CN113546973B - 降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，属于冶金技术领域。本发明设计的生产方法提供了一种通过采用稀疏冷却的冷却策略，以控制轧制后的晶粒度尺寸及二次相析出，协调高强钢产品细晶强化及析出强化的贡献率，在保证产品抗拉强度的前提下，适当降低屈服强度，从而实现高强钢的低屈强比。与此同时，本发明设计的生产方法将大部分环境因素如季节、不同层流冷却水温度及不同厚度钢板规格等均考虑在内，实现了规格产品的大批量稳定性生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种低合金、低屈强比的高强钢生产方法，属于冶金技术领域，具体地涉及一种降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法。
背景技术
近年来，我国汽车工业持续高速发展，给社会能源供给和环境保护带来巨大影响。随着环保压力的增加，国内陆续颁布一系列纲领性文件，明确指出我国制造业应加快绿色制造、生态发展的转型步伐。现有研究表明，轻量化是实现汽车节能减排的最有效措施，钢铁材料的高强化是实现汽车轻量化的重要技术路径。绿色化、高性能化已成为汽车用钢铁材料的发展趋势。
CSP以其运行成本低，产品晶粒细小、强度高、板形及尺寸精度高等优点在国内广泛的被采用，但CSP产线由于工艺和装备的特点，将50～85mm的连铸坯直接压到2mm及以下厚度，最薄能做到1.2mm，能够以热带冷，市场需求大。但是，CSP产品属于组织细晶粒钢，且随着产品厚度减薄，组织晶粒度越小。一般的，CSP生产的600MPa级低合金高强钢，采用低碳-低硅-低锰的成分体系，适当添加微量的Nb、Ti的合金元素，获得细小多边形F+少量珠光体的组织，合金成本低，产品竞争力强。但是由于产品组织晶粒细小及基体中存在大量细小的二相粒子(TiNb(CN))析出，使材料的屈服强度显著提高，造成钢具有高的屈强比，一般均＞0.87，最高达到0.94。高屈强比的材料，增加了在后续零件成型过程出现回弹、开裂的几率，尤其是在汽车领域更为明显，经常引起用户抱怨与质量异议，造成CSP薄材在汽车上的推广应用较缓慢。对于下游用户企业而言，希望在保证钢种强度级别的前提下，降低材料屈强比，减少材料成型过程中回弹及开裂的发生几率。因此，在CSP流程降低600MPa级微合金高强钢的屈强比，是本领域亟待解决的技术难点之一。钢种成分确定后，轧后冷却对产品组织及钢中析出物的影响较大，直接决定着材料的屈强比。CSP产线轧后层流冷却系统有多种冷却方式，如空冷、前段快冷、前段慢冷、后段快冷、后段慢冷、常规冷却等多种冷却控制模型，能够实现不同冷速。但这些常见的冷却方式，不能很好的降低600MPa级的微合金钢的屈强比。600MPa级的微合金高强钢，组织主要为F+P，钢中含有部分细小的微合金析出物，强化机理主要是细晶强化和析出强化，要降低材料的屈强比，需要协调产品的各项强化机理，控制细晶强化及析出强化的贡献率。需要重新设计钢种轧后的冷却策略，采用稀疏冷却的方式，按组稀疏或者按管稀疏，有针对性控制微合金元素的碳氮化物的析出，适当粗化铁素体晶粒尺寸，降低Nb、Ti等元素的析出强化，从而实现在不降低材料抗拉强度的前提下，降低材料的屈服强度，最终获得屈强比在0.80≤～＜0.85之间的的600MP级低合金高强钢。
对于目前可查找到与降低CSP高强钢屈强比的有关的相近的专利有以下：
申请号为2012104447320的中国发明专利申请“用CSP工艺生产屈服比≤0.8的低碳酸洗钢的方法”介绍了一种用CSP工艺生产屈强比≤0.8的低碳薄酸洗钢的方法，其步骤：冶炼并连铸成坯：在铸坯温度为1150～1180℃下进行轧制，并控制终轧温度在设定温度基础上提高10～20℃；层流冷却：前段采用水冷，并冷却到780～820℃在空冷段维持780～820℃；在后段冷却速度100～140℃/s下冷却、卷取。本发明是在不改变现有低碳酸洗钢的成分，在保证抗拉强度不降低的前提下，通过调整层冷方式及层冷速度，及调整终轧温度、卷取温度，降低低碳酸洗钢的屈服强度，从而降低屈强比，以提供满足成型性能要求较高客户的使用要求的薄规格低碳酸洗钢板。
