专利名称：高韧性超高强钢的生产系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于炼钢技术，特别是涉及一种高韧性超高强钢的生产系统。
背景技术：
高强度结构钢板广泛应用于工程机械、矿山机械、车辆、船舶、桥梁等行业，随着国民经济的发展，对高强钢提出了新的要求强度更高(IOOOMPa以上)、要求有一定的塑性及低温韧性。为此各中厚板厂进行了大量的研究，开发出了许多高强钢的生产方法及生产工艺。目前各钢厂生产高强钢的工艺一般为CR、CR+ACC (TMCP) +T、DQ+T及离线淬火 RQ+T。在典型的生产工艺中，需要特别指出的是直接在线淬火工艺(DQ)。直接淬火是利用钢的轧后余热把钢材从形变奥氏体冷却到马氏体点温度下最终得到马氏体的热处理工艺。由于控制轧制过程中合金元素的充分溶解增加了奥氏体的淬透性，有利于随后的直接淬火， 另外控制轧制细化了奥氏体晶粒，增加了奥氏体变形带，因此增加了马氏体的形核点，有望得到良好的马氏体形态，从而回火后得到优良的强度和韧度组合。直接在线淬火时，钢中的合金及微合金元素固溶态更好，增加了钢的淬透性；未再结晶区的变形增加了奥氏体的位错密度，增加了变形带。以上因素都为淬火后的组织细化提供了有利条件，使得在线直接淬火(DQ) +离线回火调质处理后的钢板强度更高。钢经Q+P+T热处理组织为回火马氏体+残余奥氏体。Q+P+T处理后遗有一定量的残留奥氏体，部分地松解高强度钢的韧性困境；钢中还有复杂碳化物的弥散沉淀，使呈沉淀强化。高强钢生产热处理Q+P工艺，需要将钢板轧后重新加热、淬火、碳分配，工艺复杂， 不利于降低生产成本。钢板轧后需要在车间内倒运物流复杂，钢板在线直行率低，生产管理繁琐。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种克服上述已有技术不足之处的高韧性超高强钢的生产系统。钢板经控轧后，直接使用超快冷设备进行淬火至Ms和Mf之间温度，形成马氏体及残余奥氏体，同时在辊道傍侧配备回火炉进行碳分配，实现碳分配处理，满足淬火及碳分配的工艺要求，实现工艺称为直接淬火DQ (direct quenching) +在线分配OP (on line partitioning )工艺，即 DQ+0P 工艺。本实用新型的技术方案高韧性超高强钢的生产系统，其生产系统的生产线设备布置依次为加热炉，除鳞箱，粗轧机，精轧机，预矫直机，超快冷机组，热矫直机，第一分钢台架，明火回火炉，第二分钢台架，厚板冷床，中板冷床。为满足DQ+0P工艺的要求，在生产线布置在线淬火设备，利用轧后钢板余热进行淬火；在线布置明火回火炉进行碳分配。板坯在步进式加热炉充分加热，出炉后进行布置除鳞箱利用高压水除去板坯表面氧化铁皮，布置可逆式双机架轧机对钢板进行控制轧制，为保证淬火后板型，在超快冷机组前布置预矫直机对高温钢板进行矫直，使用超快冷机组对钢板淬火到Ms和Mf之间温度，钢板淬火出超快冷机组后布置有热矫直机及时对钢板进行
3矫直，为保证钢板及时进行碳分配，在冷床前布置第一分钢台架将钢板及时横向运输到回火炉前，回火炉及时将钢板装入炉内进行碳分配处理，处理后的钢板布置有第二分钢台架横向运输返回生产主线，钢板可进入中板冷床或厚板冷床冷却后下线。本实用新型原理利用钢板控轧过程中钢中的合金及微合金元素固溶态更好，增加了钢的淬透性；未再结晶区的轧制增加了奥氏体的位错密度，增加了变形带。以上因素都为淬火后的组织细化提供了有利条件，使得在线直接淬火(DQ) +离线回火调质处理后的钢板强度更高。根据钢板材质选定淬火后返红温度(Ms Mf之间)，针对不同厚度钢板利用超快冷的运行工艺速度控制返红温度，钢板出超快冷后返红结束及时送入在线回火炉进行碳分配处理，形成马氏体与纳米级的残余奥氏体的组织，利用明火回火炉低温温度均勻的特点保证钢板碳分配处理的工艺质量，钢板组织、性能均勻。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点a.直接萍火 DQ (direct quenching) + 在线分配 OP (on line partitioning ) 工艺(即DQ+0P工艺)实现了超高强钢的简单生产，提高了生产效率，降低了超高强钢的生产成本；b.利用DQ技术保留控轧钢板的奥氏体的位错密度及变形带，使钢板具有比离线淬火钢板更高的强度及韧性，可生产1500MPa以上的超高强钢；c.钢板的OP处理，使轧钢车间物流简洁，提高了钢板产品的直行率，减少了钢板在车间内倒运，减少了对半成品库的占用，便于生产管理；d.钢板DQ前，进行预矫直，生产钢板板型良好；e.明火回火炉低温段炉温均勻，钢板碳分配后组织、性能均勻；f.生产方法及生产系统也可用于TMCP+T钢板的生产。
