本发明属于冶金材料技术领域，特别涉及一种角钢轧后超快速冷却提高强度的方法。
背景技术：
角钢作为我国产量最大的钢材之一，属于建造用碳素结构钢，具有较好的强韧性，以及焊接性能；由于我国对角钢的需求量巨大，其生产工艺和材料消耗对资源节约和国民经济发展具有重要影响；目前我国冶金行业生产角钢多采用普碳钢轧制角钢Q235及角钢Q345，添加大量的微合金元素造成生产成本急剧增加；而且由于采用低温轧制和余热淬火技术，使产品的屈服强度和抗拉强度同时提高，一方面增加了对轧机的损害，一方面需要添加大量微合金元素，企业生产成本明显提高，导致经济效益降低。
目前，国内热轧角钢生产线的轧后冷却，普遍采用空冷，然而轧后空冷抑制了角钢性能的提高，由于终轧温度高，以及冷床的冷却能力不足，直接影响了角钢的大批量生产；通过提高角钢轧后冷却控制，来提升角钢性能，同时降低角钢生产成本，具有重要的科研价值和实际意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种角钢轧后超快速冷却提高强度的方法，通过控制角钢轧后冷却，在化学成分不变的前提下，提高角钢的强度性能，同时极大地降低了生产成本，克服角钢生产造成的能源消耗和性能过度依靠微合金添加问题。
本发明的角钢轧后超快速冷却提高强度的方法的步骤为：在精轧机组成品孔出口设置冷却器，当角钢从成品孔出口出来时，进入冷却器进行超快冷，以30~150℃/s速度冷却3~6s，然后进入冷床冷却至常温，获得高强度角钢。
上述方法中，角钢在冷却器中被冷却至360~780℃。
上述的角钢选用Q235或Q345V材质的角钢。
上述的高强度角钢的延伸率16~29%，与从成品孔出口出来后直接进入冷床的角钢相比，屈服强度提高25~105MPa，抗拉强度提高15~85MPa。
本发明的方法在不影响连轧作业率和轧机产量的前提下，提高产品性能。在化学成分不变的前提下，明显提高产品的力学性能和强韧性，在少添加或者不添加微合金元素的前提下，通过控制轧后冷却过程，实现普碳钢轧制Q235、Q345和Q420角钢，并且所有的使用性能满足用户要求，例如强屈比、焊接性能和表面质量等，从而实现高强角钢的绿色化、低成本生产。
本发明的原理是：角钢在经过再结晶区域的高速连轧后，形成均匀细小的再结晶奥氏体，通过对这部分奥氏体进行超快速冷却，在很短时间内，将奥氏体冷却到相变温度区间，一方面抑制奥氏体晶粒的长大、减小了晶粒尺寸，一方面通过控制冷却来实现相变控制，来提高角钢的强度；通过控制终冷温度，来实现不同梯度的性能，保证性能的均匀一致性；通过轧后采用超快冷，降低了进入冷床时热轧态角钢的温度，从而减少了角钢在冷床上冷却所需要的时间采用超快速冷却，降低了进入冷床时角钢的温度，减少在冷床的冷却时间；解决了国内普遍存在的冷床的面积以及冷却能力不足的问题。
本发明采用超快速冷却，减少了角钢在高温冷却过程中，所导致的表面严重氧化问题，明显提高了角钢的表面质量，减少了表面氧化铁皮，可以在不添加或少添加微合金元素的情况下，明显提高各牌号角钢的性能，显著降低了生产成本，可以避免采用较低的终轧问题，减少了对轧机的损耗，并且对现有的轧机设备，没有提出特殊的要求，实现了角钢的分区控制冷却，解决了角钢在轧后冷却过程中的扭曲、翘曲及弯曲变形的问题；在保证角钢20%左右延伸率的前提下，角钢的屈服提高范围25~105MPa，抗拉强度提高了15~85MPa；采用轧后控制超快速冷却，利用普通的Q235材料，就可以生产Q345级别的角钢，并且不添加微合金元素；利用少量添加微合金元素的Q345V材料，就可以生产Q420级别的角钢。
具体实施方式
本发明实施例中选用的Q235材质的角钢的成分按重量百分比含C 0.15%， Si0.22%， Mn 0.56%，Ni 0.018%，Cu 0.1%，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明实施例中选用的Q345V材质的角钢的成分按重量百分比含C 0.15%，Si 0.31%，Mn 1.38%，V 0.04%，余量为Fe和不可避免杂质。
