專利名稱：提高正火鋼板強度的淬火機加速冷卻工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中厚板正火控冷技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種提高正火鋼板強度的淬 火機加速冷卻工藝。
背景技術(shù)：
低合金高強鋼通常采用控軋或熱處理正火交貨，經(jīng)過正火工藝處理后的低合金高 強鋼，其屈服強度比控軋后的強度一般下降30-50Mpa，經(jīng)常低于標準值下線或處于標 準值下線邊緣。解決正火后強度不足的問題，國內(nèi)外普遍采用的方法是通過添加大量 的Cu、 Cr、 Ni、 Mn等固溶強化合金元素來提高正火后強度，但是此種方法無疑增加 了企業(yè)熱處理產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，降低利潤，產(chǎn)品價格在激烈的市場競爭中缺乏優(yōu)勢。
首秦金屬材料有限公司于2008年4月完成德國LOI公司生產(chǎn)的淬火機調(diào)試工作， 具備了寬厚板淬火處理能力。淬火處理生產(chǎn)線由一臺淬火爐和一臺淬火機組成，淬火 機直接布置在淬火爐后面，全長22.763米，分高壓段和低壓段(如圖l所示)，共20 個區(qū)，其中高壓段分三段，共3.332米，分別是l、 2、 3， 4、 5、 6; 7、 8、 9， 10、 11、 12; 13， 14;低壓段分三段，19.431米，分別為15， 16; 17， 18; 19， 20三段，高壓 段的水量和低壓段的開度可以進行手動調(diào)整，而且各分段都可以單獨開啟。通常鋼板 淬火時，所有冷卻段是全部開啟的，冷卻強度較大，通常鋼板冷卻溫度《20(TC，生產(chǎn) 中淬火模型可對不同規(guī)格鋼板進行自動淬火處理。為解決正火鋼板屈服強度下降的問 題，首秦公司自主發(fā)明了淬火機的加速冷卻模式，即通過關(guān)閉淬火機的部分水冷段， 精確調(diào)整其它水冷段的水量、上下水比和輥道速度，使淬火機的強力水冷變成弱水冷， 能夠控制正火后的鋼板加速冷卻到600-700'C溫度之間，實現(xiàn)鋼板正火后的加速冷卻， 提高正火后鋼板的屈服強度。首秦公司現(xiàn)已將此技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，通過水這一 廉價的介質(zhì)替代了高成本的合金元素，降低了公司的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效 益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高正火鋼板強度的淬火機加速冷卻工藝，解決了正 火后鋼板屈服強度偏低的問題。
正火后的鋼板通常通過空冷降溫。由于厚鋼板空冷速度慢，導(dǎo)致奧氏體向鐵素體 轉(zhuǎn)變時鐵素體形核率低，部分鐵素體晶粒粗大，強度偏低。對此制定了以下提高正火 鋼板強度的工藝正火鋼板出淬火爐后以一定速度(同淬火機輥道速度)隨淬火機輥 道進入淬火機開始水冷，淬火機輥道速度控制在10-25m/min，設(shè)定水量控制參數(shù)如下 淬火機高壓段13區(qū)水量為2.5-3.3m3/min; 14區(qū)水量為3-4 m3/min;低壓段15區(qū)流量 調(diào)節(jié)閥閥門開口度(以下簡稱開度)為30-40%， 16區(qū)開度為35-47%,冷速控制在6-8'C /s。根據(jù)鋼板規(guī)格調(diào)整上述各區(qū)水量、開度以及輥道速度，使鋼板冷卻至600-650'C后 自然冷卻，通過水冷提高了鐵素體形核率，抑制了晶粒的長大，細化晶粒，提高了正 火鋼板強度。優(yōu)點目前此項發(fā)明已應(yīng)用于厚度16-100mm的正火狀態(tài)交貨的低合金鋼 (S355J2+N)、橋梁板(Q420qD)和高強船板(D36)，在保持與控軋狀態(tài)同等成份的基礎(chǔ)上， 利用已確定的水冷模式使其屈服強度得到了提高。如低合金鋼(S355J2+N)正火后屈服 強度基本在340士10MPa左右，通過水冷屈服強度達到380土10MPa。經(jīng)過不同鋼種的 試驗發(fā)現(xiàn)正火控冷處理后，鋼板強度較正火處理提高30-50MPa。