图1为高韧性超高强钢生产系统工艺设备布置图。图中1-加热炉，2-板坯，3-除鳞箱，4-粗轧机，5-中间坯，6-精轧机，7-钢板，8-预矫直机，9-超快冷机组，10-热矫直机， 11-第一分钢台架，12-明火回火炉，13-第二分钢台架，14-厚板冷床，15-中板冷床。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明实用新型的内容。如图所示，生产系统工艺设备按如下顺序依次布置1-加热炉，2-板坯，3-除鳞箱，4-粗轧机，5-中间坯，6-精轧机，7-钢板，8-预矫直机，9-超快冷机组，10-热矫直机， 11-第一分钢架，12-明火回火炉，13-第二分钢台架，14-厚板冷床，15-中板冷床。板坯在步进式加热炉1充分加热，板坯2出炉后进行布置除鳞箱3利用高压水除去板坯表面氧化铁皮，布置可逆式双机架轧机4及6对钢板进行控制轧制，为保证淬火后板型，在超快冷机组前布置预矫直机8对高温钢板7进行矫直，使用超快冷机组9对钢板淬火到Ms和Mf之间温度，钢板淬火出超快冷机组后布置有热矫直机10及时对钢板进行矫直， 为保证钢板及时进行碳分配，在冷床前布置第一分钢台架11将钢板及时横向运输到回火炉12前，回火炉12及时将钢板装入炉内进行碳分配处理，处理后的钢板布置有第二分钢台架13横向运输返回生产主线，钢板可进入中板冷床15或厚板冷床14冷却后下线。[0022]使用本实用新型生产系统的工艺步骤依次为a.板坯加热，加热温度1150 1250°C，加热系数8 ianin/cm，出炉温度1130 1180 0C ；b.板坯充分除鳞，除尽表面氧化铁皮；c.开轧温度1050 1100°C，保证粗轧有二道次以上压下率大于15%，实现高温大压下慢速轧制，粗轧终轧温度950 970°C，中间坯控制为3 4h ；d.待温辊道待温800 860°C ；e.精轧开轧温度800 860°C，终轧温度780 840°C，钢板轧后进入预矫直机矫直；f.超快冷使用DQ模式，钢板入水温度760 830°C，按照钢板返红温度150 3500C自动配水及控制辊道速度，钢板快速送入进行DQ ；g.钢板出控冷机组后，快速送入热矫直机进行矫直，矫直速度大于2m/min ；h.钢板出矫直机后，快速送分钢台架分钢至装炉辊道；i.明火回火炉启动快速装炉，将钢板装入炉内进行碳分配，装炉速度按20m/min 控制，回火炉温150 450°C，工艺速度10 60m/min ；j.钢板分配处理结束后，出炉返回厚板冷床空冷；k.钢板DQ+0P处理后，需要回火时转入其他回火炉进行回火。
权利要求1.高韧性超高强钢的生产系统，其特征在于生产线设备布置依次为加热炉，板坯， 除鳞箱，粗轧机，中间还，精轧机，预矫直机，超快冷机组，热矫直机，第一分钢台架，明火回火炉，第二分钢台架，厚板冷床，中板冷床。
专利摘要高韧性超高强钢的生产系统，包括由除鳞箱、粗轧机、待温辊道、精轧机、超快速冷却系统、热矫直机、分钢台架、明火回火炉组成。板坯充分加热后出炉、板坯除鳞、粗轧、待温精轧、在线超快冷淬火、快速热矫直、分钢台架分离出主生产线、快速将钢板送入明火回火炉中进行保温，在PT(碳分配温度)中进行碳分配，钢板出炉后空冷。生产线设备布置依次为加热炉，板坯，除鳞箱，粗轧机，中间坯，精轧机，预矫直机，超快冷机组，热矫直机，第一分钢台架，明火回火炉，第二分钢台架，厚板冷床，中板冷床。
文档编号C21D8/02GK202322933SQ20112044801
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者杨云清 申请人:湖南华菱湘潭钢铁有限公司