專利名稱：提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法。
背景技術(shù)：
屈服強(qiáng)度460MPa 700MPa高強(qiáng)機(jī)械用鋼目前已廣泛應(yīng)用于制造汽車起重機(jī)、混凝土泵車臂及其他大型機(jī)械設(shè)備，國內(nèi)外普遍采用的合金成分體系為Ti微合金化成分體系，添加O. 07% O. 14%的Ti，依靠TiC的析出強(qiáng)化效果大幅提高材料的強(qiáng)度水平。公開號為101538680的中國專利介紹了一種基于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)方式生產(chǎn)600MPa級高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，但該專利未對材料通卷均勻性如何控制進(jìn)行研究和闡述。專利公開號為101899616A的中國專利介紹了一種熱連軋方式生產(chǎn)600MPa級高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，同樣未對鋼卷內(nèi)外圈性能及寬度方向均勻性進(jìn)行研究和闡述。涉及700MPa級高強(qiáng)鋼生產(chǎn)方法的專利中，公開號為101538681的中國專利介紹了一種采用Nb — Ti 一 V微合金化生產(chǎn)屈服強(qiáng)度700MPa級高強(qiáng)鋼，公開號為101768698A的中國專利介紹了一種采用高Cr+Nb+Ti強(qiáng)化生產(chǎn)700MPa級高強(qiáng)鋼的生產(chǎn)方法，雖然以上專利給出了具體的軋制工藝參數(shù)范圍，但均未對鋼卷通卷性能均勻性和板寬方向性能均勻性如何提高和改善進(jìn)行有針對性的研究和闡述。對于Ti含量在O. 07% O. 14%的屈服強(qiáng)度460MPa 700MPa高強(qiáng)機(jī)械用鋼熱連軋板卷的生產(chǎn)，現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于(I)鋼卷最內(nèi)圈和最`外圈強(qiáng)度偏低，沿軋制方向的通卷性能合格率下降。現(xiàn)有技術(shù)沒有對如何提高鋼卷最內(nèi)圈和最外圈的強(qiáng)度性能提出有效的改進(jìn)措施。(2)未關(guān)注高強(qiáng)機(jī)械用鋼沿板寬方向的性能波動(dòng)問題，薄規(guī)格(< 5mm)高強(qiáng)機(jī)械用鋼沿板寬方向的兩個(gè)邊部強(qiáng)度性能普遍下降150 300MPa，材料在使用過程中具有極大的安全隱患。現(xiàn)有技術(shù)沒有對如何提高鋼卷沿寬度方向的強(qiáng)度性能提出有效的改進(jìn)措施。通過查對現(xiàn)有技術(shù)專利和文獻(xiàn)，未見有關(guān)針對Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼熱軋板卷產(chǎn)品沿軋制方向和橫向力學(xué)性能均勻性如何改善的報(bào)道，本專利根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，提出了一種有效改善Ti微合金化高強(qiáng)鋼通卷性能均勻性的措施，使得成材率顯著提高，并可避免用戶使用過程中由于材料不同位置的性能波動(dòng)造成的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高成材率，且能避免在使用過程當(dāng)中材料不同位置性能波動(dòng)造成安全隱患的一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，包括將Ti添加量為O. 07% O. 14%的鋼水通過精煉、加熱后，再進(jìn)行粗軋后獲得中間坯；
將所述中間坯進(jìn)行邊部加熱后，再進(jìn)行精軋獲得熱軋板；將所述熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷；將所述熱軋卷矯直開平后獲得成品。進(jìn)一步地，所述將所述中間坯進(jìn)行邊部加熱時(shí)，將所述中間坯在精軋前使用感應(yīng)加熱器進(jìn)行邊部加熱，使加熱后的中間坯溫度比粗軋結(jié)束溫度高O 150°C。進(jìn)一步地，所述將熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷時(shí)，使所述熱軋板最內(nèi)圈15米內(nèi)的卷取溫度比所述熱軋板中間部位的卷取溫度高15-20°C，使所述熱軋板最外圈15米內(nèi)的卷取溫度比所述熱軋板中間部位的卷取溫度高10-15°C。本發(fā)明提供的一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，通過冷卻過程中采用U形冷卻模式，提高熱連軋鋼卷最內(nèi)圈和最外圈強(qiáng)度力學(xué)性能，從而改善了最終產(chǎn)品沿軋制方向的性能均勻性，提高了綜合成材率。通過采用中間坯邊部感應(yīng)加熱，彌補(bǔ)薄規(guī)格中間坯邊部散熱過導(dǎo)致的溫降，從而改善了最終產(chǎn)品沿橫向性能均勻性，提高了材料在使用過程中的安全性。