申请号为2018104638683的中国发明专利申请“一种690MPa级热轧厚规格低屈强比汽车轮辐用钢及其制备方法”，本发明涉及一种690MPa级热轧厚规格低屈强比汽车轮辐用钢的制备方法，其包括铁水KR脱硫—LF精炼—RH精炼—Ca处理连铸热轧工艺，经所述连铸工艺获得的铸坯的化学成分重量百分比分别为：C 0.06～0.10％，Si≤0.20％，Mn 1.50～1.70％，P≤0.015％，S≤0.005％，Al 0.02～0.05％，Cr 0.15～0.25％，Nb 0.02～0.04％，Ti 0.01～0.03％，余量为Fe和不可避免杂质：其中，所述热轧工艺包括以下步骤：(1)加热工艺：将所述铸坯加热3～5小时，均热，出炉温度为1200～1260℃；(2)轧制工艺：经除鳞和定宽，再进行粗轧和精轧，所述粗轧的出口温度为1010～1050℃；所述精轧采用恒速轧制，终轧温度为840～880℃；(3)冷却工艺：超快冷冷却至680～710℃，然后空冷6～10s，再采用层流集中冷却至150～250℃；(4)卷取工艺：卷取冷却至室温，制成所述汽车轮辐用钢。
申请号为2015106737459的中国发明专利申请文件公开了一种高扩孔率低屈强比热轧高强度钢板，其微观组织为铁素体+马氏体+贝氏体，该高扩孔率低屈强比热轧高强度钢板的化学元素质量百分含量为：C：0.02～0.08％；Mn：1.0～2.0％；A1：0.025～0.060％；余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明还公开了一种高扩孔率低屈强比热轧高强度钢板的制造方法，其依次包括步骤：(1)冶炼并铸造成板坯；(2)加热；(3)轧制；(4)分段冷却；(5)卷取；(6)空冷至室温。该发明在DP双相钢基础上进行了改进，获得铁素体+马氏体+贝氏体的三相组织，弥补了过去铁素体+贝氏体组织的强度不足及铁素体+马氏体扩孔率过低的缺点，使得抗拉强度≤590MPa，屈强比≤0.6，扩孔率≥60％，综合性能是非常优越的。
申请号为2018102570008的中国发明专利申请“一种抗拉强度600MPa级低屈强比热轧酸洗钢板”，公开了一种抗拉强度600MPa级低屈强比热轧酸洗钢板的制造方法，该方法包括：钢水经连铸得到连铸板坯，其中所述钢水化学成分的重量百分比为：C：0.06～0.08％，Mn：0.8～1.2％，Si：0～0.10％，P：0～0.020％，S：0～0.006％，A1t：0.015～0.050％，N：0～0.005％，Ti：0.03～0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质元素：连铸板坯经加热炉加热至1200～1250℃，后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，粗轧为5道次连轧，在奥氏体再结晶温度以上轧制，粗轧结束温度为1030～1050℃；精轧为7道次连轧，精轧在奥氏体未再结晶区轧制，精轧结束温度为850～880℃，精轧压下率为85～95％，精轧后，控制钢板厚度为2.0～4.0mm，层流冷却采用前段冷却，卷取温度为580～620℃时卷取得到热轧钢卷；热轧钢卷在开卷机上重新开卷，经拉矫、酸洗，卷取得到成品热轧酸洗钢板，所述拉矫延伸率为0.40～0.60％。
申请号为2006101628278的发明专利申请“均匀伸长性能优良的高强度钢及其制造方法”，公开了一种强度不低于780MPa、屈强比高、强度和均匀伸长之间具有优良的平衡性、镀性能好、并且强度和拉伸翻边性之间具有良好平衡的高强度钢板。本发明提供的铜板中含有0.05～0.25％的C，小于0.5％的Si，0.5～3.0％的Mn，不大于0.06％的P，不大于0.01％的S，0.50～3.0％的Sol.Al，不大于0.02％的N，0.1～0.8％的Mo，0.02～0.40％的Ti，其余为铁和不可避免的杂质；其中该钢板具有由至少三相形成的结构，所述三相除具有以分散状态析出的含Ti和Mo的复合碳化物的铁素体相外还包括贝氏体相和残留奥氏体相，铁素体相和贝氏体相的总体积不小于80％，贝氏体相的体积在5～60％之间，残留奥氏体相的体积在3～20％之间。
