專利名稱：高韌性超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于煉鋼技術(shù)，特別是涉及一種高韌性超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械、車輛、船舶、橋梁等行業(yè)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對高強(qiáng)鋼提出了新的要求強(qiáng)度更高(IOOOMPa以上)、要求有一定的塑性及低溫韌性。為此各中厚板廠進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)出了許多高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)工藝。目前各鋼廠生產(chǎn)高強(qiáng)鋼的工藝一般為CR、CR+ACC (TMCP) +T、DQ+T及離線淬火 RQ+T。在典型的生產(chǎn)工藝中，需要特別指出的是直接在線淬火工藝(DQ)。直接淬火是利用鋼的軋后余熱把鋼材從形變奧氏體冷卻到馬氏體點(diǎn)溫度下最終得到馬氏體的熱處理工藝。由于控制軋制過程中合金元素的充分溶解增加了奧氏體的淬透性，有利于隨后的直接淬火， 另外控制軋制細(xì)化了奧氏體晶粒，增加了奧氏體變形帶，因此增加了馬氏體的形核點(diǎn)，有望得到良好的馬氏體形態(tài)，從而回火后得到優(yōu)良的強(qiáng)度和韌度組合。直接在線淬火時，鋼中的合金及微合金元素固溶態(tài)更好，增加了鋼的淬透性；未再結(jié)晶區(qū)的變形增加了奧氏體的位錯密度，增加了變形帶。以上因素都為淬火后的組織細(xì)化提供了有利條件，使得在線直接淬火(DQ) +離線回火調(diào)質(zhì)處理后的鋼板強(qiáng)度更高。鋼經(jīng)Q+P+T熱處理組織為回火馬氏體+殘余奧氏體。Q+P+T處理后遺有一定量的殘留奧氏體，部分地松解高強(qiáng)度鋼的韌性困境；鋼中還有復(fù)雜碳化物的彌散沉淀，使呈沉淀強(qiáng)化。高強(qiáng)鋼生產(chǎn)熱處理Q+P工藝，需要將鋼板軋后重新加熱、淬火、碳分配，工藝復(fù)雜， 不利于降低生產(chǎn)成本。鋼板軋后需要在車間內(nèi)倒運(yùn)物流復(fù)雜，鋼板在線直行率低，生產(chǎn)管理繁瑣。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在提供一種克服上述已有技術(shù)不足之處的高韌性超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)。鋼板經(jīng)控軋后，直接使用超快冷設(shè)備進(jìn)行淬火至Ms和Mf之間溫度，形成馬氏體及殘余奧氏體，同時在輥道傍側(cè)配備回火爐進(jìn)行碳分配，實現(xiàn)碳分配處理，滿足淬火及碳分配的工藝要求，實現(xiàn)工藝稱為直接淬火DQ (direct quenching) +在線分配OP (on line partitioning )工藝，即 DQ+0P 工藝。本實用新型的技術(shù)方案高韌性超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)，其生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)線設(shè)備布置依次為加熱爐，除鱗箱，粗軋機(jī)，精軋機(jī)，預(yù)矯直機(jī)，超快冷機(jī)組，熱矯直機(jī)，第一分鋼臺架，明火回火爐，第二分鋼臺架，厚板冷床，中板冷床。為滿足DQ+0P工藝的要求，在生產(chǎn)線布置在線淬火設(shè)備，利用軋后鋼板余熱進(jìn)行淬火；在線布置明火回火爐進(jìn)行碳分配。板坯在步進(jìn)式加熱爐充分加熱，出爐后進(jìn)行布置除鱗箱利用高壓水除去板坯表面氧化鐵皮，布置可逆式雙機(jī)架軋機(jī)對鋼板進(jìn)行控制軋制，為保證淬火后板型，在超快冷機(jī)組前布置預(yù)矯直機(jī)對高溫鋼板進(jìn)行矯直，使用超快冷機(jī)組對鋼板淬火到Ms和Mf之間溫度，鋼板淬火出超快冷機(jī)組后布置有熱矯直機(jī)及時對鋼板進(jìn)行
