CN209144215U - 一种基于热连轧产线的在线热处理装置 - Google Patents

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汪水泽
刘洋
胡俊
徐进桥
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Abstract

本实用新型提供一种基于热连轧产线的在线热处理装置，安装在热轧产线的精轧末架机架和卷取机之间，包括：第一冷却段、加热段及第二冷却段；第一冷却段包括超快冷集管组和层冷集管组；加热段包括加热器；第二冷却段包括层流冷却集管组和层流加密冷却集管组；当带钢出精轧机架后可以进第一冷却段快速冷却至淬火温度，淬火温度可以在贝氏体转变区形成贝氏体+奥氏体的过渡相组织，在马氏体转变区形成贝氏体+奥氏体的相组织或淬火温度在马氏体转变终了点Mf以下形成全马氏体的过渡相组织；通过加热段将带钢快速升温至热处理目标温度；在卷取后的缓慢冷却过程中完成碳化物析出、元素配分或相的逆转变过程；最终完成对带钢轧后相变过程的调控。

Description

一种基于热连轧产线的在线热处理装置
技术领域
本实用新型属于热连轧技术领域，尤其涉及一种基于热连轧产线的在线热处理装置。
背景技术
随着热轧技术，特别是薄板坯连铸连轧技术的发展，其产品已经突破了传统热轧产品作为中间产品的界限，开始直接进入冷轧产品，也就是终端产品应用领域。其可以大幅度缩短制造流程、降低制造成本。
但与此同时，也意味着原来可以通过冷轧和热处理来对带钢组织性能进行调控的过程需要在热轧过程中同步完成，而现有的热轧工艺装备大都满足不了这个需求。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种基于热连轧产线的在线热处理装置，用于解决现有技术中现有的热轧工艺装备无法在热轧过程中同步完成对带钢的轧后相变过程进行调控，满足带钢的性能需求的技术问题。
本实用新型提供一种基于热连轧产线的在线热处理装置，所述装置安装在热轧产线的精轧末架机架和卷取机之间，所述装置包括：第一冷却段、加热段及第二冷却段；其中，
所述第一冷却段包括：超快冷集管组和层冷集管组；
所述加热段包括：加热器；
所述第二冷却段包括：层流冷却集管组和层流加密冷却集管组。
上述方案中，所述超快冷集管组包括5组，所述超快冷集管组的冷却水流量为10000m3/h。
上述方案中，所述层冷集管组包括2组，所述层冷集管组的冷却水流量为1500m3/h。
上述方案中，所述加热器包括10组。
上述方案中，所述层流冷却集管组包括4组。
上述方案中，所述层流加密冷却集管组包括2组。
上述方案中，所述装置还包括：第一测温部件，安装在所述精轧末架机架与所述超快冷集管组之间。
上述方案中，所述装置还包括：第二测温部件，安装在所述层冷集管组与所述加热段之间。
上述方案中，所述装置还包括：第三测温部件，安装在所述加热段与所述层流冷却集管组之间。
上述方案中，所述装置还包括：第四测温部件，安装在所述层流加密冷却集管组与所述卷取机之间本实用新型提供了一种基于热连轧产线的在线热处理装置，所述装置安装在热轧产线的精轧末架机架和卷取机之间，所述装置包括：第一冷却段、加热段及第二冷却段；其中，所述第一冷却段包括：超快冷集管组和层冷集管组；所述加热段包括：加热器；所述第二冷却段包括：层流冷却集管组和层流加密冷却集管组；如此当带钢出精轧机架后可以进第一冷却段快速冷却至淬火温度，淬火温度可以在贝氏体转变区形成贝氏体+奥氏体的过渡相组织，在马氏体转变区形成贝氏体+奥氏体的相组织或淬火温度在马氏体转变终了点Mf以下形成全马氏体的过渡相组织；随后通过加热段将带钢快速升温至热处理目标温度，进行卷取；在卷取后的缓慢冷却过程中完成碳化物析出、元素配分或相的逆转变过程；最终完成对带钢轧后相变过程的调控，满足带钢的性能需求。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的基于热连轧产线的在线热处理装置的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的冷却相变过程需要加热的热轧高性能钢在线热处理原理图；
图3为本实用新型实施例提供的冷却相变过程需要不加热的热轧高性能钢的控制冷却及相变原理图。
具体实施方式
为了解决现有技术中现有的热轧工艺装备无法在热轧过程中同步完成对带钢的轧后相变过程进行调控，满足带钢的性能需求的技术问题，本实用新型提供了一种基于热连轧产线的在线热处理装置，所述装置安装在热轧产线的精轧末架机架和卷取机之间，所述装置包括：第一冷却段、加热段及第二冷却段；其中，所述第一冷却段包括：超快冷集管组和层冷集管组；所述加热段包括：加热器；所述第二冷却段包括：层流冷却集管组和层流加密冷却集管组。
下面通过附图及具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
本实施例提供一种基于热连轧产线的在线热处理装置，如图1所示，所述装置安装在热轧产线的精轧末架机架1和卷取机2之间，所述装置包括：第一冷却段3、加热段4及第二冷却段5；其中，第一冷却段3包括：超快冷集管组31和层冷集管组32；加热段4包括：加热器；第二冷却段5包括：层流冷却集管组51和层流加密冷却集管组52。第一冷却段3、加热段4及第二冷却段5依次安装在精轧末架机架1和卷取机2之间。