由以上对比专利可知，这些专利申请存在如下不足：
(1)针对600MPa级高强钢品种，主要集中在双相钢、或者多相钢，组织主要以铁素体和马氏体及残奥为主，组织中存在一定量的软相(铁素体)与一定量的硬相(马氏体)，材料本身的屈强比相对较低，专利主要是从特有钢种的角度考虑，通过特定成分及轧制工艺，实现双相钢或者多相钢的低屈强比，并未涉及CSP产线的低合金高强钢。
(2)以上专利申请均只简单的给出轧制过程中的温度控制点、冷却方式或者冷却速率，但轧后冷却过程复杂，受到季节、冷却水温、冷却策略等外在因素的影响，钢种的实际冷却情况不是简单的给出一个冷却速度可以实现的，尤其对CSP生产的薄板，轧制速度快，仅要求采用简单的、单一前段冷却或后段冷却，不能有效的实现降低高强钢的屈强比，使CSP高强钢产品不能很好的满足用户的使用需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法。该生产方法针对不同环境因素，如春季、夏季、不同层流冷却水的温度等与不同厚度规格的影响，精准的计算出带钢在层流冷却过程中所引起的温降的所有因素，通过灵活控制轧后冷却集管开启的位置和组数，实现在保证产品抗拉强度的前提下，适当降低屈服强度，从而实现高强钢的低屈强比。
为实现上述目的，本发明公开了一种降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，所述生产方法制得的高强钢：0.80≤屈强比＜0.85；
它包括如下制备工艺：
冶炼并连铸成坯→出炉轧制→层流冷却；
所述层流冷却工艺包括：根据钢板在辊道上的空冷、水冷、侧喷水冷及单组集管造成的温降过程，精确计算出钢板表面温度，并依据所述钢板表面温度控制层流段冷却集管开启的位置和数量；
具体的，如果按组打开，则相邻组的集管不同时打开；
如果按管打开，则每组的所有集管也不同时打开；
且所述层流段的必要冷却量与钢板轧后最佳冷速之间满足如下数学关系式：
Vcooling＝△Tlast/(P2-P1)/Vsteel式I；其中，式I中，Vcooling是冷却速度，单位为m/s；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；△Tlast是所述层流段必要的冷却量；P1是开始计算点段，P2是再计算点段，且P1和P2单位均为m。
进一步地，所述层流段必要的冷却量△Tlast满足如下数学关系式：
其中，式II中，FDT是钢板实测终冷温度，单位：℃；△TX是当前计算区间为止的钢板冷却温降累积值，单位：℃；△Tfb是反馈段的初始温降，单位：℃；△Tvt是垂直喷射温降，单位：℃；ΔTair[i]是第i组集管对应的空冷温降，单位：℃；△Tairbefore是从再计算点段到使用的卷取高温计处的空冷所引起的温降，单位：℃。
进一步地，所述空冷温降满足如下数学关系式：
△CTair＝FDT-Ctair；式III
上述关系式III中，FDT是钢板实测终冷温度，Ctair是钢板在空气中的温度，单位℃，所述Ctair满足如下数学关系式：
上述关系式IV中，h为钢板厚度，单位为mm；K为热力学温度，单位为k；所述AX为中间变量，其满足如下数学关系式：
上述关系式V中，ε为实际物体的黑度，又称辐射率，当表面有铁皮时为0.8，刚轧出的平滑表面为0.55～0.65，根据试验来确定；σ为绝对黑体的辐射系数，又称斯蒂芬-波尔兹曼常数，为5.69W/m2·K4；Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
进一步地，所述垂直喷射的温降满足如下数学关系式：
上述关系式VI中，Wvs是垂直喷射宽度，单位为m；V是垂直喷射状态，开时为1，关闭时为0；Q是垂直喷射热流密度，单位为KJ/m2h；h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
进一步地，所述水冷侧喷温降满足如下数学关系式：
