专利名称：：一种含硅含钒钢铸坯的加热方法
技术领域：
：本发明涉及一种含硅含钒钢铸坯的加热方法，特别是汽车梁用钢铸坯的加热方法，属于热轧带钢生产领域。技术背景汽车梁用钢一般含硅含钒，主要用于制作汽车车架纵梁、横梁及车厢等受力零件，抗拉强度范围为370700MPa之间，其中510MPa强度级别的P510L汽车梁用热轧钢板用量最大。汽车梁用钢化学成分中主要是含Si(0.151.0%)和含V(0.060.10%)，其平均Si含量均大于0.2%，在加热过程中易生成难以去除的含Fe2Si04(2FeOSi02)氧化铁皮。钢中加入适量V，可细化钢的组织和晶粒，提高钢的强度和韧性，通常采用V进行微合金化。为充分保证钢中V溶解和去除加热过程中生成的含Fe2Si04的炉生氧化铁皮，对Si含量大于0.2。/。的含V汽车梁用钢，要求采用高温加热，铸坯出炉时的加热温度必须达到127(TC薛念福，李里，陈继林等.热轧带钢除鳞技术研究.钢铁钒钛，2003，24(3):57，才能保证炉生铁皮去除效果(钢铁钒钛第24巻第3期《热轧带钢除鳞技术研究》P57)，同时要求铸坯冷装时加热总时间达到190200min;60(TC热装时要求加热总时间达到160170min(以标准坯200X1150X11000mm计算)。加热温度要求高和加热时间要求长对加热炉造成的危害很大，主要表现在以下方面(1)造成大量的能源(主要为燃料)浪费。(2)造成严重的氧化烧损、降低成材率，并使炉底积渣严重，縮短炉子运行周期。(3)导致加热炉产能下降，加热温度均匀性变差，产品力学性能波动大。(4)长期承受高温热负荷的加热炉高温区内衬耐火材料剥落严重，寿命縮短，不仅增加了维检费用，而且降低了加热炉作业率。因此，有必要研究一种新的含硅含钒钢铸坯加热方法以克服上述危害。
发明内容本发明所解决的技术问题是提供一种新的含硅含钒钢铸坯加热方法，大幅度降低含硅含钒钢铸坯的加热温度、縮短加热时间，达到提高加热炉产量和加热质量、降低加热炉燃耗、减少氧化烧损、延长加热炉运行周期的目的。本发明是在实验研究确定含钒钢中钒的固溶温度和固溶比的基础上，优化了加热炉工艺制度。本发明方法与现原有技术相比，在不改变总供热的情况下提高了预热段的热负荷和炉温，同时降低加热段和均热段的热负荷和炉温，使得预热段热负荷占总供热的39-43%，加热段占总供热的36-40%，均热段占总供热的18-22%。其中，预热段炉温1100126(TC，加热段炉温12501320。C，均热段炉温12301280。C。本发明采用的加热炉工艺制度具体方案是以总供热100%计，预热段上部热负荷占总供热的20-22%，预热段下部热负荷占总供热的19-21%，加热段上部热负荷占总供热的16-18%，加热段下部热负荷占总供热的20-22%，均热段上部热负荷占总供热的7-9%，均热段下部热负荷占总供热的11-13%。通过这种优化不仅可达到提高板坯加热的质量和产量的目的，而且可提高低均热段和加热段两段高温区炉衬耐火材料的寿命，有利于延长加热炉的检修周期。本发明的发明人进行实验室研究表明含钒0.07%(质量百分数)的汽车梁用钢在加热温度1120126(TC范围内及保温时间030min条件下，化学相分析测得V的析出量均为0.0020.003%(质量分数)，即质量分数为O.0670.068%的钒元素已经固溶到奥氏体晶粒中，固溶比达到95%以上。同时实验室研究结果还表明，对于含钒小于O.10%钢种其固溶温度和固溶比基本固定。S口在1120126(TC范围内及保温0min30min的条件下，可保证95%以上的V固溶到奥氏体晶粒中，确保含钒钢产品性能不因加热方法改变而发生波动。本发明方法正是基于通过实验室研究确定V的固溶温度和固溶比，从理论上证明含钒0.060.10%(质量百分数)的汽车梁用钢的加热温度不必达到原方法要求的1250128(TC(平均127(TC)。