水冷后對鋼板的組織和性能進行了檢測和分析，發(fā)現(xiàn)鋼板的組織均勻性，性能都得 到了很好的改善，解決了正火鋼板強度下降的問題，為公司節(jié)約了成本，創(chuàng)造了效益。


圖1為淬火機輥道各區(qū)域示意圖，I為淬火機上輥道及各區(qū)域圖，其中，高壓段1、 2、 3、 7、 8、 9;低壓段13、 15、 17、 19;
II為淬火機下輥道及各區(qū)域圖，其中，高壓段4、 5、 6、 10、 11、 12;低壓段14、 16、 18、 20。
具體實施例方式
實驗中首先利用30mm的歐標低合金鋼板(S355J2+N)進行水冷模式的摸索，最終確 定其水冷參數(shù)如下高壓段13區(qū)水量為3m3/min; 14區(qū)水量為3.5 m3/min;低壓段15 區(qū)開度為35%， 16區(qū)開度為41%，上下開度的比值(水比)為U7;輥速20m/min。針 對其它規(guī)格的S355J2+N通過調(diào)整輥速及低壓段幵度和區(qū)域達到水冷目的，水冷后鋼板 返紅(由于心部溫度高，表面溫度有一定量的回升)溫度在600-650。C內(nèi)，經(jīng)檢驗后鋼 板組織得到了改善，屈服強度比常規(guī)正火處理鋼板強度值高出30-50MPa。然后利用厚 規(guī)格正火后強度略低于標準值的橋梁板(Q420qD)和高強船板(D36)對水冷工藝做了進 一步探索。其中60mm的橋梁鋼(Q420qD)水冷參數(shù)設(shè)定如下高壓段13區(qū)水量為 3m3/min， 14區(qū)水量為3.5m3/min，低壓段15區(qū)開度為35%， 16區(qū)開度為41%，水比 為1.17，輥速14.5m/min; 80mm厚的高強船板(D36)水冷參數(shù)設(shè)定如下高壓段13區(qū) 水量為180m3/h， 14區(qū)水量為215 m3/h，低壓段15區(qū)、17區(qū)開度為35%， 16區(qū)、18 區(qū)開度為41%，水比為1.17，輥速18m/min。水冷后對鋼板性能進行了檢測，屈服強 度達到了標準要求，且有一定的富裕量。經(jīng)過不斷的積累實驗數(shù)據(jù)，最終確定了不同 規(guī)格鋼板的水冷工藝參數(shù)，同時將成熟的水冷工藝制度輸入淬火機的自動化模塊，對 己存入水冷參數(shù)的鋼種可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1、一種提高正火鋼板強度的淬火機加速冷卻工藝，其特征在于，正火鋼板出淬火爐后隨淬火機輥道進入淬火機開始水冷，淬火機輥道速度控制在10-25m/min，設(shè)定水量控制參數(shù)如下淬火機高壓段13區(qū)水量為2.5-3.3m3/min；14區(qū)水量為3-4m3/min；低壓段15區(qū)流量調(diào)節(jié)閥開口度為30-40％，16區(qū)流量調(diào)節(jié)閥開口度為35-47％，鋼板冷速控制在6-8℃/s；根據(jù)鋼板規(guī)格調(diào)整上述各區(qū)水量、開度以及輥道速度，使鋼板冷卻至600-650℃后自然冷卻。
全文摘要
一種提高正火鋼板強度的淬火機加速冷卻工藝，屬于中厚板正火控冷技術(shù)領(lǐng)域。正火鋼板出淬火爐后隨淬火機輥道進入淬火機開始水冷，淬火機輥道速度控制在10-25m/min，設(shè)定水量控制參數(shù)如下淬火機高壓段13區(qū)水量為2.5-3.3m³/min；14區(qū)水量為3-4m³/min；低壓段15區(qū)流量調(diào)節(jié)閥開口度為30-40％，16區(qū)流量調(diào)節(jié)閥開口度為35-47％，鋼板冷速控制在6-8℃/s；根據(jù)鋼板規(guī)格調(diào)整上述各區(qū)水量、開度以及輥道速度，使鋼板冷卻至600-650℃，通過水冷提高了鐵素體形核率，抑制了晶粒的長大，細化晶粒，提高了正火鋼板強度。優(yōu)點在于，通過水冷提高了鐵素體形核率，抑制了晶粒的長大，細化晶粒，提高了正火鋼板強度。
文檔編號C21D11/00GK101307380SQ200810115379
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者何元春, 偉 劉, 劉印良, 劉曉輝, 偉 孫, 張煒星, 楊洪智, 王傳財, 田士平, 白學(xué)軍 申請人:秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司