中厚钢板的生产中控轧控冷工艺

目前在中厚钢板的生产中控轧控冷(TMCP)工艺已普遍应用,并在管线钢、高强度结构钢、海洋平台用钢、造船板等的生产中发扬了积极作用,大大提高了钢板的综合性能,节约了贵重的合金元素。然而,TMCP处理的钢板性能离散度较大,而且一些钢种要求特别苛刻的临界轧制。因此,关于生产厚规格、高性能钢板,尤其是要求性能均匀性比立高的锅炉压力容器钢板、桥梁钢板、高层建筑钢板、Z向钢板等,传统的离线热处理方式仍然是难以替代的。因此一个定位于生产高性能品种钢为主的中厚板厂,建设一条现代化的中厚板热处理生产线,是在设计之初就必须考虑的咨询题。
   建设热处理工序应统筹考虑的咨询题1对炼钢、轧钢工序设备的要求
   中厚板轧后热处理炉是生产高技术含量、高附加值产品不可缺少的要紧设备,因此应定位在生产“双高〞产品,要求钢质纯洁、有害元素和夹杂物含量低,板坯厚度要满足一定的压缩比,配备有控轧控冷设施等。这就要求前面的炼钢和轧钢工序具备生产“双高〞产品的条件,如炼钢工序要配备有铁水预处理设施、大吨位的顶底复吹转炉或高功率电炉、LF/VD/RH等炉外精炼设施、直弧形大板坯连铸机等,轧钢工序要配备有高刚度强力轧机、ACC(DQ)、强力矫直机等。
   2对轧钢厂的场地要求
   在建设中厚板厂时,要考虑精整的能力足够大,也确实是根基后面剪切、冷床等的能力要大于前面轧钢能力,以便于充分发扬轧机的潜能。同样要是一个中厚板厂定位于生产高技术含量、高附加值产品时,就要考虑厂房后部工序要留有充分的火焰切割、探伤、热处理生产线的场地。
   因为关于需要热处理的钢板来讲,一般40mm以上的厚规格钢板受剪切能力限制,需要火焰切割,而且热处理的钢种许多要求逐张探伤。因此,在厂房设计时要留有足够的场地,否那么将严重制约生产能力的发扬。
  探伤一般可安排在热处理之前,如此探伤不合可直截了当改判以节约热处理费用,但正火通过再结晶细化均匀组织,关于某些微小的探伤缺陷有改善作用,尤其是合金含量较高的钢种。因此,有些品种可安排在热处理之后探伤。然而,热处理关于大的分层和夹杂造成的探伤缺陷全然无能为力。
中厚板热处理的要紧方式中厚钢板热处理的要紧方式有正火、调质(淬火+高温回火)、正火
+控冷、正火+回火、回火、退火、直截了当淬火(DQ)、直截了当淬火+回火等。其中,处理量最大的是正火板,包括正火+回火,大约占所有热处理产品的70%左右;其次是调质板,占15%左右;其它如回火等占15%。中厚板热处理工艺流程见图1。
图1中厚板热处理工艺流程
   1正火工艺的特点及注重事项正火也喊常化或正常化,其目的在于使上一道工序中产生的非正常组织(如铁素体晶粒粗大、魏氏组织、带状组织、非铁素体+珠光体组织产物等亚共析钢组织缺陷)通过重结晶、均匀化组织予以改善(对低碳钢为细小等轴铁素体+均匀分布的块状珠光体组织),从而改善其力学性能和工艺性能。
   正火能够作为预备热处理,也能够作为最终热处理。对机加工零件的结构钢来讲,正火多半作为预备热处理,为随后的切削加工和最终热处理做组织预备;对低碳低合金钢板来讲,正火根基上作为最终热处理,使钢板具有所要求的组织,从而使其具有所要求的力学
性能和工艺性能。
   钢板正火处理后晶粒细、碳化物分布均匀,力学性能良好。正火工艺可使目前普遍应用的以Nb、V、Ti等强碳氮化物形成元素的低(微)合金高强度钢板12的延伸、低温冲击韧性和冷弯性能大幅改善。
   但值得注重的是,正火在提高热轧低碳低合金钢板的工艺性能的同时,往往落低钢的强度,屈服强度和抗拉强度一般落低20~50MPa,关于控轧控冷钢板严重的可落低80~120MPa。因此,为保证钢板的交货性能,在正火钢板成分设计时,应不同于一般控轧控冷钢板,可适当增加C、Mn等固溶强化元素以提高强度(注重碳当量指标不要过高),尽管热轧后钢板的延伸率或冲击功有所落低,但这两项指标在正火处理后会有大幅提高。
   2正火+控冷(+回火)新工艺
常化炉除处理“双高〞产品外,另一大作用是挽救许多热轧后延伸或冲击不合产品,减少改判率。但随之而来的一个咨询题是一些延伸、冲击不合需挽救的产品本身强度富裕量小,轻易导致处理后强度反而不合。这除了在正火温度、时刻上能够做一些调整外,还能够应用正火+控冷(+回火)工艺。