3矯直，為保證鋼板及時進(jìn)行碳分配，在冷床前布置第一分鋼臺架將鋼板及時橫向運(yùn)輸?shù)交鼗馉t前，回火爐及時將鋼板裝入爐內(nèi)進(jìn)行碳分配處理，處理后的鋼板布置有第二分鋼臺架橫向運(yùn)輸返回生產(chǎn)主線，鋼板可進(jìn)入中板冷床或厚板冷床冷卻后下線。本實用新型原理利用鋼板控軋過程中鋼中的合金及微合金元素固溶態(tài)更好，增加了鋼的淬透性；未再結(jié)晶區(qū)的軋制增加了奧氏體的位錯密度，增加了變形帶。以上因素都為淬火后的組織細(xì)化提供了有利條件，使得在線直接淬火(DQ) +離線回火調(diào)質(zhì)處理后的鋼板強(qiáng)度更高。根據(jù)鋼板材質(zhì)選定淬火后返紅溫度(Ms Mf之間)，針對不同厚度鋼板利用超快冷的運(yùn)行工藝速度控制返紅溫度，鋼板出超快冷后返紅結(jié)束及時送入在線回火爐進(jìn)行碳分配處理，形成馬氏體與納米級的殘余奧氏體的組織，利用明火回火爐低溫溫度均勻的特點(diǎn)保證鋼板碳分配處理的工藝質(zhì)量，鋼板組織、性能均勻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)a.直接萍火 DQ (direct quenching) + 在線分配 OP (on line partitioning ) 工藝(即DQ+0P工藝)實現(xiàn)了超高強(qiáng)鋼的簡單生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)成本；b.利用DQ技術(shù)保留控軋鋼板的奧氏體的位錯密度及變形帶，使鋼板具有比離線淬火鋼板更高的強(qiáng)度及韌性，可生產(chǎn)1500MPa以上的超高強(qiáng)鋼；c.鋼板的OP處理，使軋鋼車間物流簡潔，提高了鋼板產(chǎn)品的直行率，減少了鋼板在車間內(nèi)倒運(yùn)，減少了對半成品庫的占用，便于生產(chǎn)管理；d.鋼板DQ前，進(jìn)行預(yù)矯直，生產(chǎn)鋼板板型良好；e.明火回火爐低溫段爐溫均勻，鋼板碳分配后組織、性能均勻；f.生產(chǎn)方法及生產(chǎn)系統(tǒng)也可用于TMCP+T鋼板的生產(chǎn)。

圖1為高韌性超高強(qiáng)鋼生產(chǎn)系統(tǒng)工藝設(shè)備布置圖。圖中1-加熱爐，2-板坯，3-除鱗箱，4-粗軋機(jī)，5-中間坯，6-精軋機(jī)，7-鋼板，8-預(yù)矯直機(jī)，9-超快冷機(jī)組，10-熱矯直機(jī)， 11-第一分鋼臺架，12-明火回火爐，13-第二分鋼臺架，14-厚板冷床，15-中板冷床。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例進(jìn)一步說明實用新型的內(nèi)容。如圖所示，生產(chǎn)系統(tǒng)工藝設(shè)備按如下順序依次布置1-加熱爐，2-板坯，3-除鱗箱，4-粗軋機(jī)，5-中間坯，6-精軋機(jī)，7-鋼板，8-預(yù)矯直機(jī)，9-超快冷機(jī)組，10-熱矯直機(jī)， 11-第一分鋼架，12-明火回火爐，13-第二分鋼臺架，14-厚板冷床，15-中板冷床。