一种制备钢板厚度在8~20mm的低应力热轧高强钢的方法

文档序号:9231248阅读:408来源:国知局
一种制备钢板厚度在8~20mm的低应力热轧高强钢的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高强钢的生产方法,具体地属于一种低应力厚规格高强钢的生产 方法,特别适用于降低屈服强度大于500MPa、厚度为8. 0~20mm,内应力低的生产方法。
【背景技术】
[0002] 热轧带钢板形是用户要求越来越高的一个质量指标。其板形的好坏,会影响带钢 开平、切条及其后续焊接过程的加工效率及其最终的产品质量,尤其是高强工程机械用钢、 船板、锅炉容器钢和汽车大梁板等,需要进行后续加工的高强度厚规格热轧产品,对产品的 板形更是提出了严格的要求。而存在于钢板内部的残余应力与板形有着非常密切的关系。 残余应力的存在将影响板料的成形性能和产品质量,残余应力的松弛还影响板料尺寸的稳 定性。当对钢板进行裁剪加工时,由于金属板件内的残余应力得到释放,将使金属板件出现 变形,从而导致下游用户使用时损伤加工设备、焊接困难、延迟生产,甚至无法正常生产。因 此,解决厚规格高强钢中的残余应力问题,实现低应力高强钢的制造具有重要的现实意义 和经济意义。
[0003] 近年来,钢材高强化的趋势越来越明显,需求量也持续增加。钢材的强度越高、厚 度越厚,带钢的残余应力越大,存在潜在板形的风险越高,在后续的裁剪加工和使用过程中 容易出现较大的变形。
[0004] 经检索,中国专利申请号为201010162933. 2的文献,公开了一种热轧高强钢残余 应力的消除方法。对于厚度大于8_的钢卷入缓冷坑进行缓冷处理,而对于厚度小于8_ 的钢卷则进行空冷,冷却至室温后,再进行平整轧制。采用辊式矫直机对上述进行过处理的 高强钢卷进行矫直开平,横切成钢板,利用辊底式热处理炉对开平后的钢板进行去应力退 火,出炉后堆垛冷却进行缓冷,最后再用矫直机组对钢板进行矫直,使得高强钢获得良好的 板形,满足用户的使用要求。其不足是不仅需要有专门的缓冷坑,还需要进行两次矫直并要 热处理,导致工序多、流程长,成本高。
[0005] 中国专利申请号为2007100112265. 3的文献,其公开了一种消除钢中残余应力的 方法,对具有残余应力的钢进行脉冲电流处理,其特点是脉冲处理后的材料在保持所需微 结构的同时部分甚至完全消除了材料中的残余应力。其存在的问题是需要专门的电脉冲设 备,投资成本高,且不适合钢厂的大规模批量化生产。
[0006] 中国专利申请号为200910093663. 1的文献,其公开了一种消除热轧高强钢板形 缺陷的方法,将平整轧制、罩式退火与辊式矫直工艺相结合,以消除高强钢内应力。存在的 问题是仅适合薄规格热轧产品,另外需要进行罩式退火,工序复杂且显著增加了成本。
[0007] 中国专利申请号为200810246327. 1的文献,公开了一种采用热轧平整机组减小 带钢残余应力的方法,其特征在于在热轧平整机组上采用矫直机对带钢进行弯曲,同时在 矫直机的后侧沿带钢长度方向上施加与带钢运动方向相反的张力、在矫直机的前侧沿带钢 长度方向上施加与带钢运动方向一致的张力,使带钢沿板长方向上的变形趋同。存在的问 题是仅适合薄规格热轧产品,对于厚规格产品,张力的作用不明显。
[0008] 中国专利申请号为200910061349. 5的文献,公开了一种微应力热轧板的生产方 法及其设备。该方法的主要步骤如下:第一步,将热轧板钢卷开卷,并对开卷后的热轧板进 行常温矫直;第二步,将常温矫直后得到的平直热轧板送至电磁感应炉中进行回火热处理; 第三步,对经过电磁感应加热回火处理的热处理板带进行室温矫直;最后对矫直后的热轧 板带进行定尺横切,并将裁剪后的热轧板堆垛。其虽然在矫直工序中加入回火处理工序,可 保证热轧板板形平直,但回火处理工序的引入,也会增加制造成本。
[0009] 中国专利申请号为201010200305. 9的文献,公开了一种低合金高强钢在控制冷 却阶段的板形控制方法,通过控制钢板冷却过程中上下水比、边部遮挡和钢板经过冷却区 的速度来控制钢板控制冷却后的板形。其存在的问题是对于厚规格高强钢,在冷却过程中 表观板形的表现并不明显,因此其调控作用有限。
[0010] 中国专利申请号为200810141499. 2的文献,公开了一种高强钢板的板形控制方 法,其主要特征是通过控制加热温度、乳制压力、乳制温度、单道次压下量、乳制速度和冷却 温度等,以获得良好板形。其存在的问题是主要针对表观板形,对残余应力的控制作用弱。