本发明实施例中测试角钢性能采用的标准为GBT700-2006。
本发明实施例中角钢从成品孔出口出来时温度为890~940℃。
实施例1
采用Q235材质的角钢；在精轧机组成品孔出口设置冷却器，当角钢从成品孔出口出来时，温度为890℃，进入冷却器进行超快冷，以33℃/s速度冷却4s，角钢被冷却至757℃，然后进入冷床冷却至常温，获得高强度角钢，屈服强度315MPa，抗拉强度435MPa，延伸率26%；
按上述方法，不经过超快冷，角钢从成品孔出口出来直接进入冷床空冷，获得的角钢屈服强度290MPa，抗拉强度420MPa，延伸率33%。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度900℃，以62℃/s速度冷却3s，角钢被冷却至714℃，高强度角钢的屈服强度345MPa，抗拉强度455MPa，延伸率24%。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度940℃，以72℃/s速度冷却4s，角钢被冷却至651℃，高强度角钢的屈服强度365MPa，抗拉强度475MPa，延伸率23%。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度910℃，以91℃/s速度冷却4s，角钢被冷却至548℃，高强度角钢的屈服强度400MPa，抗拉强度505MPa，延伸率21%。
实施例5
方法同实施例1，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度920℃，以68℃/s速度冷却5s，角钢被冷却至578℃，高强度角钢的屈服强度395MPa，抗拉强度500MPa，延伸率20%。
实施例6
方法同实施例1，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度930℃，以78℃/s速度冷却6s，角钢被冷却至460℃，高强度角钢的屈服强度425MPa，抗拉强度535MPa，延伸率18%。
实施例7
方法同实施例1，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度930℃，以142℃/s速度冷却4s，角钢被冷却至361℃，高强度角钢的屈服强度445MPa，抗拉强度560MPa，延伸率16%。
实施例8
采用Q345V材质的角钢，精轧机组成品孔出口设置冷却器，当角钢从成品孔出口出来时，温度890℃，进入冷却器进行超快冷，以37℃/s速度冷却3s，角钢被冷却至780℃，然后进入冷床冷却至常温，获得高强度角钢，延伸率29%，屈服强度381MPa，抗拉强度提高577Mpa；
按上述方法，不经过超快冷，角钢从成品孔出口出来直接进入冷床空冷，获得的角钢屈服强度290MPa，抗拉强度420MPa，延伸率33%。
实施例9
方法同实施例8，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度940℃，以59℃/s速度冷却4s，角钢被冷却至706℃，高强度角钢的延伸率28%，屈服强度401MPa，抗拉强度提高611Mpa。
实施例10
方法同实施例8，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度930℃，以73℃/s速度冷却4s，角钢被冷却至638℃，高强度角钢的延伸率29%，屈服强度441MPa，抗拉强度提高649Mpa。
实施例11
方法同实施例8，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度920℃，以66℃/s速度冷却5s，角钢被冷却至591℃，高强度角钢的延伸率20%，屈服强度468MPa，抗拉强度提高701Mpa。
实施例12
方法同实施例8，不同点在于：角钢从成品孔出口出来时温度940℃，以73℃/s速度冷却6s，角钢被冷却至500℃，高强度角钢的延伸率16%，屈服强度485MPa，抗拉强度提高771Mpa。