專利名稱：鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻代替中低溫控軋工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制及加速冷卻工藝。
目前，把鈦元素含量＞0.025%的鋼普遍稱為鈦微合金化系列;而在交貨時都做為化學(xué)成分進行考核，而鈦元素含量≤0.025的鋼一般稱做鈦處理鋼。鈦處理鋼，當Ti/N＜3.4，N含量為30～80ppm，鈦含量為0.005～0.025%時，為提高鋼的強度，目前只應(yīng)用于連鑄鋼或4噸以下的小鋼錠，不能應(yīng)用于大鋼錠。因為大鋼錠冷卻速度緩慢，形成的TiN的顆粒較為粗大，對提高鋼的強度不起作用，只有應(yīng)用在連鑄鋼或小于4噸鋼錠，由于冷卻速度較快，鋼中的Ti形成了細小TiN或Ti(CN)沉淀相，提高了鋼的力學(xué)性能。
而對于單獨鈦微合金化鋼或含有鈦、釩、鈮、氮等幾種元素微合金化鋼，軋制時均采用控軋或控軋控冷工藝，終軋溫度為800℃～860℃或以下溫度生產(chǎn)厚鋼板。對于16Mn控軋厚鋼板終軋溫度為800℃～860℃，采取的是控軋控冷并用工藝。采用上述工藝生產(chǎn)厚板必須降溫待軋，并存在加大軋機負荷、使軋輥及其他部件易損，嚴重降低產(chǎn)量，能耗過高的缺點。
本發(fā)明的目的是為了克服上述工藝缺點，采用模鑄炭素鋼、C-Mn、C-Mn-Si鋼鈦處理大鋼錠，熱送技術(shù)，利用現(xiàn)有裝備，采用高溫再結(jié)晶軋制厚鋼板，終軋溫度控制在900℃～1000℃，加速冷卻工藝代替終軋溫度800℃～860℃(或以下溫度)的中低溫控軋工藝，從而達到加快軋制速度、提高質(zhì)量、產(chǎn)量、降低能耗、增加企業(yè)效益和社會效益的目的。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。鈦處理鋼在大型平爐或轉(zhuǎn)爐上冶煉。在出鋼1/3時，罐內(nèi)投入0.5～1.0千克/噸鋼的鈦鐵或0.1～0.3千克/噸鋼的鈦屑。鋼水罐內(nèi)吹氬攪拌，使鈦與鋼中氮均勻化合。鋼水鑄成10.66噸-13.23噸大鋼錠，熱脫膜、熱送。鋼錠加熱到1360℃～1380℃出爐開坯軋制，開坯過程中邊軋邊噴高壓水強化冷卻，提高鋼坯冷卻速度，高壓水水壓為18-20MPa，水量為300-400米3/小時，終軋溫度980～1050℃。出于冷卻加快，促進了鋼中形成細小TiN、Ti(CN)細化鋼的晶粒，減少或消除鋼中游離氮產(chǎn)生的時效作用。鋼坯經(jīng)再加熱1150～1250℃時進行軋板。由于鋼中TiN、Ti(CN)顆粒存在起到阻止晶粒粗化作用，鋼坯在高溫再結(jié)晶區(qū)軋成厚度8-60mm鋼板。終軋溫度900～1000℃。軋后鋼板經(jīng)過供水量1500～1700米3/小時，冷卻區(qū)長9-10米，冷卻速度為4.7～13.6℃/秒的在線冷卻。根據(jù)鋼板的厚度不同，控制鋼板的終冷溫度如表1所示表1 鋼板終冷溫度控制表
采用本發(fā)明工藝具有以下特點1.采用模鑄炭素鋼，C-Mn、C-Mn-Si鋼鈦處理大鋼錠，熱送技術(shù)，可以使鋼中加入的鈦與炭氮元素充分化合形成細小的TiN、Ti(CN)等沉淀相，細化了鋼的晶粒，減少鋼中游離氮的時效作用為韌化機制，提高了厚鋼板的時效韌性，低溫及高溫韌性等，極大地改善了鋼板的質(zhì)量。2.利用本發(fā)明工藝可以不必重新改造和新增設(shè)備，只要利用現(xiàn)有設(shè)備即可實現(xiàn)。3.利用本工藝，采用高溫再結(jié)晶軋制，終軋溫度900℃～1000℃軋后加速冷卻工藝代替終軋溫度800℃～860℃或以下溫度的中低溫控軋工藝，使終軋溫度提高了40℃～140℃，因此減少了軋鋼時待溫時間，提高了產(chǎn)量，同時減少了軋機負荷，因此也降低了能耗和軋機部件磨損和消耗，極大地增加軋鋼生產(chǎn)率和企業(yè)的經(jīng)濟效益。
采用本發(fā)明工藝的效果是提高了炭素鋼板產(chǎn)品時效值19J/cm2，用于鈦處理C-Mn或C-Mn-Si鋼板，-20℃沖擊功提高了11J以上，同時軋制速度明顯加快，每分鐘提高產(chǎn)量達1.5噸。
下面是本發(fā)明的實施例。
實施例1應(yīng)用本發(fā)明工藝，在鞍鋼180噸轉(zhuǎn)爐冶煉含微量鈦的SPV355鋼，其化學(xué)成分見表2。
表2 SPV355和H2鋼化學(xué)成分
出鋼溫度為1630℃。鋼水澆入鋼包后，按鈦鐵1千克/噸鋼(鈦含量29%)加入鋼包內(nèi)，然后吹氬攪拌5分鐘，鋼水鎮(zhèn)靜12分鐘后注成Jc10.66噸模型鋼錠16支，熱脫膜、熱送、鋼錠加熱到1360℃出爐開坯。開坯過程中噴高壓冷卻水，水壓為20MPa，水量為250M3/小時，終軋溫度980℃～1050℃，軋成規(guī)格250×1150×2000(mm)鋼坯32塊，再加熱1150～1250℃，進行高溫再結(jié)晶軋制，軋成44×2250×5000(mm)鋼板，終軋溫度920～950℃，然后在線加速冷卻，鋼板在冷卻區(qū)往返三道次，冷卻水量為1600M3/小時，終冷溫度700℃～750℃。經(jīng)本發(fā)明工藝軋成的鋼板機械性能σa340～400MPa，σb530～550MPa，δ522～28%Akv-20℃40-49J，綜合性能達到Y(jié)B(T)40-87標準，該產(chǎn)品發(fā)往蘭州石油化工機器廠試用結(jié)果良好。