同时通过加热炉工艺制度的优化，提高了含硅含钒铸坯加热温度的均匀性和炉生铁皮去除效果。本发明方法可以适用于低合金含钒钢种，如P370L、P420L、P440L、09SiVL、P510L和P560L等。P590L和P610L因含铌除外。本领域技术人员可以根据实际情况对自己的相关轧机和主电机容量进行改造，使其适应本发明工艺制度。总之，本发明根据实验室研究结果和加热炉工艺制度优化，含硅含钒汽车梁用钢铸坯出炉时的加热温度已由原12501280。C(平均1270。C)降低到12001230。C(平均1220。C)，平均降幅达到5(TC。由于大幅度降低了含硅含钒汽车梁用钢铸坯加热温度，同时减少了加热时间。应用本方法加热含硅含钒汽车梁用钢铸坯冷装时加热总时间由原190200min减为150160min;60(TC热装时加热总时间由原160170min减为130140min，平均减幅为35min。综上所述，本发明的意义在于在保证轧制工艺要求和产品质量的前提下，采用本方法加热含硅含钒钢铸坯大幅度降低其加热温度、縮短加热时间，达到提高加热炉产量和加热质量、降低加热炉燃耗、减少氧化烧损、延长加热炉运行周期和利于环保的效果目的，取得了增产保质和节能降耗等综合效果，具有显著地经济效益和社会效益。具体实施方式以下通过实施例的形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。(1)确定V的固溶温度和固溶比取典型钢种P510L试样，并通过实验室研究确定V的固溶温度和固溶比。本发明的发明人进行实验室研究表明含钒0.07%(质量百分数)的汽车梁用钢在加热温度1120126(TC范围内及保温时间030min条件下，化学相分析测得V的析出量均为O.0020.003%(质量分数)，即质量分数为0.0670.068%的钒元素已经固溶到奥氏体晶粒中，固溶比达到95%以上。同时实验研究结果还表明，对于含钒小于O.10%钢种其固溶温度和固溶比基本固定。艮卩在1120126(TC范围内及保温0min30min的条件下，可保证95。/。以上的V固溶到奥氏体晶粒中，确保含钒钢产品性能不因加热方法改变而发生波动。本发明方法正是基于通过实验室研究确定V的固溶温度和固溶比，从理论上证明含钒0.060.10%(质量百分数)的汽车梁用钢的加热温度不必达到原方法要求的1250128(TC(平均127(TC)。同时通过加热炉工艺制度的优化，提高了含硅含钒铸坯加热温度的均匀性和炉生铁皮去除效果。(2)加热炉工艺制度优化由于热轧加热炉设置了长达13.9m的无供热段(含热回收段和装料室)，初期入炉的板坯不仅可在此吸收大量离炉烟气的热量，有利于提高热效率，而且可使自身得到缓慢加热，进入预热段时已具备快速加热的条件。因此，提高预热段的热负荷和炉温，同时适当降低均热段和加热段的热负荷及其炉温，不仅可提高板坯加热的质量和产量，而且可提高均、加两段高温区炉衬耐火材料的寿命，有利于延长加热炉的检修周期。表1优化前、后加热炉工艺制度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>其中，加热炉各供热段所占供热比例(％)为加热炉各供热段占总供热的百分比。从表l可以看出，优化后的加热炉预热段热负荷较优化前增加12.2%，而其加热段和均热段的热负荷较优化前分别减少6.9%和5.3%，加热炉工艺制度的优化较好地贯彻了"三高一低"加热理论的指导思想张先棹，高仲龙，高家锐.工业加热炉发展方向.工业炉，2001，23(1):1。实际应用情况表明，通过加热炉工艺制度的优化，含硅含钒汽车梁用钢铸坯在加热炉内加热完毕出炉时的铸坯温度由原1250128(TC(平均127(TC)降低到1200123(TC(平均122CTC)，效果良好，可达到提高加热炉产量和加热质量的双重目的。虽然提高预热段温度将使排烟温度提高约5(TC，但配备高效换热器预热助燃空气可达到补偿目的。