   为防止许多钢板正火后强度大幅落低,目前国内武钢、舞钢、重钢、太钢等都开发了正火+操纵冷却的工艺,利用炉后淬火机或简易水冷设施等进行正火后弱水冷(水雾等)的工艺,可较好地弥补钢板的强度损失,依据太钢经验,钢板强度可提高10MPa。关于操纵冷却后钢板性能动摇较大的钢种或ASTM(美国材料与试验协会)中 正火后加速冷却必须回火的钢种还可应用正火+控冷+回火工艺。
   3正火+回火
   在锅炉压力容器钢板处理中采纳较多,尤其是CrMo钢多采纳正火+高温回火。
   4调质(淬火+高温回火)
   近年来,超级钢、超低碳贝氏体钢等生产技术蓬勃开展,许多传统调质处理生产的屈服强度450MPa以上的钢板利用超细晶等技术差不多能够生产,但关于压力容器、石油储罐、桥梁、军工等重要结构钢板,许多标准和用户依旧要求钢板以调质状态交货。因此,一条现代化的调质钢板生产线关于提高中厚钢板厂的产品档次是不可或缺的。
 调质即淬火+高温回火,代表钢种有油罐钢SPV490Q、14MnNbq、军工板921、模具钢P2
步进式加热炉0等。目前,调质热处理线根基上采纳辊底式炉快速出炉后面配套辊压式淬火机。
   5淬火+低温回火
   关于耐磨钢等要求外表硬度较高的钢种多采纳淬火+低温回火。
   6在线直截了当淬火(DQ)+回火
   该技术是20世纪90年代以来开展的新技术。利用轧后的直截了当淬火设施(30mm以下较轻易)实施钢板在线直截了当淬火,然后进行离线的回火处理,可大大节约热处理本钞票。目前在生产高强度低碳贝氏体钢、油罐钢等钢种时采纳较多。
中厚钢板热处理炉炉型分类及比立1中厚钢板热处理炉炉型分类
   中厚钢板热处理炉分类如图2所示,按工作方式分为连续式热处理炉和周期式间歇性热处理炉两种;按钢板运送方式分为辊底式、步进式、台车式、外部机械化式及罩式等五种;按照加热方式可分为明火加热与辐射管无氧化式加热两种。
图2中厚板热处理炉分类
2辊底式炉和步进式炉的比立辊底式炉和步进式炉都能够采纳明火加热,但辐射管加热一般应用于辊底式炉。步进式加热炉要紧优点是没有辊印和划伤,用于特厚板热处理有一定的优势,但投资大,维护要求高,钢板最大输送速度受到限制,由于难以实现高速出炉,后面不能与淬火机配套,只能用于钢板的正火、回火处理。
   辊底式炉可用于钢板的正火、回火及调质等热处理。这种炉子产量和机械化、自动化程度高,得到了广泛应用。
   3明火加热与辐射管加热的比立辊底式热处理炉的供热方式通常有两种:一种是明火加热;另一种是炉内通保卫气体的辐射管加热。不管是哪种加热方式,都要保证炉温的均匀性,并满足要求的加热和保温时刻。在此前提下,明火加热时,应尽可能操纵炉内气氛为微氧化性气氛或接近复原气氛,以获得较好的钢板外表质量。
   辐射管加热时,炉内通进氮气等保卫气体,在炉内形成惰性气氛,防止钢板的氧化,以获得更好的钢板外表质量。需要讲明的是:一般采纳钢板辐射管加热,进炉前需经抛丸机处理,往除掉钢板外表氧化铁皮,如此还能够减少炉辊的积瘤。
   但明火直截了当加热辊底式炉依旧易出现辊印、划伤、麻坑、氧化严重等外表缺陷。钢板下外表的辊印、划伤要紧缘故是炉底辊结瘤(高温氧化铁皮累积而成)引起的,重者增加钢板修磨量,甚至发生辊印超深或修磨面积过大导致钢板判废,直截了当碍事经济效益。外表氧化严重还造成钢板麻坑、氧化铁皮增厚,特别是船板抛丸处理后出现麻点等缺陷。一些钢厂对外表质量要求高、价格贵重的钢板,采纳加垫板消除辊印的方法,但弊端较多:垫板白费严重,增大热处理量,本钞票上升,生产率特别低,不离不及时还碍事钢板性能。

本文发布于:2024-09-20 22:53:52,感谢您对本站的认可!

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标签:钢板   热处理   回火
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