采用先进控轧控冷技术生产高强度宽厚板

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1、采用先进控轧控冷技术生产高强度宽厚板采用先进控轧控冷技术生产高强度宽厚板赵四新,姚连登(宝山钢铁股份有限公司研究院,上海,201900)摘要回顾了国外先进控轧控冷及在线热处理工艺生产高强钢厚板的情况。介绍了宝钢采用的控轧工艺和控冷工艺生产高强度宽厚板的控制工艺。通过采用先进的控轧控冷工艺,宝钢商业化生产了屈服强度550MPa和690MPa且具有良好低温韧性的高强钢厚板,板厚可达80mm,且具有良好的焊接性能,40mm厚Q690CF钢板可实现不预热焊接。文章对未来控轧控冷工艺和产品的未来发展提出了探讨和展望。关键词控轧

2、控冷,高强钢,宽厚板,直接淬火1前言控制轧制和控制冷却技术的发展主要分为几个阶段:20世纪50年代以前,控制轧制技术研究的开始;20世纪60年代至20世纪70年代初,控制轧制技术的探索和深化;20世纪70年代后期至今,控制轧制控制冷却技术迅速在世界范围普及:控制轧制控制冷却技术被广泛应用,以达到细化晶粒、提高强度、改善韧性的目的〔‘〕。20世纪八十年代之后,君津厚板采用了CLC,JFE公司采用了OLAC,水岛厚板采用MACS,加古川厚板采用了KCL,POSCO公司采用了MULPIC等〔2〕。冷却方式有通过型(prog

3、ressive)、同步型(Simul-tane。us)、约束型(Closed)和非约束型(Open)。近年来,直接淬火技术快速发展,开发了不同强度级别的钢种,如日本JFE采用Super一OLAc系统生产的EVERHARD一LE系列新型耐磨钢,大热输人储油罐用钢JFEHITEN61oE等,机械结构用钢HTsgo,HT7so和HTgso等仁3习。为了提高热处理的效率,JFE钢铁公司在其西日本钢厂的福山厂安装和投产了HOP热处理工艺设备。实现了轧制一加速冷却一热处理整套在线工艺的建立,可以大规模工业化生产,节省了热处理成本

4、,缩短了产品交货期,并以此技术开发了建筑用钢JFEHITEN78OLE、机械结构用超高强钢JFEHYD96OLE、JFEHYD1100LE,管线钢JFE一HIPERX70、X80、X10等,一’〕。采用先进控制轧制和控制冷却技术生产厚板高强钢是今后的发展趋势,本文旨在简单回顾国外控轧控冷技术发展,介绍宝钢控轧控冷工艺和产品,探讨未来控轧控冷技术研究和厚板产品研发的发展方向。2宝钢宽厚板控轧控冷工艺简介2.1宝钢采用控轧工艺的几个特点为保证钢板性能、规格尺寸、成材率和力学性能等要求,宝钢的宽厚板轧机采用了多功能厚度控制

5、技术、平面形状控制技术(MAS轧制法)和板型控制技术、高形状因子轧制技术、低温大压下控制技术等[8,9〕。厚度、平面形状和板型控制技术采用减小监控盲区、提高检测能力和精度、优化轧制工艺设计、CVCP和工作辊弯辊控制技术改善钢板形状,提高了钢板的板型和成材率。高形状因子轧制技术和低温大压下改善钢板内部质量,提高钢板力学性能和使用性能。高形状因子轧制技术即提高轧制时的压缩区。钢板轧制时压缩区比例越高表示轧制力在厚度方向渗透约深。钢板轧制时形状因子(1/气)计算公式为1/h。=丫(R(h。一h;))/(1/2(h。+hl)

6、)(1)式中R一轧辊直径,h。一hl一压下量。宝钢采用的高形状因子轧制技术是提高钢板内部质量重要技术。钢板174轧制力和变形的渗透增加了钢板中心的位错密度,促进合金元素碳氮化物在位错处的形成,钉扎晶界运动,细化奥氏体晶粒,并促进了冷却时钢板的中温贝氏体转变,细化了最终组织,提高了钢板的性能。低温大压下技术是在较低温度下,采用较大变形率轧制钢板。采用此方法轧制后的钢板具有稳定的拉伸性能和较高的低温冲击功。宝钢采用TMCP工艺生产的工程机械用厚板Q55oCFD和Q690CFD,其终轧温度和一20℃冲击功之间关系的示意图见

7、图1。从图1中可看出,较低终轧温度可提高冲击功单值和数值的稳定性。,。。「鬓碧藻25Or睦史奋一亚稳区冲击功.声了级小,卜5波动区015coI05冲击功班声了最小》5圣<袍份免g吕。7护谕,扩瑞8的820840终轧温度℃860880900图1宝钢机械结构用厚板高强钢终轧温度和一20℃冲击功关系的示意图2.2宝钢控冷工艺的关键要素宝钢控冷工艺主要包括冷却速率的控制和冷却模型的自动控制等[z]。宝钢sm宽厚板轧后加速冷却系统包括ACC段和DQ段。装置采用高压喷嘴喷射冷却和U型管层流冷却组合形成。通过对冷却方式的选择,可在

8、较宽的范围内控制冷却速率,可生产不同冷却速率要求的钢板,增加了厚板产品品种。采用适当的喷射冷却和层流冷却的组合方式,可实现钢板的直接淬火,生产高性能钢板。宝钢宽厚板控制冷却系统包括Ll和LZ两部分。Ll包括边部遮挡控制、上下部集管控制、侧喷控制、夹送辊控制、冷却控制以及外部和内部供需之间的通讯等。LZ包括冷却模型的功能,提供冷却集管流量和钢板速