【发明内容】

[0011] 本发明针对现有技术存在的不足,提供一种在保证钢板力学性能的前提下,使钢 板横向任意两点之间的残余应力之差的绝对值不超过75MPa,钢板形状平直稳定,满足更高 客户端要求的制备钢板厚度在8~20_的低应力热轧高强钢的方法。
[0012] 实现上述目的的措施: 一种制备钢板厚度在8~20mm的低应力热轧高强钢的方法,其制备工艺:连铸坯加热 -粗轧一精轧一轧后冷却一卷取一空冷至室温一重新开卷一粗矫一横切一精矫一钢板堆 垛; 其中:热轧过程采用微中浪方法轧制,钢板的中部平直度控制在10~30IU ; 热轧后的钢板采用加密型层流冷却方式,并控制上下水比在I :1. 2~1. 5,侧向喷嘴的 高压水流喷射方向与轧制方向成95° ~100°夹角喷射冷却; 在粗矫阶段,通过调整辊缝及粗矫辊的倾斜度在〇. 05~0. 1_,使钢板两端的翘曲值控 制在 100~300_ ; 在精矫阶段,通过调整辊缝及精矫辊的倾斜度在I. 1~1. 8mm,使钢板两端的翘曲值控制 在0~2mm,过载系数的取值范围在3~10,并控制钢板的厚度方向塑性变形比例不低于80%。
[0013] 优选地:在精矫阶段过载系数的取值范围在6. 5~7. 5。
[0014] 本发明之所以在轧制后的冷却中,控制上下水比在I :1. 2~1. 5,侧向喷嘴的高压 水流喷射方向与轧制方向成95° ~100°夹角喷射冷却,是因为通过上下水比的控制和提 高侧向水流的喷射效果,可以提高钢板在层流冷却过程中的温度均匀性,从而减少热应力 和组织应力的产生。
[0015] 本发明之所以在粗矫阶段,通过调整辊缝及粗矫辊的倾斜度,使钢板两端的翘曲 值在100~300_,是由于在粗矫过程通过相对较大的变形,可以使钢板内部的残余应力通过 大变形由不均匀分布向均匀分布转变,改善矫直效果。
[0016] 本发明之所以在精矫阶段,通过调整辊缝及精矫辊的倾斜度,使钢板两端的翘曲 值在0~2mm,过载系数的取值范围在3~10,并控制钢板的厚度方向塑性变形比例不低于 80%,其在于在保证精矫出口板形基本平直的前提下,通过相对较大的矫直变形,降低钢板 内部残余应力,从而改善钢板的潜在板形,避免钢板后续进一步切割分条后出现的翘曲现 象。
[0017] 本发明与现有技术相比,在保证钢板力学性能的前提下,使钢板横向任意两点之 间的残余应力之差的绝对值不超过75MPa,钢板形状平直稳定,完全能满足更高端客户的要 求。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明在生产的钢板横向检测残余应力的测试点的布局示意图; 图2为本发明生产的屈服强度700MPa高强钢卷取前带钢横向温度分布情况; 图3为本发明生产的屈服强度650MPa高强钢卷取前带钢横向温度分布情况。
【具体实施方式】
[0019] 下面对本发明予以详细描述: 实施例1 一种制备钢板规格:厚度为8 mm,宽度为1800mm,屈服强度为700MPa,其制备工艺: 连铸坯加热一粗轧一精轧一轧后冷却一卷取一空冷至室温一重新开卷一粗矫一横切 -精矫一钢
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