专利名称：生产超高强钢的热处理系统的制作方法
技术领域：
本发明属于炼钢技术，特别是涉及一种生产超高强钢的热处理系统。
背景技术：
宽厚板厂热处理设备配置一般有正火炉、淬火炉和淬火机，即一条正火生产线、一条调质生产线，完成钢板正火、调质、回火、正火+回火工艺。在典型工艺平面布置中钢板的淬火及回火工序为钢板抛丸处理；钢板装入淬火炉加热；钢板出炉淬火；淬火钢板下线收集、堆垛；正火炉或淬火炉降温至回火温度；淬火钢板上料待回火；钢板装入回火炉加热回火；回火钢板出炉空冷。因此，调质钢板只能按批次进行生产，一般生产批次量为2500 3000吨；钢板淬火后不能及时进入回火炉回火。一种生产高强度结构钢的新热处理工艺已经开发出来，其工艺过程是将钢板淬火至Ms至Mf之间，及时将钢板在一定的温度保温进行碳分配处理，这项钢热处理的新工艺称为淬火(quenching) +分配(partitioning)工艺，简称Q+P工艺。钢经Q+P+T热处理组织为回火马氏体+残余奥氏体。Q+P+T处理后遗有一定量的残留奥氏体，部分地松解高强度钢的韧性困境；钢中还有复杂碳化物的弥散沉淀，使呈沉淀强化。因此高强钢经Q+P处理后，钢板具有更高的强度及韧性配合，是一种崭新的热处理工艺。如0. 14%C的Q+P+T钢具抗拉强度Rm超过2000MPa,伸长率A>10% ；0. 12%C的Q+P+T钢的Rm 1500MPa, A为14%; 0. 11%C 的 Q+P+T 钢 Rm 900MPa。但是，正如著名材料学家徐祖耀院士所指出的，Q+P+T钢的生产和发展还存在以下问题高强度钢的纯洁、均质等须冶炼、连铸和轧制加工等环节高度重视；提高产品强度及减轻重量还需由机械设计师来尝试执行；高强度钢尤其是强度大于2000MPa的超高强度钢的加工和热处理设备、工艺和运行尚待解决。目前，国内外所有宽厚板厂热处理工艺设备的平面布置，均不能满足Q+P工艺的需要。淬火机后无碳分配处理的回火炉；同时碳分配处理温度低，辐射管加热辊底式炉低温段温度不均勻，淬火机后需要配备明火回火炉保证低温段温度均勻，满足钢板碳分配工艺的要求。Q+P工艺需要钢板淬火至Ms至Mf之间，立即进入回火炉中进行碳分配处理。中国专利申请号201110(^9418. 1公开了“一种高韧性高强度钢板的热处理方法”，该工艺的要点在于钢板在辊底式热处理炉中加热好后，水淬或油淬至Ms Mf之间或Bs Bf之间，后用感应加热炉以3 50°C的速度加热至560 780°C保温5 120s进行回火，最后空冷至室温。钢板获得的组织为贫碳马氏体、贝氏体、少量残余奥氏体以及马氏体或贝氏体基体上细小弥散分布的碳氮化物，具有高强度高韧性钢板。该发明的设备工艺平面布置如图1。该发明的不足之处碳分配要求的温度低，而回火温度至560 780V 时，马氏体及残余奥氏体必然发生分解；感应加热时钢板晶格缺陷处产生涡流效应发热，局部温度高，不能满足碳分配的工艺要求。
发明内容
本发明旨在提供一种生产超高强钢的热处理系统，该系统包括由辊底式淬火炉、 淬火机、输送辊道、明火回火炉组成。钢板加钢板加热后送淬火机淬火，控制淬火机辊道速度使钢板淬火至Ms Mf之间，快速将钢板送入明火回火炉中进行保温，在PT (碳分配温度)中进行碳分配，钢板出炉后空冷。本发明的技术方案生产超高强钢的热处理系统，其工艺布置依次为
(1)辊底式淬火炉后布置淬火机，淬火机后布置30 35m长运输辊道，运输辊道后布置明火低温辊底式回火炉；
(2)钢板装入辊底式淬火炉加热保温；
(3)淬火机设置为淬火模式，根据钢板厚度控制淬火机工艺速度在5 60m/min(板厚 8 60mm)；
(4)钢板加热、保温后出炉淬火，淬火后钢板放置运输辊道返红，返红温度在Ms Mf之间(具体温度根据钢种确定)；
(5)钢板返红结束，及时高速送入回火炉进行碳分配保温，钢板按设定的工艺速度向前运行；
(6)钢板满足碳分配时间后，及时出炉空冷；
