级高强结构用钢；其其化学成分如表1所示，余量为Fe及不可避免杂质。
表1本发明实施例钢的化学成分，单位：重量百分比。
元素 C Si Mn P S Mo Al Nb+Ti
实施例1 0.07 0.15 1.80 0.009 0.002 0.15 0.032 0.148
实施例2 0.08 0.16 1.86 0.01 0.0018 0.13 0.029 0.147
实施例3 0.06 0.19 1.51 0.01 0.0015 0 0.027 0.13
实施例4 0.063 0.15 1.53 0.01 0.0019 0 0.028 0.134
连铸板坯经加热炉加热后，在热连轧轧机上轧制，通过粗轧轧机和精轧连轧机组控制轧制后，进行控制冷却，然后进行卷取，生产出合格热轧板卷，热轧工艺控制参数见表2。
表2本发明实施例钢的热轧工艺参数
Figure GDA0003633914130000041
将本发明得到的热轧钢板进行取样，拉伸、弯曲试验取横向试样，冲击试验取纵向试样，按照《GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行拉伸试验；按照《GB/T 229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行冲击试验，其力学性能见表3。
表3本发明实施例钢热轧钢板的力学性能
Figure GDA0003633914130000042
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或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 (6)

1.一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，轧线上设备包括：加热炉、1#除鳞箱、粗轧机R1、粗轧机R2、飞剪、2#除鳞箱、七机架精轧机F1～F7、层流冷却以及轧机附属的除鳞水和冷却水系统，其中：1#除鳞箱除鳞水的压力≥19MPa，水量为400m3/h；2#除鳞箱除鳞水的压力20MPa，水量为400m3/h；R1轧机除鳞水的压力20MPa，水量为480m3/h；R2轧机除鳞水的压力为20MPa，水量为480m3/h；精轧机F1～F2、F2～F3之间机架间除鳞水的压力为12MPa，水量为480m3/h；精轧机F3～F4、F4～F5、F5～F6以及F6～F7机架间冷却水的压力为0.4MPa，水量为230m3/h；热连轧机生产控制系统在轧线上配置有信息采集和指令执行电器件，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
1)用加热炉对厚度为210～230mm的高强钢连铸板坯进行加热处理，加热温度为1230～1260℃，通过运输辊道将加热后的连铸板坯输送至1#除鳞箱进行除鳞；
2)粗轧，除鳞后的板坯输送至粗轧机R1和R2进行6道次轧制，在R2最后一道次前，板坯进行待温，待温时板坯需要摆荡；待温后，板坯经过粗轧机R2进行最后1道次轧制，轧制成中间坯；粗轧结束温度在1040℃以下，粗轧后中间坯厚度为48～50mm，中间坯经飞剪进行切头、尾处理后，输送至2#除鳞箱进行除鳞处理；
3)精轧，中间坯经精轧机F1～F7进行7道次连续轧制，精轧结束温度为800～840℃；精轧后，钢板厚度为10.0～16.0mm，层流冷却采用前段冷却，冷却速度20～60℃/s，卷取温度为510～580℃时卷取得热轧钢卷；
精轧机组过钢前，操控精轧机F1～F2、F2～F3机架间除鳞水全部开至最大水量，F3～F4、F4～F5机架间冷却水水量预开至最大水量的75％，F5～F6、F6～F7机架间冷却水关闭；当精轧机F1咬钢时，热连轧机生产控制系统根据带钢头部穿带速度、带钢实际温度和精轧机F7出口目标温度预计算开水量，其中精轧机F1～F2、F2～F3机架间除鳞水全部水量、F3～F4、F4～F5机架间冷却水预开75％水量参与计算；位于精轧机F7机架出口侧高温计实时检测F7出口带钢温度，若带钢实际温度低于目标温度，依次减少精轧机F3～F4、F4～F5机架间冷却水水量；若带钢实测温度高于目标温度，依次开启精轧机F5～F6、F6～F7机架间冷却水，若F5～F6、F6～F7机架间冷却水开至最大水量的75％时，带钢实际终轧温度仍高于目标温度，则取消F3～F4、F4～F5、F5～F6、F6～F7最大水量75％限制，依次开至最大水量。
2.如权利要求1所述的一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，其特征是，步骤1)中，1#除鳞箱进行除鳞时，操控1#除鳞箱除鳞水水量开至最大。
3.如权利要求1所述的一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，其特征是，步骤2)中，待温时间为≥50s。
4.如权利要求1所述的一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，其特征是，步骤2)中，2#除鳞箱进行除鳞时，操控2#除鳞箱除鳞水水量开至最大。
5.如权利要求1所述的一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，其特征是，步骤3)中，当精轧机组机架间冷却水水量均开至最大时，若带钢实际温度仍高于目标温度，则以当前水量和带钢目标温度为基础，计算带钢速度，根据计算出的带钢速度进行降速轧制。
6.如权利要求1所述的一种提高厚规格高强钢低温冲击韧性的方法，其特征是，所述高强钢屈服强度为600MPa级、650MPa级和700MPa级。
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