专利名称：一种中厚板控制轧制中间坯的冷却方法
技术领域：
本发明属于轧钢生产冷却技术，特别涉及一种中厚板控制轧制中间坯的冷却方法。
背景技术：
为提高钢材的强度和韧性，经过控制轧制细化奥氏体晶粒或增多变形奥氏体晶粒 内部的位错滑移带，即增加有效晶界面积，为相变时铁素体形核提供更多、更分散的形核位 置，得到细小分散的铁素体和珠光体或贝氏体组织。细化铁素体晶粒不仅能提高钢的强度， 而且改善钢的韧性。然而，传统的控制轧制理论发展至今始终超越不了三个阶段控制轧制 技术，即奥氏体再结晶区轧制、奥氏体未再结晶区轧制以及a+ Y两相区轧制。因a+ Y两 相区轧制温度角度，变形抗力大，考虑对轧机负荷带来的不利影响，工业实际普遍采用的是 以奥氏体再结晶区轧制的粗轧阶段和以奥氏体未再结晶区轧制的精轧阶段。这就意味着， 控制轧制过程必须在粗轧和精轧中间避开部分再结晶区，以最大化降低混晶组织给力学性 能带来的负面影响。目前，国内外普遍采用让粗轧后的钢板在传送辊道空冷待温的方法直至温降到未 再结晶区进行精轧。因空气中冷却冷速慢，耗时长，轧机生产节奏慢，严重制约了钢铁生产 的经济效率。发明专利《一种中间坯冷却系统及冷却控制工艺》(申请号/专利号 200910104025)公开了一种中间坯冷却系统，其特征是在粗轧机和精轧机之间，设置气雾 冷却装置本体。所述的气雾冷却装置本体由上部冷却集管和下部冷却集管组成，在上部冷 却集管和下部冷却集管的冷却水管上安装气雾喷嘴和压缩空气管；冷却水管和压缩空气管 的开闭控制阀和流量控制阀与控制阀站连接。在轧机前后的辊道附近设置的冷却集管，通 过对冷却集管喷射的水雾控制工艺技术对中间坯气雾冷却工艺进行控制。该发明可用于中 厚板生产线。在中厚板尤其是宽厚板生产领域，由于冷却过程温降十分缓慢，钢板厚度方向和 宽度方向均勻性控制难度大等特点，给中间坯控制冷却的实现带来了诸多难题。上面所述 的气雾冷却形式的中间坯冷却系统，设备较为复杂，并且对气路、水路的洁净度以及压力控 制范围要求较高，导致整体投资较大，在一定程度上限制了其使用。
发明内容
本发明的目的提供一种减少中间坯在粗轧和精轧辊道中间的待温时间，加快轧制 节奏，提高生产效率的适合中厚板中间坯控制冷却(IC)工艺方法。本发明的技术方案是一种中厚板控制轧制中间坯的冷却方法，其特征在于具 体包括以下步骤步骤1 将加热后的钢坯由传输辊道送入轧机进行粗轧，在轧制温度为1000 1180°C的奥氏体再结晶区，将钢坯轧制成厚度为30 110mm中间坯；
步骤2 将上述步骤中轧制后的中间坯再由辊道传送入中间坯控制冷却区，通过 具有高密度、超密度喷嘴布置形式的集管对中间坯实施冲击射流控制冷却，冷却速度控制 在1 10°C /s，冷却至800 950°C的奥氏体未再结晶区，之后中间坯适当空冷均温后进入 轧机进行精轧。所述中间冷却冲击射流水的水质采用轧机冷却用水，冷却水压力为0.3 1. OMPa。所述喷嘴形式为高密度、超密度的上集管和下集管。基于前述方法，本发明使用轧机冷却水通过具有高密度、超密度喷嘴布置形式的 集管对中间坯实施冲击射流水控制冷却，这种冷却形式对比上述的采用气雾冷却装置的冷 却形式具有明显的优势，具有设备简单、投资小、适应范围广的特点，尤其针对中厚板板形 控制具有突出的应用效果。采用具有高密度、超密度喷嘴布置形式的集管实施冲击射流水冷却在本发明中具 有的主要优点包括(1)由于分散布置的冷却集管不易发生钢板表面过度冷却，使钢板厚度方向冷却 比较均勻，这一优点对于厚板是很重要的。