上述关系式VII中，l为侧喷喷射高度，单位为m；N为侧喷喷射个数，Qsd为侧喷热流密度，单位为KJ/m2h；同上，h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
进一步地，所述每组集管温降满足如下数学关系式：
上述关系式VIII中，l1为集管组的长度，单位为m；Qxd为集管组热流密度，单位为KJ/m2h；同上，h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
进一步地，所述低合金高强钢包含如下质量百分比的各合金元素：
C:0.04～0.59％，Si≤0.10％，Mn:0.8～1.0％，S≤0.005％，P≤0.015％，Nb:0.020～0.35％，Ti:0.055～0.075％，Als:0.025～0.050％，N≤0.005％，其余为Fe。
进一步地，所述低合金高强钢包含如下质量百分比的各合金元素：
C:0.045～0.55％，Si:0.033～0.087％，Mn:0.86～0.98％，S:0.001～0.004％，P:0.007～0.015％，Nb:0.025～0.035％，Ti:0.065～0.075％，Als:0.035～0.050％，N≤0.004％，其余为Fe。
进一步地，出炉温度为1180～1220℃，F1入炉温度为1080～1120℃。
进一步地，FT7温度根据产品厚度不同而不同，1.5mm≤产品厚度≤2mm时，FT7温度为860～880℃，轧制速度为8～9m/s；1.2mm≤产品厚度＜1.5mm时，FT7温度为800～840℃，轧制速度为10～12m/s，且为保证轧制过程中的稳定性，采用恒速轧制，轧制过程中不升速。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
1、本发明设计的生产方法提供了一种通过采用稀疏冷却的冷却策略，以控制轧制后的晶粒度尺寸及二次相析出，协调高强钢产品细晶强化及析出强化的贡献率，在保证产品抗拉强度的前提下，适当降低屈服强度，从而实现高强钢的低屈强比。
2、本发明设计的生产方法将大部分环境因素如季节、不同层流冷却水温度及不同厚度钢板规格等均考虑在内，实现了规格产品的大批量稳定性生产。
附图说明
图1为层流冷却分段示意图；
图2为集管开水顺序示意图；
图3为本申请设计的稀疏冷却策略示意图；其中，图3A为按组稀疏，图3B为按管稀疏。
具体实施方式
本发明的设计目的是针对CSP产线生产600MPa级低合金高强钢屈强比高的缺点，提供一种降低CSP产线600MPa级低合金高强钢屈强比的冷却方法。
本申请根据扩展的Hall-Petch公式，钢的屈服强度可由以下公式计算：
δs＝δi+δss+δp+δd+δgs；
其中，上述公式中，δs为钢的屈服强度，δi为内部晶格强化，δss为固溶强化，δp为析出强化，δd为位错强化，δgs为晶粒细化而引起的强化，δgs＝Kd-1/2，d为晶粒尺寸，这里的K为系数。
故当钢种成分及轧制工艺固定后，公式中对屈服强度影响最大的是细晶强化和析出强化两个因素。轧后冷却对屈服强度的影响较大，不同的冷却速率，影响着最终产品的晶粒尺寸及析出物情况。但常见的冷却方式，对降低屈强比的影响不大，因此，本申请采取自定义轧后冷却策略方式。
首先本申请将层流冷却段分为若干段，以便于对带钢进行实时跟踪。如图1所示，前段冷却集管为开始计算点段P1，从P1到空冷段为再计算点段P2，从再计算点P2到卷取段为后段冷却段P3，层流冷却集管依轧制方向依次开启。
其次，钢卷在层流段运行过程中，存在空冷、冷却水垂直喷射所引起的温降、冷却水侧喷所引起的温降、单组集管所冷却所引起的温降，且每个温降的具体计算公式如下：
(1)钢板在空气中的温降：
根据斯蒂芬-玻尔茨曼定律，利用带钢散失的热量等于热焓量的变化的热平衡关系计算出所述钢板在空气中的温降△CTair满足如下数学关系式：
△CTair＝FDT-Ctair；
上述关系式中，FDT是钢板实测终冷温度，Ctair是钢板在空气中的温度，单位℃，所述Ctair满足如下数学关系式：
上述关系式中，h为钢板厚度，单位为mm；K为热力学温度，单位为k；所述AX为中间变量，其满足如下数学关系式：