本发明方法大幅度降低了含硅含钒汽车梁用钢铸坯加热温度，又减少了加热时间。应用本方法加热含硅含钒汽车梁用钢铸坯，冷装时加热总时间由原190200min减为150160min;60CTC热装时加热总时间由原160170min减为130140min。平均减幅达到35min。本方法的研究与应用，取得如下有益效果①降低热轧工序燃料消耗大幅度降低了加热炉燃耗，节能效果十分明显。2007年加热炉单位燃耗达到1.125GJ/t;2008年18月加热炉单位燃耗达到1.117GJ/t.。分别比设计单位燃耗1.380GJ/t降低0.255GJ/t和0.263GJ/t。②提高加热炉产能达到了提高加热炉产能的目的。测试结果表明，目前攀钢热轧加热炉冷装产量可以稳定达到290t/h，60(TC热装产量达到325t/h，分别比设计水平提高9.4%和4.8%。同时提高了热轧产量，2007年在停产40天实施年修改造的条件下，完成热轧产量265.3万吨，比设计产量提高22.8万吨；2008年18月热轧产量达到191.9万吨，比2007年同期多生产4.5万吨。③减少氧化烧损、提高热轧成材率钢的氧化速度随着加热温度的升高而加快，加热温度越高，时间越长，氧化烧损越严重。因此，本方法的应用可减少板坯氧化烧损、提高成材率。④延长加热炉运行周期板坯在加热过程中的氧化随着加热时间的延长和加热温度的升高逐渐完成，一般在进入均热段时表层金属得到充分氧化。若此过程中加热工艺不合理或高温下的加热时间过长，则氧化铁皮将集中脱落在加热炉的均热段，造成炉底升高而不得不提前停炉清渣。本方法的应用有利于减少炉内均热段的积渣量，提高炉衬耐火材料寿命，延长加热炉运行周期，降低加热炉维检费用。目前热轧加热炉运行周期已从2006年的5个月延长至10个月。⑤产品质量得到有效保证由于大幅度降低了含硅含钒汽车梁用钢铸坯的加热温度，其加热温度均匀性得到了充分保证，炉生氧化铁皮去除率达到98.5%以上。应用本方法生产的汽车梁用热轧钢板具有表面光洁、力学性能稳定的特点，2008年1-8月汽车梁用钢性能内控合格率稳定达到80%以上，为历史最好水平。⑥环保效益通过本方法的应用，在实现增产保质、节能降耗的同时，大幅度减少了加热炉单位产量的C02和N0x的排放量，因此，具有良好的环保效益。总之，采用本方法加热含硅含钒铸坯，大幅度降低其加热温度、縮短加热时间，达到了提高加热炉产量和加热质量、降低燃耗、减少氧化烧损、延长运行周期和利于环保的目的，取得了增产保质和节能降耗等综合效果，具有显著的经济效益和社会效益。权利要求1.一种含硅含钒钢铸坯的加热方法，其特征在其加热炉工艺制度如下以总供热100％计，预热段热负荷占总供热的39～43％，加热段占总供热的36～40％，均热段占总供热的18～22％，对应的预热段炉温1100～1260℃，加热段炉温1250～1320℃，均热段炉温1230～1280℃。全文摘要本发明涉及一种含硅含钒钢铸坯的加热方法，属于热轧带钢生产领域。通过试验研究，发明人确定了含钒钢中钒的固溶温度和固溶比，本发明利用该固溶温度和固溶比优化了加热炉工艺制度，使之适宜加热含Si量大于0.2％的含钒铸坯。加热炉工艺制度以总供热100％计，加热炉预热段热负荷占总供热的39-43％，加热段占总供热的36-40％，均热段占总供热的18-22％。采用本方法加热含硅含钒钢铸坯可大幅度降低其加热温度、缩短加热时间，达到提高加热炉产量和加热质量、降低加热炉燃耗、减少氧化烧损、延长加热炉运行周期和利于环保的效果目的，取得了增产保质和节能降耗等综合效果，具有显著的经济效益和社会效益。文档编号C21D1/00GK101403025SQ200810305620公开日2009年4月8日申请日期2008年11月19日优先权日2008年11月19日发明者勇刘,李俊洪,杨安林,温亚成,澄邓申请人:攀枝花新钢钒股份有限公司