一種鋼材生產方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及材料加工制造技術領域，特別涉及一種鋼材生產方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，鋼材產能過剩、市場競爭日趨激烈，在鋼材制造和加工領域，大量鋼鐵生產企業(yè)迫切的需要找到一種鋼材生產的新工藝技術，改變現存的鋼材生產現狀，為鋼材生產提供更高效、節(jié)能的方法。
[0003]現有技術中，針對鋼材的生產中，軋線大都采用粗軋機組6架、中軋機組6架、精軋機組6架的布置方式軋制普碳鋼、低合金結構鋼等為了是鋼材的強度達到國家標準，普遍采用添加微合金或在線余熱淬火手段。
[0004]采用微合金化技術有利于在鋼中形成細小碳化物和氮化物，通常細小碳氮化物質點起到釘扎晶界的作用，在再加熱鋼坯過程中阻止奧氏體晶粒長大。在再結晶控軋過程中阻止形變奧氏體的再結晶，延緩再結晶奧氏體晶粒長大。在焊接過程中阻止焊接熱影響區(qū)晶粒的粗化。通過碳氮化物的沉淀析出，顯著提高微合金化鋼的強度。然而，在軋制普通建筑用鋼時，大量添加微合金釩和添加S1-Mn合金來控制晶粒長大，這樣大大增加了原料的成本。
[0005]相比起采用微合金化技術而言，采用在線預熱淬火技術鋼材相對生產成本低。主要方法是利用軋件高溫余熱淬火，會使得軋件表面形成馬氏體，但軋件的芯部仍為奧氏體。由于軋件芯部熱量向外傳遞，表面馬氏體回火，產生回火馬氏體，芯部轉變?yōu)榧氈楣怏w組織，從而獲得高屈服強度和較高延展性的組織結構，但產品性能波動大，抗震性能差，對于焊接和螺紋連接有難度，導致在國家標準中已經禁止采用這種方式進行生產。
[0006]鑒于上述兩種方法均存在一定的問題，鋼鐵制造領域需要改變對鋼材軋制的工藝方法，探索一種新的鋼材軋制生產工藝布置，以減少合金和微合金的使用，降低生產成本，同時提高產品質量，生產出強度高、塑韌性好、焊接性能優(yōu)的細晶粒熱熱軋帶肋鋼材和優(yōu)特鋼。
[0007]綜上所述，如何提供一種產出高強度鋼材的鋼材生產方法，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種鋼材生產方法，該方法可以制造出高強度的鋼材。本發(fā)明的另一個目的是提供一種鋼材生產系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以保證鋼材生產方法在實際中的應用，生產出高強度的鋼材。
[0009]為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0010]一種鋼材生產方法，包括:
[0011]控制冷卻軋件，并控制所述軋件的冷卻溫度高于軋件生成馬氏體溫度，以實現所述軋件處于控制軋制區(qū)；
[0012]回復所述處于控制軋制區(qū)的軋件的溫度，使所述軋件的表面和芯部進行熱交換；
[0013]控制軋制區(qū)軋制所述溫度回復后的軋件，以細化所述軋件的奧氏體晶粒；
[0014]快速冷卻所述奧氏體晶粒細化后的軋件，以得到過冷奧氏體，控制所述軋件的溫度高于所述軋件生成馬氏體的溫度；
[0015]將所述得到過冷奧氏體的軋件吐絲成線卷；
[0016]快速風冷所述線卷，并控制所述線卷的溫度高于所述線卷生成馬氏體的溫度；
[0017]控制所述風冷后的線卷通過保溫裝置進行緩慢降溫。
[0018]優(yōu)選地，所述快速冷卻所述奧氏體晶粒細化后的軋件的方法，包括使用穿水冷卻的方法進行冷卻。