(7)钢板Q+P处理后，需要回火时可转入其它回火炉进行回火。本发明工作原理根据钢板材质选定淬火后返红温度(Ms Mf之间)，针对不同厚度钢板利用淬火机的运行工艺速度控制返红温度，钢板出淬火机后返红结束及时送入回火炉进行碳分配处理，利用明火回火炉低温温度均勻的特点保证钢板碳分配处理的工艺质量，钢板组织、性能均勻。与现有技术相比，本发明具有以下优点在淬火机后布置回火炉能实现Q+P工艺； 淬火机后布置30 35m长辊道，保证钢板出淬火机后充分返红，温度控制准确；淬火机淬火后钢板板型良好、可控；明火回火炉低温段炉温均勻，钢板碳分配后组织、性能均勻。
图1为申请号201110029418. 1专利工艺设备布置图。图中淬火炉，2-淬火机，3-输送辊道，4-钢板，5-感应回火炉。图2为本发明钢板Q+P热处理系统工艺设备布置图。图中6-辊底式淬火炉，7-钢板，8-辊式淬火机，9-运输辊道，10-明火辊底式回火炉。
具体实施方案下面结合附图实施例对本发明作进一步说明。如图2所示，为本发明钢板Q+P热处理系统设备布置依次为辊底式淬火炉6， 钢板7，辊式淬火机8，运输辊道9，明火辊底式回火炉10。辊底式淬火炉采用辐射管无氧化辊底式炉，入炉前钢板首先经喷丸处理，由于炉内有N2保护，钢板表面无氧化、无划痕， 以满足高表面质量要求；辊压式淬火机是将上机架辊与下机架辊之间的辊缝调整到板厚 +2 3mm，钢板在辊间运动，通过机架长度方向上、下水量分区的调整，钢板在向前运动中淬火；明火回火炉采用集中换热式，炉内传热方式以对流为主，该种炉型在低温段炉温均勻，优于辐射管加热炉型。其工艺布置依次为
(1)50 80m辊底式淬火炉后布置淬火机，淬火机长度18 30m，淬火机后布置30 35m长运输辊道，运输辊道后布置明火低温辊底式回火炉，明火回火炉长度60 IOOm ；
(2)钢板装入辊底式淬火炉加热保温；
(3)淬火机设置为淬火模式，根据钢板厚度控制淬火机工艺速度在5 60m/min(板厚 8 60mm)ο(4)钢板加热、保温后出炉淬火，淬火后钢板放置运输辊道返红，返红温度在Ms Mf之间(具体温度根据钢种确定)；
(5)钢板返红结束，及时高速送入回火炉进行碳分配保温，钢板按设定的工艺速度向前运行；
(6)钢板满足碳分配时间后，及时出炉空冷；
(7)钢板Q+P处理后，需要回火时可转入其它回火炉进行回火；
(8)相同成分的钢板Q-T及Q-P工艺处理后钢板性能见表1、表2。经过Q-P工艺处理后的钢板强度达到了较高的水平，且钢板保持较高的韧性。表1 Q-P工艺处理后钢板性能
权利要求
1.生产超高强钢的热处理系统，其特征在于其工艺布置依次为(1)辊底式淬火炉后布置淬火机，淬火机后布置30 35m长运输辊道，运输辊道后布置明火低温辊底式回火炉；(2)钢板装入辊底式淬火炉加热保温；(3)淬火机设置为淬火模式，根据钢板厚度控制淬火机工艺速度在5 60m/min(板厚 8 60mm)；(4)钢板加热、保温后出炉淬火，淬火后钢板放置运输辊道返红，返红温度在Ms Mf之间(具体温度根据钢种确定)；(5)钢板返红结束，及时高速送入回火炉进行碳分配保温，钢板按设定的工艺速度向前运行；(6)钢板满足碳分配时间后，及时出炉空冷；(7)钢板Q+P处理后，需要回火时可转入其它回火炉进行回火； 2 94小时后拆垛。
全文摘要
生产超高强钢的热处理系统，其工艺布置依次为(1)辊底式淬火炉后布置淬火机，淬火机后布置30～35m长运输辊道，运输辊道后布置明火低温辊底式回火炉；(2)钢板装入辊底式淬火炉加热保温；(3)淬火机设置为淬火模式，根据钢板厚度控制淬火机工艺速度在5～60m/min(板厚8～60mm)。(4)钢板加热、保温后出炉淬火，淬火后钢板放置运输辊道返红，返红温度在Ms～Mf之间(具体温度根据钢种确定)；(5)钢板返红结束，及时高速送入回火炉进行碳分配保温，钢板按设定的工艺速度向前运行；(6)钢板满足碳分配时间后，及时出炉空冷；(7)钢板Q+P处理后，需要回火时可转入其它回火炉进行回火。
文档编号C21D11/00GK102363829SQ20111035858
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者杨云清 申请人:湖南华菱湘潭钢铁有限公司