参见图1，超快冷集管组31包括5组，分别布置在带钢的上下表面，所述超快冷集管组31的冷却水流量为10000m3/h，冷却水最大压力4bar，最大冷速为500℃/s；层冷集管组32包括2组，层冷集管组32的冷却水流量为1500m3/h。
加热器为感应加热器，包括10组，总装机容量40MW，最大加热速度为350℃/s。
层流冷却集管组51包括4组，分别布置在带钢的上下表面；层流加密冷却集管组52包括2组，分别布置在带钢的上下表面；冷却水总流量为7500m3/h，最大冷速为200℃/s。
这里，为了可以对带钢进行实时测温，继续参见图1，装置还包括：第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9；第一测温部件6安装在所述精轧末架机架1与所述超快冷集管组31之间。第二测温部件7安装在层冷集管组32与所述加热段4之间。第三测温部件8安装在加热段4与层流冷却集管组51之间。第四测温部件9安装在层流加密冷却集管组52与卷取机2之间。其中，第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9可以包括测温计。
实际应用时，可以根据所生产钢种的热处理工艺决定是否启用热处理装置，在启用热处理装置时，当带钢出精轧机架进入输出辊道后可以进第一冷却段快速冷却至淬火温度，淬火温度可以在贝氏体转变区，马氏体转变区或马氏体转变终了点Mf以下，分别对应形成相组织为贝氏体+奥氏体、马氏体+奥氏体，或者全马氏体的过渡组织；随后通过加热段将带钢快速升温至热处理目标温度(可以包括：回火温度、配分温度或退火温度)，进行卷取；在卷取后的缓慢冷却过程中完成碳化物析出、元素配分或相的逆转变过程；最终完成对带钢轧后相变过程的调控，满足带钢的性能需求。
实施例二
实际应用中，利用实施例一提供的装置在热连轧产线生产QP980钢时，具体实现如下：
QP980钢连铸坯经加热炉加热后，出炉温度1220～1250℃。随后进入高压水除鳞机除鳞，经粗轧机组轧制成中间坯，中间坯表面温度约为960～1030℃，经高压水除鳞机除鳞后由精轧机组1轧制成1.2～3.0mm的带钢，终轧温度为820～850℃。带钢出精轧机进入输出辊道(ROT)后，通过第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9对带钢进行测温并反馈至冷却模型及加热段，带钢经第一冷却段3快速冷却至淬火温度QT＝240～260℃，随后经加热段4快速升温至PT＝370～400℃。此时，第二冷却段5未启用。随后带钢由卷取机2卷取为成品钢卷。
这里，QP980钢的成分如表1所示，QP980钢的工艺及性能如下表2～3所示：
表1
钢种 C Si Mn P S Als
QP980 0.18 1.6 1.8 0.03 0.005 0.033
表2
表3
这里，对QP980钢在线热处理原理图如图2所示：带钢出精轧后快速冷却至马氏体转变开始点Ms及马氏体转变终了点Mf之间的淬火温度QT，奥氏体大量转变为板条马氏体，然后快速升温至配分温度PT，在钢卷缓慢的冷却过程中，碳C从马氏体向奥氏体配分，剩余奥氏体逐渐富碳，形成稳定奥氏体保留至室温。最终带钢组织为板条马氏体+残余奥氏体。
实施例三
实际应用中，利用实施例一提供的装置在热连轧产线生产MMn1200钢时，具体实现如下：
MMn1200钢连铸坯经加热炉加热后，出炉温度1220～1250℃。随后进入高压水除鳞机除鳞，经粗轧机组轧制成中间坯，中间坯表面温度约为970～1040℃，经高压水除鳞机除鳞后由精轧机组1轧制成1.2～2.0mm的带钢，终轧温度为830～860℃。带钢进入输出辊道(ROT)后，通过第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9对带钢进行测温并反馈至冷却模型及加热段，带钢经第一冷却段3快速冷却至马氏体相变结束点(200℃)以下，随后经加热段4快速升温至γ+α两相区略高于相变温度Ac1的温度620～650℃。此时，第二冷却段5未启用。然后带钢由卷取机2卷取为成品钢卷。所述MMn1200钢成分如表4所示，工艺及性能如表5～6所示。
表4
钢种 C Si Mn P S Als
MMn1200 0.17 0.50 6.0 0.03 0.005 0.033
表5
表6
这里，对QP980钢在线热处理原理图如图2所示：带钢出精轧后快冷至马氏体转变终了点Mf以下，奥氏体转变为板条马氏体，然后快速升温至γ+α两相区退火，马氏体逆转变为超细晶的铁素体和残余奥氏体。
实施例四
利用实施例一提供的装置在热连轧产线生产Q&T回火贝氏体钢QBT960钢时，具体实现如下：
QBT960回火贝氏体钢连铸坯经加热炉加热后，出炉温度为1230～1260℃。随后进入高压水除鳞机除鳞，经粗轧机组轧制成中间坯，中间坯表面温度约为970～1050℃，经高压水除鳞机除鳞后由精轧机组1轧制成4～6mm的带钢，终轧温度为860～880℃。带钢进入输出辊道(ROT)后，通过第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9对带钢进行测温并反馈至冷却模型及加热段，带钢经第一冷却段3的超快冷集管组31快速冷却至贝氏体温度区450±20℃，此时层流集管32不开启作为空冷段，随后经加热段4快速升温至Ac1以下的回火温度600～620℃。此时，第二冷却段5未启用。然后带钢由卷取机2卷取为成品钢卷。所述QBT960钢成分如表7所示，工艺及性能如表8～9所示。