板坯在步進(jìn)式加熱爐1充分加熱，板坯2出爐后進(jìn)行布置除鱗箱3利用高壓水除去板坯表面氧化鐵皮，布置可逆式雙機(jī)架軋機(jī)4及6對鋼板進(jìn)行控制軋制，為保證淬火后板型，在超快冷機(jī)組前布置預(yù)矯直機(jī)8對高溫鋼板7進(jìn)行矯直，使用超快冷機(jī)組9對鋼板淬火到Ms和Mf之間溫度，鋼板淬火出超快冷機(jī)組后布置有熱矯直機(jī)10及時對鋼板進(jìn)行矯直， 為保證鋼板及時進(jìn)行碳分配，在冷床前布置第一分鋼臺架11將鋼板及時橫向運(yùn)輸?shù)交鼗馉t12前，回火爐12及時將鋼板裝入爐內(nèi)進(jìn)行碳分配處理，處理后的鋼板布置有第二分鋼臺架13橫向運(yùn)輸返回生產(chǎn)主線，鋼板可進(jìn)入中板冷床15或厚板冷床14冷卻后下線。[0022]使用本實用新型生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝步驟依次為a.板坯加熱，加熱溫度1150 1250°C，加熱系數(shù)8 ianin/cm，出爐溫度1130 1180 0C ；b.板坯充分除鱗，除盡表面氧化鐵皮；c.開軋溫度1050 1100°C，保證粗軋有二道次以上壓下率大于15%，實現(xiàn)高溫大壓下慢速軋制，粗軋終軋溫度950 970°C，中間坯控制為3 4h ；d.待溫輥道待溫800 860°C ；e.精軋開軋溫度800 860°C，終軋溫度780 840°C，鋼板軋后進(jìn)入預(yù)矯直機(jī)矯直；f.超快冷使用DQ模式，鋼板入水溫度760 830°C，按照鋼板返紅溫度150 3500C自動配水及控制輥道速度，鋼板快速送入進(jìn)行DQ ；g.鋼板出控冷機(jī)組后，快速送入熱矯直機(jī)進(jìn)行矯直，矯直速度大于2m/min ；h.鋼板出矯直機(jī)后，快速送分鋼臺架分鋼至裝爐輥道；i.明火回火爐啟動快速裝爐，將鋼板裝入爐內(nèi)進(jìn)行碳分配，裝爐速度按20m/min 控制，回火爐溫150 450°C，工藝速度10 60m/min ；j.鋼板分配處理結(jié)束后，出爐返回厚板冷床空冷；k.鋼板DQ+0P處理后，需要回火時轉(zhuǎn)入其他回火爐進(jìn)行回火。
權(quán)利要求1.高韌性超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于生產(chǎn)線設(shè)備布置依次為加熱爐，板坯， 除鱗箱，粗軋機(jī)，中間還，精軋機(jī)，預(yù)矯直機(jī)，超快冷機(jī)組，熱矯直機(jī)，第一分鋼臺架，明火回火爐，第二分鋼臺架，厚板冷床，中板冷床。
專利摘要高韌性超高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括由除鱗箱、粗軋機(jī)、待溫輥道、精軋機(jī)、超快速冷卻系統(tǒng)、熱矯直機(jī)、分鋼臺架、明火回火爐組成。板坯充分加熱后出爐、板坯除鱗、粗軋、待溫精軋、在線超快冷淬火、快速熱矯直、分鋼臺架分離出主生產(chǎn)線、快速將鋼板送入明火回火爐中進(jìn)行保溫，在PT(碳分配溫度)中進(jìn)行碳分配，鋼板出爐后空冷。生產(chǎn)線設(shè)備布置依次為加熱爐，板坯，除鱗箱，粗軋機(jī)，中間坯，精軋機(jī)，預(yù)矯直機(jī)，超快冷機(jī)組，熱矯直機(jī)，第一分鋼臺架，明火回火爐，第二分鋼臺架，厚板冷床，中板冷床。
文檔編號C21D8/02GK202322933SQ20112044801
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者楊云清 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司