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，通過冷卻過程中采用U形冷卻模式，提高熱連軋鋼卷最內(nèi)圈和最外圈強(qiáng)度力學(xué)性能，從而改善最終產(chǎn)品沿軋制方向的性能均勻性；通過采用中間坯邊部感應(yīng)加熱，彌補(bǔ)薄規(guī)格中間坯邊部散熱過導(dǎo)致的溫降，從而改善最終產(chǎn)品沿橫向性能均勻性。具體包括以下步驟步驟S1:將Ti添加量為O. 07% O. 14%的鋼水通過精煉、加熱后，再進(jìn)行粗軋后獲得中間還·步驟S2 :將中間坯進(jìn)行邊部加熱后，再進(jìn)行精軋獲得熱軋板。將中間坯進(jìn)行邊部加熱時(shí)，將中間坯在精軋前使用感應(yīng)加熱器進(jìn)行邊部加熱，使加熱后的中間坯溫度比粗軋結(jié)束溫度高O 150°C，用來彌補(bǔ)薄規(guī)格中間坯邊部散熱過快導(dǎo)致的溫降，從而改善最終產(chǎn)品沿橫向性能均勻性。步驟S3 :將熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷。將熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷時(shí)，使熱軋板最內(nèi)圈15米內(nèi)的卷取溫度比熱軋板中間部位的卷取溫度高15-20°C，使熱軋板最外圈15米內(nèi)的卷取溫度比熱軋板中間部位的卷取溫度高10-15°C。通過優(yōu)化冷卻過程中的卷取溫度曲線形狀，彌補(bǔ)帶鋼卷取后由于內(nèi)外圈散熱快導(dǎo)致的析出強(qiáng)化效果減弱，從而改善最終產(chǎn)品沿軋制方向的性能均勻性。對于Ti添加量為O. 07% O. 14%高強(qiáng)機(jī)械用鋼，材料高的強(qiáng)度性能主要依靠Ti的納米級析出強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)對材料強(qiáng)化機(jī)理已有大量相關(guān)報(bào)道。但熱連軋鋼卷頭中尾通卷性能均勻性和沿板寬方向性能均勻性的研究工作仍需加強(qiáng)。鋼卷最內(nèi)圈和最外圈15米均處于性能不穩(wěn)定狀態(tài)，尤其是鋼卷最內(nèi)圈，強(qiáng)度性能和韌性性能均不穩(wěn)定，這是由于對于熱連軋板卷，帶鋼頭部位置入精軋溫度較高，軋制速度和層流冷卻速度相對于鋼卷中部位置較慢，導(dǎo)致晶粒粗大，材料強(qiáng)韌性下降；在帶鋼卷取后空冷過程中，由于鋼卷的最內(nèi)圈和最外圈與空氣直接接觸，溫降相對較快導(dǎo)致卷取后鋼中的析出強(qiáng)化效果減弱，與鋼卷中間部位相比材料強(qiáng)度下降。針對沿軋制方向鋼卷內(nèi)圈和外圈強(qiáng)度下降問題，本發(fā)明采用的方法為改變卷取溫度曲線形狀，采用U形冷卻，即鋼卷最內(nèi)圈和最外圈15米卷取溫度與中部正常位置相比提高1(T20°C。具體為將板卷最內(nèi)圈15米卷取溫度提高15-20°C，板卷最外圈15米卷取溫度提高10-15°C，彌補(bǔ)帶鋼卷取后由于內(nèi)外圈散熱快導(dǎo)致的析出強(qiáng)化效果減弱，從而改善最終產(chǎn)品沿軋制方向的性能均勻性。通過工業(yè)生產(chǎn)驗(yàn)證，采用U形冷卻后，Ti微合金化鋼卷最內(nèi)圈15米強(qiáng)度性能顯著提高，可以滿足技術(shù)條件要求且通卷沿軋向性能均勻性提高，同時(shí)由于控制了卷取溫度在一定的溫度范圍以內(nèi)，析出數(shù)量增加的同時(shí)長大并不明顯，材料同時(shí)具有良好的塑韌性。 對于Ti添加量為O. 07% O. 14%高強(qiáng)機(jī)械用鋼熱軋板卷，帶鋼橫向性能同樣具有波動(dòng)較大的問題，特別是< 5mm的薄規(guī)格高強(qiáng)鋼，橫向兩邊緣處強(qiáng)度與中間正常部位相比，強(qiáng)度最大可下降300MPa。根據(jù)國標(biāo)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，用戶只檢驗(yàn)鋼板寬度四分之一處性能代替整個(gè)檢驗(yàn)批性能，鋼板寬度邊部的性能下降問題很容易被忽略。由于一般工程機(jī)械用鋼用戶使用過程中對鋼板的邊部切除量很小，所以邊部強(qiáng)度性能的下降將對材料使用的安全性造成極大的隱患。通過進(jìn)行邊部與中部組織、析出及力學(xué)性能對比發(fā)現(xiàn)，造成沿橫向邊部強(qiáng)度性能大幅下降的原因?yàn)樵谲堉七^程中坯子邊部散熱快導(dǎo)致了邊部溫度低于中部，特別針對薄規(guī)格產(chǎn)品，在中間坯進(jìn)精軋機(jī)前，橫向邊部的溫度已低于中部正常位置50°C以上，在精軋階段邊部溫度已經(jīng)低于或接近相變開始溫度，在入層流冷卻之前，邊部已開始在較低的冷速下開始相變，相變組織一般為鐵素體+珠光體，這種組織在經(jīng)過層流冷卻過程中會繼續(xù)長大，造成晶粒粗大，導(dǎo)致力學(xué)性能下降，同時(shí)由于大量珠光體的形成，在卷取成卷后已無足夠的C與Ti結(jié)合形成納米級析出，導(dǎo)致強(qiáng)度大幅下降?，F(xiàn)有技術(shù)中未提出改善Ti微合金化高強(qiáng)鋼熱軋卷板橫向邊部強(qiáng)度性能的有效措施。