CN107695113B - 一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法，属于桥梁钢生产技术领域。先设置集管流量、开启集管数量及设定ACC内摆动次数，摆动次数为3或5次；待水冷钢板入ACC水冷区前，切换为手动模式并输入集管流量，设定辊道速度0.5～1m/s；随着钢板进入ACC水冷区后，沿钢板进入方向依次打开集管，待完成摆动次数后出ACC水冷区下线堆冷。优点在于，能够充分发挥ACC设备的水冷能力，通过在水冷辊道内摆动可延长水冷区的长度，可实现目前TMCP态桥梁钢120mm规格以下的水冷工艺要求。

Description

一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法
技术领域
本发明属于桥梁钢生产技术领域，特别涉及一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法。尤其涉及一种摆动冷却工艺生产80～120mm厚规格TMCP态桥梁钢的方法，具体利用钢板在ACC冷却区域内摆动以增加水冷时间，实现厚规格TMCP态钢板的生产方法。
背景技术
当前，国内外均在新建大型跨海、跨河公铁两用大桥，这种大型钢铁结构对其主承力件有较高的要求，表现为厚规格、高强度、高韧性及抗层状撕裂性能。针对这种需求的钢板，传统采用正火的工艺，以较高的碳含量及碳当量来保证钢板的力学性能满足技术条件要求，但是正火成分设计使其焊接性恶化。随着钢铁生产技术的发展，新一代TMCP工艺生产的桥梁钢具有高强度、高韧性以及良好的焊接性，使得TMCP工艺逐渐取代正火工艺成为桥梁钢的首选交货状态。
采用TMCP工艺生产厚规格高强度桥梁钢时，期望得到的组织类型为贝氏体，以保证钢板的强度及韧性。在较厚规格的钢板进行水冷时，需按照一定的冷却速度冷至终冷温度以获得理想的组织类型，这就要求其水冷设备具有较强持续的水冷的能力。实现持续的水冷功能其水冷设备具有足够的长度，对现有装备进行改造升级以增加水冷区长度，目前也仅有首钢及鞍钢对ACC设备进行改造加入了UFC，对于多数已建成中厚板企业轧线上都未对水冷设备进行改造。因此，如何利用和最大化的发挥现有水冷设备实现TMCP工艺生产厚规格钢板具有较大的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法，解决了钢厂现有装备生产80～120mm厚规格TMCP态桥梁水冷能力不足的问题。利用ACC摆钢方式充分发挥水冷设备能力，实现TMCP工艺厚规格桥梁钢的生产。
一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法，对采用两阶段控轧工艺轧制的钢板，利用水冷区辊道的正反转实现钢板在ACC水冷区域内的摆动，以提供更长的水冷区长度来实现持续水冷的目的。具体步骤及参数如下：
1、设置集管流量、开启集管数量及设定ACC内摆动次数：
(1)ACC集管流量依据水冷速度进行设置，针对80～120mm钢板其集管流量设定为设备允许的最大值，本发明涉及ACC设备的极管流量设置，上集管流量为600L/m2*min，下集管流量为1800L/m2*min；
(2)ACC集管数量至少为：钢板长度与单组集管长度的比值+2，以便留有一定的摆动距离；
(3)其中ACC内摆动次数，其原理为依据能量守恒原理，钢板温降热量和ACC内冷却水带走热量相等，结合现场情况，对于开冷温度为760±20℃，终冷温度为380±20℃的80～120mm的桥梁钢，80≤钢板厚度≤100mm的摆钢次数为3次，100＜钢板厚度≤120mm的摆钢次数为5次；
2、待水冷钢板入ACC水冷区前，切换为手动模式并输入集管流量，设定辊道速度0.5～1m/s；
3、随着钢板进入ACC水冷区后，沿钢板进入方向依次打开集管，目视监视区待钢板位置到达打开的最前端集管后，将辊道反转，待板尾位置达到最尾端集管后，再次将辊道反转；待完成摆动次数后出ACC水冷区下线堆冷。
本发明的优点在于：
1、与传统非摆动冷却工艺相对比，能够充分发挥ACC设备的水冷能力，通过在水冷辊道内摆动可延长水冷区的长度，可实现目前TMCP态桥梁钢120mm规格以下的水冷工艺要求；
2、与传统非摆动次冷却工艺相对比，利用ACC内摆动冷却工艺可减小出ACC表面温度与返红后表面温度的差异，实现终冷温度的精确控制；
3、传统非摆动冷却工艺下为保证终冷温度(返红温度)往往对厚板施加强水冷，导致厚板其截面上组织不均匀，采用ACC内摆动冷却工艺可实现长时间的持续冷却，从而使得其厚度截面组织均匀，从而提高在厚度截面上的性能均匀性。
附图说明
图1为115mm370MPa级桥梁钢经ACC内摆钢冷却方式下钢板金相组织。
图2为120mm345MPa级桥梁钢经ACC内摆钢冷却方式下钢板金相组织。
具体实施方式
实施例1
115mm370MPa级桥梁钢在水冷时采用ACC内摆动冷却方式进行，其生产方法具体阐述如下。该钢种采用低碳Nb、V、Ti微合金化成分设计，经铁水处理、转炉、LF精炼、连铸为400mm连铸坯。经加热炉1200℃充分加热后，采用两阶段轧制工艺，粗轧阶段采用低速大压下的原则，待温厚度为200mm，精轧开轧温度为830℃，轧至目标厚度后入ACC内进行摆钢冷却。开冷温度为780℃，辊道速度为0.5m/s，共开10组集管，上集管流量为600(L/m2*min)，下集管流量为1800(L/m2*min)，往返2.5次共计80s后出ACC水冷区，表面终冷温度为370℃，测定其返红温度为490℃，后经冷矫后迅速下线堆冷36小时以上，并经热处理炉400℃去应力回火后，金相检测如图1所示，经检测桥梁钢性能如表1所示。
对比实施例1
115mm370MPa级桥梁钢在水冷时采用UFC+ACC联动冷却方式进行，其生产方法具体阐述如下。该钢种采用低碳Nb、V、Ti微合金化成分设计，经铁水处理、转炉、LF精炼、连铸为400mm连铸坯。经加热炉1200℃充分加热后，采用两阶段轧制工艺，粗轧阶段采用低速大压下的原则，待温厚度为200mm，精轧开轧温度为830℃，轧至目标厚度后入UFC+ACC联动冷却。开冷温度为778℃，辊道速度为0.5m/s，UFC共打开9组集管，上集管流量为220(L/m2*min)，下集管流量为418(L/m2*min)，ACC共开15组集管，上集管流量为600(L/m2*min)，下集管流量为1680(L/m2*min)，出ACC水冷区后测得表面温度380℃，返红温度为530℃，后经冷矫后迅速下线堆冷36小时以上，并经热处理炉400℃去应力回火后，经检测桥梁钢力学性能如表1所示。
表1 115mm370MPa级桥梁钢钢板的力学性能
实施例2
120mm345MPa级桥梁钢在水冷时采用ACC内摆动冷却方式进行，其生产方法具体阐述如下。该钢种化学成分采用低碳NbTi微合金化设计，经铁水处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸，将连铸坯下线堆冷36h以上。经加热炉1170℃充分加热后，采用两阶段轧制工艺，粗轧阶段采用低速大压下的原则，待温厚度为160mm，精轧开轧温度为815℃，轧至目标厚度后入ACC内进行摆钢冷却。开冷温度为750℃，辊道速度为0.5m/s，共开12组集管，上集管流量为600(L/m2*min)，下集管流量为1800(L/m2*min)，往返2.5次共计96s后出ACC水冷区，终冷温度为337℃，返红温度为431℃，后经冷矫后迅速下线堆冷36小时以上，并经热处理炉400℃去应力回火后，后经金相检测如图2所示，经检测力学性能如表2所示。
表2 120mmQ345qD经ACC内摆钢冷却方式下钢板的力学性能