上述关系式中，ε为实际物体的黑度，又称辐射率，当表面有铁皮时为0.8，刚轧出的平滑表面为0.55～0.65，根据试验来确定；σ为绝对黑体的辐射系数，又称斯蒂芬-波尔兹曼常数，为5.69W/m2·K4；Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
(2)钢板在垂直喷射中的温降：
所述钢板在垂直喷射中的温降△Tv满足如下数学关系式：
上述关系式中，Wvs是垂直喷射宽度，单位为m；V是垂直喷射状态，开时为1，关闭时为0；Q是垂直喷射热流密度，单位为KJ/m2h；h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
(3)钢板在水冷侧喷射中的温降：
所述钢板在水冷侧喷射中的温降△Tsd满足如下数学关系式：
上述关系式中，l为侧喷喷射高度，单位为m；N为侧喷喷射个数，Qsd为侧喷热流密度，单位为KJ/m2h；同上，h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
(4)每组集管温降△Td满足如下数学关系式：
上述关系式中，l1为集管组的长度，单位为m；Qxd为集管组热流密度，单位为KJ/m2h；同上，h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
(5)根据不同环境因素，不同钢板厚度及上述不同的冷却方式，计算出层流冷却过程中所必要的冷却量△Tlast满足如下数学关系式：
上述关系式中，FDT是钢板实测终冷温度；△TX是当前计算区间为止的钢板冷却温降累积值；△Tfb是反馈段的初始温降；△Tvt是垂直喷射温降；ΔTair[i]是第i组集管对应的空冷温降；△Tairbefore是从再计算点段到使用的卷取高温计处的空冷所引起的温降。
(6)根据上述层流冷却过程中所必要的冷却量，获得钢板轧后最佳冷速满足如下数学关系式；
Vcooling＝△Tlast/(P2-P1)/Vsteel；其中，Vcooling是冷却速度，单位为m/s；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；△Tlast是所述层流段必要的冷却量；P1是开始计算点段，P2是再计算点段，且P1和P2单位均为m。
由此，针对不同季节、不同钢板厚度规格，设计出图2所示的集管开水顺序，以及图3所示的稀疏冷却策略。
结合图2可知，层流冷却集管依轧制方向依次开启。
结合图3可知，本发明设计按组打开时，第1组、第3组同时打开；
如果按管打开，本发明设计每组集管的前几根打开，后几根关闭，保证相邻组或相邻管不同时打开。
本发明通过灵活的控制层流冷却集管开启的位置和组数，从而实现降低CSP产线低合金高强钢的屈强比。
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
本发明公开了一种降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，所述生产方法制得的高强钢：0.80≤屈强比＜0.85；
它包括如下工艺：
冶炼并连铸成坯→出炉轧制→层流冷却；
其中，所述低合金高强钢包含如下质量百分比的各合金元素：
C：0.04～0.59％，Si≤0.10％，Mn：0.8～1.0％，S：≤0.005％，P：≤0.015％，Nb：0.020～0.35％，Ti:0.055～0.075％，Als：0.025～0.050％，其余为Fe。且具体的实施例1～8列举的合金含量如表1所示；
表1本发明各实施例的化学成分列表
| 实施例 | C％ | Si％ | Mn％ | P％ | S％ | Nb％ | Ti％ | Als％ | N％ |
| 1 | 0.04 | 0.046 | 0.80 | 0.015 | 0.001 | 0.025 | 0.055 | 0.048 | 0.0035 |
| 2 | 0.045 | 0.033 | 0.88 | 0.014 | 0.002 | 0.028 | 0.065 | 0.046 | 0.0034 |