[0019]優(yōu)選地，所述控制冷卻軋件的方法，包括使用穿水冷卻的方法進行冷卻。
[0020]一種鋼材生產系統(tǒng)，包括用于冷卻軋件、控制所述軋件處于控制軋制區(qū)的第一冷卻裝置用于回復所述軋件溫度的回復段裝置、乳制機組、用于快速冷卻所述奧氏體晶粒細化后所述軋件的第二冷卻裝置、吐絲機、風冷裝置、風冷線和保溫裝置；
[0021]所述第一冷卻裝置的輸出端與所述回復段裝置的輸入端連接，所述回復段裝置的輸出端與所述軋制機組的輸入端連接，所述軋制機組的輸出端與所述第二冷卻裝置的輸入端連接，所述第二冷卻裝置的輸出端與所述吐絲機的輸入端連接，所述吐絲機的輸出端與所述風冷裝置的輸入端連接，所述風冷裝置的輸出端與所述風冷線的輸入端連接，所述風冷線上設置有所述保溫裝置。
[0022]優(yōu)選地，所述第二冷卻裝置與所述吐絲機之間還設有第二回復段裝置，所述第二回復段裝置的輸入端與所述第二冷卻裝置的輸出端連接，所述第二回復段裝置的輸出端與所述吐絲機的輸入端連接。
[0023]優(yōu)選地，所述軋制機組包括兩個至五個軋機。
[0024]優(yōu)選地，所述第一冷卻裝置和/或所述第二冷卻裝置為穿水冷卻裝置。
[0025]優(yōu)選地，所述保溫裝置包括活動桿和連接在所述活動桿一端的保溫罩，所述活動桿鉸接安裝在所述風冷線的一側，所述保溫罩罩在所述風冷線上。
[0026]優(yōu)選地，所述保溫罩包括用于隔熱的石棉板。
[0027]本發(fā)明提供的一種鋼材生產方法，通過控制進入軋制機組軋件的溫度，使軋件溫度在控制軋制區(qū)范圍內，然后通過回復段，使軋件的內外溫差縮小，避免由于軋件內熱外冷導致的軋制變形不均勻和晶粒的變大，再在軋制完成后控制軋件的溫度，使軋件不會降溫到能夠生成馬氏體的溫度范圍內，通過將軋件吐絲成卷，形成線卷的最終形狀，使用風冷技術對線卷進行冷卻，最后緩慢降低所述軋件的溫度，控制軋件的鐵素體和珠光體等組織的生成，避免馬氏體的生成。整個過程中，通過控制溫度和控制軋制，可有效地避免由于馬氏體過多導致的軋件脆性較高、強屈比不夠的問題，大大提高了軋件的性能。
[0028]本實施例所提供的一種鋼材生產系統(tǒng)，通過軋制前的冷卻裝置、乳制機組、風冷裝置和風冷線上的保溫裝置，在軋制過程中，可使軋件始終處于晶粒再結晶的溫度以下，并通過控制冷卻裝置，嚴格控制晶粒長大，使最終產品得到細小而均勻的晶粒，達到高強度、高韋刃性的尚品質鋼材性能，實現鋼材的細晶強化。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明所提供一種鋼材生產方法具體實施例的流程圖；
[0031]圖2為本發(fā)明所提供一種鋼材生產系統(tǒng)具體實施例的結構示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明所提供一種鋼材生產系統(tǒng)具體實施例中保溫裝置的結構示意圖。
[0033]其中，I為第一冷卻裝置，2為回復段裝置，3為軋制機組，4為第二冷卻裝置，5為吐絲機，6為風冷裝置，7為保溫裝置，701為活動桿，702為保溫罩，8為風冷線，9為第二回復段裝置。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035]本發(fā)明的核心是提供一種鋼材生產方法，該方法可以制造出高強度的鋼材。本發(fā)明的另一個核心是提供一種鋼材生產系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以保證鋼材生產方法在實際中的應用，生產出高強度和高性能的鋼材。