Claims (1)

1.一种摆动冷却工艺生产厚规格桥梁钢的方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：
1)设置集管流量、开启集管数量及设定ACC内摆动次数：
①ACC集管流量依据水冷速度进行设置，针对80～120mm钢板其集管流量设定为设备允许的最大值，ACC设备的上集管流量为600L/m2*min，下集管流量为1800L/m2*min；
②ACC集管数量至少为：钢板长度与单组集管长度的比值+2，以便留有摆动距离；
③其中ACC内摆动次数，其原理为依据能量守恒原理，钢板温降热量和ACC内冷却水带走热量相等，对于开冷温度为760±20℃，终冷温度为380±20℃的80～120mm的桥梁钢，80≤钢板厚度≤100mm的摆钢次数为3次，100＜钢板厚度≤120mm的摆钢次数为5次；
2)待水冷钢板入ACC水冷区前，切换为手动模式并输入集管流量，设定辊道速度0.5～1m/s；
3)随着钢板进入ACC水冷区后，沿钢板进入方向依次打开集管，目视监视区待钢板位置到达打开的最前端集管后，将辊道反转，待板尾位置达到最尾端集管后，再次将辊道反转；待完成摆动次数后出ACC水冷区下线堆冷。
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中厚板轧后先进冷却工艺技术的研究与应用;张田;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20170315(第03期);第B022-830页

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