| 3 | 0.048 | 0.057 | 0.86 | 0.015 | 0.004 | 0.030 | 0.068 | 0.035 | 0.0038 |
| 4 | 0.050 | 0.069 | 0.90 | 0.013 | 0.001 | 0.032 | 0.070 | 0.040 | 0.0040 |
| 5 | 0.052 | 0.048 | 0.95 | 0.012 | 0.002 | 0.035 | 0.072 | 0.049 | 0.0037 |
| 6 | 0.055 | 0.035 | 0.97 | 0.014 | 0.003 | 0.024 | 0.075 | 0.043 | 0.0036 |
| 7 | 0.058 | 0.052 | 0.98 | 0.007 | 0.002 | 0.026 | 0.058 | 0.047 | 0.0034 |
| 8 | 0.059 | 0.087 | 0.98 | 0.009 | 0.002 | 0.028 | 0.073 | 0.042 | 0.0039 |
所述出炉轧制工艺包括出炉温度为1180～1220℃，F1入口温度为1080～1120℃。
FT7温度根据产品厚度不同而不同，1.5mm≤产品厚度≤2mm时，FT7温度为860～880℃，轧制速度为8～9m/s；1.2mm≤产品厚度＜1.5mm时，FT7温度在800～840℃，轧制速度为10～12m/s，且为保证轧制过程中的稳定性，采用恒速轧制，轧制过程中不升速。具体工艺参数如表2所示；
表2本发明各实施例的主要工艺参数列表
所述层流冷却工艺包括：根据钢板在辊道上的空冷、水冷、侧喷水冷及单组集管造成的温降过程，精确计算出钢板表面温度，并依据所述钢板表面温度控制层流段冷却集管开启的位置和数量；
具体的，如果按组打开，则相邻组的集管不同时打开；
如果按管打开，则每组的所有集管也不同时打开；
如表3列举了本发明各实施例的层流冷却工艺；
表3本发明各实施例的层流冷却工艺设计
具体的，结合上述表3可知，不同的厚度，在不同的季节里，采用按组稀疏或按管稀疏冷却所开启的集管也不近相同。
与此同时，本发明还验证了各实施例材料的力学性能，如表4所示；
表4本发明各实施例材料的力学性能检测结果列表
结合上述表4可知，采用以上冷却工艺，材料的力学性能满足标准要求，而且屈强比较之前有明显的下降。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。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 (5)
1.一种降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，其特征在于，所述生产方法制得的高强钢：0.80≤屈强比＜0.85；
它包括如下制备工艺：
冶炼并连铸成坯→出炉轧制→层流冷却；
所述层流冷却工艺包括：根据钢板在辊道上的空冷、水冷、侧喷水冷及单组集管造成的温降过程，精确计算出钢板表面温度，并依据所述钢板表面温度控制层流段冷却集管开启的位置和数量；
具体的，如果按组打开，则相邻组的集管不同时打开；
如果按管打开，则每组的所有集管也不同时打开；
且所述层流段的必要冷却量与钢板轧后最佳冷速之间满足如下数学关系式：
Vcooling＝△Tlast/(P2-P1)/Vsteel 式I；
其中，式I中，Vcooling是冷却速度，单位为m/s；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；△Tlast是所述层流段必要的冷却量；P1是开始计算点段，P2是再计算点段，且P1和P2单位均为m；
所述层流段的必要冷却量△Tlast满足如下数学关系式：
其中，式II中，FDT是钢板实测终冷温度；△TX是当前计算区间为止的钢板冷却温降累积值；△Tfb是反馈段的初始温降；△Tvt为层流冷却过程中所有集管组垂直喷射所引起的总温降；ΔTair[i]是第i组集管对应的空冷温降；△Tairbefore是从再计算点段到使用的卷取高温计处的空冷所引起的温降；△Tsd为水冷侧喷温降；