[0036]請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供一種鋼材生產方法具體實施例的流程圖；
[0037]本實施例所公開的一種鋼材生產方法，具體步驟包括:
[0038]步驟SlOl:控制冷卻軋件，并控制軋件的冷卻溫度高于軋件生成馬氏體溫度，以實現軋件處于控制軋制區(qū)；
[0039]步驟S102:回復處于控制軋制區(qū)的軋件的溫度，使軋件的表面和芯部進行熱交換；
[0040]步驟S103:控制軋制區(qū)軋制溫度回復后的軋件，以細化軋件的奧氏體晶粒；
[0041]步驟S104:快速冷卻奧氏體晶粒細化后的軋件，以得到過冷奧氏體，控制軋件的溫度高于軋件生成馬氏體的溫度；
[0042]步驟S105:將得到過冷奧氏體的軋件吐絲成線卷；
[0043]步驟S106:快速風冷線卷，并控制線卷的溫度高于線卷生成馬氏體的溫度；
[0044]步驟S107:控制風冷后的線卷通過保溫裝置進行緩慢降溫。
[0045]上述方法中，首先可以減少原有精軋機軋制道次，將減少的道次移位至后面的控制軋制區(qū)軋制的步驟中，降低由于原有精軋機組軋制時多道次變形造成的軋件溫升過高；將原有精軋機組軋制后的軋件進行冷卻，用冷卻的方法將軋件的溫度降低，使軋件處于控制軋制區(qū)，即720至860°C這個范圍內；通過回復軋件的溫度，使軋件內外進行熱交換，目的是為了保證在后續(xù)軋制和冷卻過程中，不會因軋件仍處于再結晶溫度以上而導致軋制時軋件奧氏體晶粒長大；將冷卻后的軋件在控制軋制區(qū)進行軋制，用以得到細化的奧氏體晶粒；通過快速冷卻的方法，進一步改變軋件，從而得到過冷奧氏體軋件，并通過在快速冷卻的同時控制溫度始終高于軋件生成馬氏體的溫度，避免馬氏體的生成；將冷卻后的軋件通過吐絲成卷，形成線卷狀，并進行進一步的冷卻，由于線卷的形狀原因，所以采用風冷的方式進行冷卻；最后通過使用保溫裝置，使線卷的溫度緩慢降低。
[0046]通常情況下，當軋件由較高溫，如奧氏體轉變溫度720°C以上，進行加速降溫，溫度下降到可生成馬氏體的溫度后，若軋件繼續(xù)處于降溫態(tài)勢，則在軋件中會產生馬氏體，造成軋件的硬度較高、脆性較大。為了避免軋件過脆，則需要在過程中控溫，避免使軋件的溫度降低到馬氏體組織生成的溫度。
[0047]然而，實際的軋制過程中，乳件的局部不可避免地會降到生成馬氏體的溫度，并生成少量的馬氏體，所以后續(xù)步驟中需要進行冷卻溫度的控制，通過控制冷卻溫度，使最終得到軋件的局部中，馬氏體組織比例大大降低，達到高強度、高韌性的高品質鋼材性能。
[0048]步驟S102中，在軋件溫度回復的過程中，使軋件內外部的熱量得以交換，進而溫度更趨于一致。軋件內外存在溫差容易造成軋制變形不均、芯部晶粒粗大等問題。本實施例的方案是使軋件在空氣中穿行一段距離，在此過程中能使軋件芯部熱量擴散至表面，減小溫差，避免下一步進行軋制時，乳件內外溫差較大導致的軋件的不均勻變形。
[0049]可選的，在上述步驟102中，可進一步通過改變回復段長度，限定內外部熱量交換的程度，通過控制軋件的表面和芯部的溫度一致或溫度差值在一閾值內，即保證軋件表面和芯部的溫度盡量充分傳遞，使軋件表面與芯部溫度趨于一致或盡量保持在較小的誤差內。
[0050]可選的，上述步驟S103中細化軋件晶粒的方法，可具體為破碎細化軋件的