(2)集管上的喷嘴采用了高密度、超密度的布置形式，有利于增强钢板表面的冷却 均勻性。(3)可以通过冷却集管上喷嘴在宽度方向管径的变化或喷嘴间距的变化、各排喷 嘴的交叉布置等方法比较容易地改善板宽方向上冷却的均勻性。(4)设备制造工艺简单，维护方便，对水质的要求低，水流稳定性好。(5)冷却能力调节比较灵活，流量调节范围较宽，可采用调整水流量的手段或改变 集管组数相结合的手段来改善钢板冷却温度的控制精度和调整冷却速度。(6)可以采用连续冷却或同时冷却两种操作方式。使用轧机冷却中压水在本发明中主要有以下优点(1)对冷却水质的要求低，可直接使用车间已有的轧机冷却用水，使用后的冷却水 直接进入车间循环水系统，大大降低了水系统的投资。(2)冲击射流冷却中压水的控制压力为0. 3 1. OMPa，可用压力范围宽。(3)冷却强度大，冷却水的利用率高。在相同比水量条件下，具有一定压力的冷却 水单位体积带走的热量大，加大了核沸腾传热所占的比例，使换热系数提高，冷却速度快， 尤其可以满足厚规格中间坯要求更快速的冷却能力。本发明装置广泛适用中厚板轧钢生产领域，适用范围广，适合不同轧钢车间布置 需要，既可以在双机架中厚板轧机车间安装布置，又可以在单机架前后安装布置。
附图1为粗轧和精轧中间辊道或旁通辊道传统待温工艺的结构示意图。附图2为本发明粗轧和精轧中间设置中间坯控制冷却(IC)装置示意图。附图3为本发明精轧后设置中间坯控制冷却(IC)装置示意图。附图4为本发明单机架后设置中间坯控制冷却(IC)装置示意图。附图5为本发明单机架前设置中间坯控制冷却(IC)装置示意图。
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图中1.粗轧机4.待温辊道2.精轧机5.轧机3.中间坯控制冷却装置
具体实施例方式各钢铁生产厂家可以根据轧钢车间轧机布置灵活选择不同安装方式。附图2和附 图3适合双机架中厚板轧机布置，附图3和附图4适合单机架中厚板轧机布置，具体实施中 间坯控制冷却过程方法类似。实施例一以生产12mm厚度的容器钢板，采用附图2布置的中间坯控制冷却技术 为例来进一步描述其工艺方法。将钢坯加热至1200°C，由传输辊道将坯料送入粗轧机(1) 进行再结晶轧制，粗轧终止温度控制在1020°C，轧制成厚度为30mm的中间坯，再结晶区的 累积压下量>50%。中间坯出粗轧机后由传输辊道进入中间坯控制冷却区域(3)，快速冷 却至未再结晶区域，采用高密度、超密度集管的冲击射流水冷方式对中间坯进行喷水冷却， 冷却速度控制在1°C /s，冷却至800°C，具体工艺参数均由计算机实行精确控制。中间冷却 水采用车间公用水循环系统中的轧机冷却用水，供水压力为0. 4MPa。控制冷却之后的中间 坯经输入辊道直接进入精轧机(2)进行轧制，精轧累积压下量> 60%，轧制成厚度12mm钢 板。采用中间控制冷却后，待温时间缩较常规待温工艺短近70%，钢板的冲击功提高20% 以上。实施例二以生产14. 7mm厚度的X80管线钢，采用附图2布置的中间坯控制冷却 技术为例来进一步描述其工艺方法。将钢坯加热至1200°C，由传输辊道将坯料送入粗轧机 (1)进行高温再结晶轧制，高温再结晶轧制的终止温度控制在1100°C，轧制成厚度为50mm 的中间坯，再结晶区的累积压下量> 50%。