空冷温降△CTair为上述式II中集管对应的空冷温降
与从再计算点段到使用的卷取高温计处的空冷所引起的温降△Tairbefore之和；
所述空冷温降还满足如下数学关系式：
△CTair＝FDT-CTair； 式III
上述关系式III中，FDT是钢板实测终冷温度，CTair是钢板在空气中的温度，单位℃，所述CTair满足如下数学关系式：
上述关系式IV中，h为钢板厚度，单位为mm；K为热力学温度，单位为k；所述AX为中间变量；t为时间，单位为s；其满足如下数学关系式：
上述关系式V中，ε为实际物体的黑度，又称辐射率，当表面有铁皮时为0.8，刚轧出的平滑表面为0.55～0.65，根据试验来确定；σ为绝对黑体的辐射系数，又称斯蒂芬-波尔兹曼常数，为5.69W/m2·K4；Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3；
当层流冷却过程采用单组集管冷却时，单组集管垂直喷射的温降ΔTv满足如下数学关系式：
上述关系式VI中，Wvs是垂直喷射宽度，单位为m；V是垂直喷射状态，开时为1，关闭时为0；Q是垂直喷射热流密度，单位为KJ/m2h；h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3；
且当层流冷却过程采用多组集管冷却时，集管组垂直喷射的温降ΔTd满足如下数学关系式：
上述关系式VIII中，l1为集管组的长度，单位为m；Qxd为集管组热流密度，单位为KJ/m2h；同上，h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3；
且式II中△Tvt＝ΔTv+ΔTd；
所述水冷侧喷温降满足如下数学关系式：
上述关系式VII中，l为侧喷喷射高度，单位为m；N为侧喷喷射个数，Qsd为侧喷热流密度，单位为KJ/m2h；同上，h是钢板厚度，单位为mm；Vsteel是带钢速度，单位为m/s；同上，Cp为比热，单位为KJ/kg·℃；γ为比重，单位为kg/m3。
2.根据权利要求1所述降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，其特征在于，所述低合金高强钢包含如下质量百分比的各合金元素：
C:0.04～0.59％，Si≤0.10％，Mn：0.8～1.0％，S≤0.005％，P≤0.015％，Nb:0.020～0.35％，Ti:0.055～0.075％，Als:0.025～0.050％，N≤0.005％，其余为Fe。
3.根据权利要求1或2所述降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，其特征在于，所述低合金高强钢包含如下质量百分比的各合金元素：
C：0.045～0.55％，Si：0.033～0.087％，Mn：0.86～0.98％，S：0.001～0.004％，P:0.007～0.015％，Nb:0.025～0.035％，Ti:0.065～0.075％，Als:0.035～0.050％，N≤0.004％，其余为Fe。
4.根据权利要求1或2所述降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，其特征在于，出炉温度为1180～1220℃，F1入炉温度为1080～1120℃。
5.根据权利要求1或2所述降低CSP流程600MPa级低合金高强钢屈强比的生产方法，其特征在于，FT7温度根据产品厚度不同而不同，1.5mm≤产品厚度≤2mm时，FT7温度为860～880℃，轧制速度为8～9m/s；1.2mm≤产品厚度＜1.5mm时，FT7温度为800～840℃，轧制速度为10～12m/s，且为保证轧制过程中的稳定性，采用恒速轧制，轧制过程中不升速。
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| GR01 | Patent grant | ||
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