實施例2應(yīng)用本發(fā)明工藝，在鞍鋼300噸平爐冶煉含微量鈦的H2鋼，其化學(xué)成分見表2。出鋼溫度為1620℃。鋼水澆入鋼包后，按鈦屑0.25千克/噸鋼(鈦含量90%)加入鋼包內(nèi)，然后吹氬攪拌6分鐘，鋼水鎮(zhèn)靜10分鐘注成Jc13.10噸模型鋼錠22支。熱脫模、熱送。鋼錠加熱到1360℃～1380℃出爐開坯。開坯過程中噴高壓水冷卻，水壓為18MPa，水量為400M3/小時，終軋溫度980℃～1000℃，軋成規(guī)格220×1150×2000(mm)鋼坯44塊，再加熱1150～1250℃，在軋機上進行高溫再結(jié)晶軋制，軋成20×1900×1200(mm)鋼板，終軋溫度900～920℃，然后在線加速冷卻，鋼板在冷卻區(qū)往返走行一道次，冷卻水量為1650M3/小時，終冷溫度700℃～750℃。經(jīng)本發(fā)明工藝軋成的鋼板機械性能σa255～300MPa，σb420～450MPa，δ524～30%，44-65J/cm2，綜合性能達到Y(jié)B(T)41-87標準，本產(chǎn)品發(fā)往北京鍋爐廠試用結(jié)果良好。
權(quán)利要求
1.一種含鈦為0.005～0.025%的鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻工藝，將大型平爐或轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼，在出鋼1/3時，向罐內(nèi)投入0.5～1.0千克/噸鋼的鈦鐵或0.1～0.3千克/噸鋼的鈦屑，鋼水罐內(nèi)吹氬攪拌使鈦與鋼中氮均勻化合。鋼水鑄成10.66噸～13.23噸鋼錠，熱脫膜，熱送，鋼錠加熱到1360～1380℃出爐開坯軋制，其特征在于，開坯過程中邊軋邊噴高壓水強化冷卻，終軋溫度為980～1050℃，促進鋼中形成細小的TiN、Ti(CN)。鋼坯經(jīng)再加熱1150～1250℃在高溫再結(jié)晶區(qū)軋成厚度8～60mm鋼板，終軋溫度為900～1000℃。鋼板在供水量1500～1700米3/小時，冷卻區(qū)長9.0～1.0米，冷卻速度為13.6～4.7℃/秒的條件下，根據(jù)鋼板厚度不同，冷卻道次不同，使鋼板終冷溫度控制在640～790℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻工藝，其特征在于鋼錠開坯軋制時，所噴高壓水水壓為18～20MPa，水量為300～400米3/小時，終冷溫度控制在980～1050℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻工藝，其特征在于鋼板厚度在8～16mm時，冷卻道次為一次，鋼板終冷溫度控制在640～700℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻工藝，其特征在于鋼板厚度在17～25mm時，冷卻道次為一次，鋼板終冷溫度控制在700～750℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻工藝，其特征在于鋼板厚度在26～45mm時，冷卻道次為3次，鋼板終冷溫度控制在700～750℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦處理鋼板高溫再結(jié)晶軋制加速冷卻工藝，其特征在于鋼板厚度在46～60mm時，冷卻道次為3次，鋼板終冷溫度控制在750～790℃。
全文摘要
本發(fā)明采用模鑄熱送大鋼錠鈦處理碳素鋼、C-Mn、C-Mn-Si系列鋼種，在大型平爐轉(zhuǎn)爐上冶煉，利用現(xiàn)有軋機，輔以控冷設(shè)備，以高溫再結(jié)晶軋制、加速冷卻，終軋溫度控制在900～1000℃的工藝代替中、低溫控軋工藝生產(chǎn)8～60mm厚的鋼板。本工藝用微量鈦在鋼中形成TiN、Ti(CN)細化晶粒，降低或消除游離氮的時效作用為韌化機制，提高了鋼板抗時效、低溫和高溫韌性，改善了鋼的綜合性能，使產(chǎn)量提高了1.5噸/分鐘，改善鋼板的質(zhì)量，節(jié)省能源，增加經(jīng)濟效益。
文檔編號C21D8/02GK1092470SQ9310313
公開日1994年9月21日 申請日期1993年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月17日
發(fā)明者吉言成, 焉學(xué)文, 何宏林, 胡寶貴, 田其賓, 常忠剛, 李冬純, 王素菊 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所, 鞍山鋼鐵公司半連續(xù)軋板廠, 鞍山鋼鐵公司中板廠