中间坯出粗轧机后由传输辊道进入中间坯控制 冷却区域(3)，快速冷却至未再结晶温度区域，中间冷却采用高密度、超密度集管的冲击射 流水冷方式，对中间坯进行喷水冷却，冷却速度控制在5°C /s，冷却至900°C，具体工艺参数 均由计算机实行精确控制。中间冷却采用车间公用水循环系统中的轧机冷却用水，供水压 力为0.6MPa。控制冷却之后的中间坯适当空冷均温后进入精轧机⑵进行轧制，精轧开轧 温度控制在920°C，精轧累积压下量> 60%，成品钢板厚度14. 7mm，精轧后采取轧后控制冷 却。采用中间控制冷却后，待温时间缩较常规待温工艺短近70 %，并且实施快速中间坯控制 冷却后奥氏体晶粒比常规控制轧制方式细小30% 50%，冲击功提高15%。实施例三以生产50mm厚度的DH36船板钢为例，采用附图5布置的中间坯控制冷 却技术。将加热好的钢坯送入轧机(1)进行粗轧阶段的再结晶区轧制，粗轧阶段的终止温 度为1180°C，钢坯精粗轧阶段轧制成厚度为110mm的中间坯。中间坯再由传输辊道进入轧 机(1)机前的中间坯控制冷却区域(2)经过快冷却速度控制在10°C /s，速冷却至950°C， 中间冷却过程采用压力0. 4 1. OMPa的轧机冷却用水，以及具有高密度、超密度喷嘴上下 集管冲击射流水冷方式，工艺参数均由计算机实行精确控制。中间坯经过中间控制冷却，适 当空冷后进入轧机进行未再结晶区轧制，轧制到接近50mm的成品厚度，精轧阶段累积压下 量> 50%，终轧温度控制在820°C左右，之后经轧后控制冷却至630-680°C。该方法可使待 温时间缩短>30%，并且实施快速中间坯控制冷却后奥氏体晶粒比常规控制轧制方式细小30%，冲击功提高30%。
权利要求
一种中厚板控制轧制中间坯的冷却方法，其特征在于具体包括以下步骤步骤1将加热后的钢坯由传输辊道送入轧机进行粗轧，在轧制温度为1000～1180℃的奥氏体再结晶区，将钢坯轧制成厚度为30～110mm中间坯；步骤2将上述步骤中轧制后的中间坯再由辊道传送入中间坯控制冷却区，通过具有高密度、超密度喷嘴布置形式的集管对中间坯实施冲击射流控制冷却，冷却速度控制在1～10℃/s，冷却至800～950℃的奥氏体未再结晶区，之后中间坯适当空冷均温后进入轧机进行精轧。
2.根据权利要求1所述的中厚板控制轧制中间坯的冷却方法，其特征在于所述中间 冷却冲击射流水的水质采用轧机冷却用水，冷却水压力为0. 3 1. OMPa。
3.根据权利要求1所述的中厚板控制轧制中间坯的冷却方法，其特征在于所述喷嘴 形式为高密度、超密度的上集管和下集管。
全文摘要
本发明属于轧钢生产冷却技术，涉及一种中厚板控制轧制中间坯的冷却方法，无论单机架还是双机架中厚板轧机布置均可实现。具体工艺过程是将奥氏体再结晶区粗轧后的厚度范围30～110mm的中间坯，由传输辊道进入中间控制冷却区域进行快速冷却至800～950℃，经短时间空冷均温后进入轧机进行未再结晶区轧制。中间冷却过程采用高密度、超密度上、下集管对中间坯冲击射流水冷方式，具体工艺参数均由计算机实行精确控制。水质采用车间公用水循环系统中的压力为0.3～1.0MPa轧机冷却用水。中间冷却待温时间较常规工艺缩短30％-70％，提高了生产效率，中间控制冷却后奥氏体晶粒细化，能提高钢板的力学性能。
文档编号B21B37/76GK101829688SQ201010194568
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者何春雨, 余伟, 刘涛, 张立杰, 徐言东, 程知松, 詹智敏, 邓宏玉, 韩爽 申请人:北京科技大学