表7
C Si Mn P S Ni Cr Mo Nb Ti B Als
0.16 0.40 1.50 0.01 0.005 0.50 0.50 0.30 0.06 0.02 0.0017 0.033
表8
表9
这里，对QBT960钢在线热处理原理图如图2所示：带钢出精轧后快冷至贝氏体转变区，保温一段时间后，大量奥氏体转变为细小板条贝氏体，然后快速升温至回火温度进行回火，板条贝氏体中的过饱和碳偏聚至残余奥氏体，最终形成回火贝氏体和弥散的M/A岛。
实施例五
利用实施例一提供的装置在热连轧产线生产DP590钢时，具体实现如下：
DP590钢连铸坯经加热炉加热后，出炉温度1220～1240℃。随后进入高压水除鳞机除鳞，经粗轧机组轧制成中间坯，中间坯表面温度约为970～1030℃，经高压水除鳞机除鳞后由精轧机组1轧制成1.2～2.0mm的带钢，终轧温度为800～820℃。带钢进入输出辊道(ROT)后，通过第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9对带钢进行测温并反馈至冷却模型，带钢经第一冷却段3快速冷却至中间温度690～710℃，此时加热段4未启用，通过温度反馈控制第一冷却段3、第二冷却段5的集管开闭使空冷辊道长度满足带钢4～6s的空冷时间，随后带钢经第二冷却段5快速冷却至马氏体相变结束点(200℃)以下。然后带钢由卷取机2卷取为成品钢卷。所述DP590钢成分如表10所示，工艺及性能如表11～12所示。
表10
钢种 C Si Mn P S Als Cr
DP590 0.06 0.25 1.30 0.03 0.005 0.033 0.50
表11
表12
这里，对DP5900钢在线热处理原理图如图3所示：带钢出精轧机后快冷至中间缓冷温度(γ+α两相区)，经过一段时间的空冷，80％左右的奥氏体组织转变为铁素体，剩余奥氏体经过快冷转变为马氏体，最终组织为铁素体F+马氏体M的双相组织。
实施例六
利用实施例一提供的装置在热连轧产线生产MS1200钢时，具体实现如下：
MS1200钢连铸坯经加热炉加热后，出炉温度为1220～1240℃。随后进入高压水除鳞机除鳞，经粗轧机组轧制成中间坯，中间坯表面温度约为960～1030℃，经高压水除鳞机除鳞后由精轧机组1轧制成1.0～2.0mm的带钢，终轧温度为800～820℃。带钢进入输出辊道(ROT)后，通过第一测温部件6、第二测温部件7、第三测温部件8及第四测温部件9对带钢进行测温并反馈至冷却模型，经第一冷却段3快速冷却至马氏体相变结束点(200℃)以下，此时加热段4、第二冷却段5均未启用。然后经卷取机2卷取为成品钢卷。MS1200钢成分如表13所示，工艺及性能如表14～15所示。
表13
钢种 C Si Mn P S Als Nb+Ti Cr
MS1200 0.18 0.20 1.80 0.03 0.005 0.033 0.04 0.40
表14
表15
这里，对MS1200钢在线热处理原理图如图3所示：带钢出精轧后快冷至马氏体转变终了点温度Mf以下，奥氏体经过快冷转变为马氏体，最终组织为板条马氏体组织
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于热连轧产线的在线热处理装置，其特征在于，所述装置安装在热轧产线的精轧末架机架和卷取机之间，所述装置包括：第一冷却段、加热段及第二冷却段；其中，
所述第一冷却段包括：超快冷集管组和层冷集管组；
所述加热段包括：加热器；
所述第二冷却段包括：层流冷却集管组和层流加密冷却集管组。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超快冷集管组包括5组，所述超快冷集管组的冷却水流量为10000m3/h。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述层冷集管组包括2组，所述层冷集管组的冷却水流量为1500m3/h。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热器包括10组。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述层流冷却集管组包括4组。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述层流加密冷却集管组包括2组。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一测温部件，安装在所述精轧末架机架与所述超快冷集管组之间。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二测温部件，安装在所述层冷集管组与所述加热段之间。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三测温部件，安装在所述加热段与所述层流冷却集管组之间。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第四测温部件，安装在所述层流加密冷却集管组与所述卷取机之间。
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