本發(fā)明介紹了一種有效的提高Ti微合金化高強(qiáng)鋼橫向性能均勻性的方法，即中間坯入精軋前使用感應(yīng)加熱器對邊部進(jìn)行加熱，使加熱后的中間坯溫度比粗軋結(jié)束溫度高O 150°C，彌補(bǔ)薄規(guī)格中間坯邊部散熱過快導(dǎo)致的溫降，從而改善最終產(chǎn)品沿橫向性能均勻性。通過精軋前邊部加熱器的溫度補(bǔ)償，避免了在精軋過程中發(fā)生相變，保證了鋼板橫向邊部和中部軋制溫度的均勻性，避免了大量珠光體的形成，從而使層流冷卻和卷取后有充足的TiC析出，大幅提高強(qiáng)度性能。本發(fā)明介紹的改善Ti微合金化高強(qiáng)鋼的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)方法易于實(shí)施，具有批量生產(chǎn)可行性。U形冷卻只需對層流冷卻模式進(jìn)行設(shè)定即可實(shí)現(xiàn)，邊部加熱器的使用只需進(jìn)行溫度設(shè)定。(2)可顯著改善鋼卷的通卷性能均勻性，提高綜合成材率。鋼卷頭尾性能和邊部性能的改善可顯著提高成材率，減少切頭切尾以及切邊造成的成材率損失。(3)提高了材料在使用過程中的安全性。高強(qiáng)機(jī)械用鋼一般應(yīng)用于大型機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵受力部件，鋼板不同位置的性能波動(dòng)會造成極大的安全隱患，本發(fā)明方法生產(chǎn)的鋼板有效提高了材料通卷性能均勻性，使用安全性得到保證。本發(fā)明具體實(shí)施例涉及額鋼種為Ti含量為O. 079Π). 14%屈服強(qiáng)度460MPa 700MPa高強(qiáng)機(jī)械用鋼，以下通過幾個(gè)具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。實(shí)施例一本實(shí)施例提供的一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，通過改變卷取曲線形狀，采用U形冷卻，將板卷最內(nèi)圈15米卷取溫度提高15-20°c，板卷最外圈15米卷取溫度提高10-15°C。本實(shí)施例中，原工藝的卷取溫度設(shè)定值為600°C，本發(fā)明將鋼卷內(nèi)圈卷15米內(nèi)將卷取溫度按照620°C控制，將鋼卷最外圈15米內(nèi)卷取溫度按照615°C控制。然后在板卷內(nèi)圈3米處、鋼卷中部正常位置處以及板卷最外圈1. 5米處取樣進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)。檢測項(xiàng)目中沖擊試樣尺寸為5mm*10mm*55mm。試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表1、表2。表I高強(qiáng)鋼化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，其特征在于，包括將Ti添加量為O. 07% O. 14%的鋼水通過精煉、加熱后，再進(jìn)行粗軋后獲得中間坯；將所述中間坯進(jìn)行邊部加熱后，再進(jìn)行精軋獲得熱軋板；將所述熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷。
2.如權(quán)利要求1所述的提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，其特征在于所述將所述中間坯進(jìn)行邊部加熱時(shí)，將所述中間坯在精軋前使用感應(yīng)加熱器進(jìn)行邊部加熱，使加熱后的中間坯溫度比粗軋結(jié)束溫度高O 150°C。
3.如權(quán)利要求1所述的提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，其特征在于所述將熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷時(shí)，使所述熱軋板最內(nèi)圈15米內(nèi)的卷取溫度比所述熱軋板中間部位的卷取溫度高15_20°C，使所述熱軋板最外圈15米內(nèi)的卷取溫度比所述熱軋板中間部位的卷取溫度高10-15°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，包括將Ti添加量為0.07%～0.14%的鋼水通過精煉、加熱后，再進(jìn)行粗軋后獲得中間坯；將所述中間坯進(jìn)行邊部加熱后，再進(jìn)行精軋獲得熱軋板；將所述熱軋板進(jìn)行U形冷卻后卷取成熱軋卷；將所述熱軋卷矯直開平后獲得成品。本發(fā)明提供的一種提高Ti微合金化高強(qiáng)機(jī)械用鋼通卷性能均勻性的方法，通過冷卻過程中采用U形冷卻模式，改善了最終產(chǎn)品沿軋制方向的性能均勻性，提高了綜合成材率。通過采用中間坯邊部感應(yīng)加熱，改善了最終產(chǎn)品沿橫向性能均勻性，提高了材料在使用過程中的安全性。
文檔編號C21D8/02GK103031419SQ20121056765
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者潘輝, 李飛, 周娜, 包春林, 孫常庫, 趙林 申請人:首鋼總公司