一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺的制作方法

本发明涉及钢铁冶金领域的不锈钢热处理领域，尤其是涉及一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺。

背景技术：

目前，高强不锈钢的索氏体化，是实现碳含量0.11wt.％-0.25wt.％，含铬量11wt.％-15wt.％，含镍量<4wt.％成分不锈钢的四个屈服强度级别400mpa、500mpa、600mpa、700mpa可控、延伸率>17％、kv>35j，即强韧化的必要条件。在该成分范围的不锈钢卷板在轧制、卷曲、冷却及后续热处理过程中会出现铁素体的量超过5％以上，导致不锈钢的韧性指标不符合实际需求。

该成分范围内的不锈钢强韧化难度最大的产品是不锈钢热轧卷板，热轧卷板终轧结束后如果未快速冷却而成卷堆放，就会出现卷外快速冷却和卷内散热速度慢的问题。其中：卷内会出现退火现象，从而导致碳原子及其它原子在晶界偏析的现象发生，使得后续工艺处理时的板卷内外性能差别较大，且无法通过现有的热处理办法来弥补或消除卷内外性能之间的差别。

卷外快速冷却后的组织为接近淬火态组织，卷内散热速度慢的组织为接近退火态组织，使得卷内和卷外的金相组织不一致。例如：卷内可能会出现大量局部贫碳的铁素体组织，也就是沿着轧制方向分布的铁素体条状组织，使得不锈钢热轧卷板的纵向和横向力学性能差别较大，产生严重的各向异性。具体金相结构如图1的a和b所示。

因此，不锈钢热轧卷板的索氏体化需要控制卷内外温度的一致性，从而保证卷内和卷外的金相组织保持一致。

技术实现要素：

本发明提供了一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，解决了现有技术不锈钢热轧卷板中存在的卷外快速冷却和卷内散热速度慢使得卷内和卷外的金相组织不一致，从而导致索氏体化不完全，在后续的离线处理时，钢的金相组织、力学性能的稳定难以保证，纵向与横向力学性能差异较大，产品不合格的可能性大幅度增加等问题。

本发明提供一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，所述控轧控冷在线索氏体化工艺为：在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，然后卷曲得到不锈钢热轧卷板，卷曲完成后将所述不锈钢热轧卷板直接装入保温加热炉运送到加热保温工位进行索氏体化在线热处理，热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入热水透冷，最后冷却至室温，制得金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板；

其中：不锈钢热轧板材中的化学组分即百分含量分别为0.11wt.％-0.25wt.％的c、11wt.％-15wt.％的cr、1wt.％-4wt.％的ni，余量为fe和其它不可避免的杂质。

优选地，所述不锈钢热轧卷板的不锈钢热轧板材是由含模铸及电渣锭的连铸坯经热轧制得。

优选地，在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，最低终轧温度为900-960℃，不锈钢热轧板材冷却一段时间后温度降为700-730℃。

优选地，不锈钢热轧板材经在线喷水冷却温度降为730℃时开始卷曲，卷曲温度不能小于700℃，卷曲完成时不锈钢热轧卷板温度不能小于700℃。

优选地，保温加热炉为可移动式井式炉或罩式炉。

优选地，在线热处理的保温加热炉装入热卷前温度应预热至700-750℃。

优选地，不计卷重和钢板厚度，不锈钢热轧卷板在炉内700℃停留时间为3-5小时；对于韧性要求较高的产品，不锈钢热轧卷板在炉内700℃停留时间为至少5小时；对于后续进行冷轧的不锈钢热轧卷板，在炉内700℃停留时间为4-7小时。

优选地，热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入80-100℃热水透冷至100-200℃，之后冷却至室温。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(1)实现不锈钢热轧卷板索氏体化的在线热处理，卷板的卷内外的金相组织均为一致的回火索氏体；

(2)实现不锈钢索氏体化卷板性能和金相组织的均匀一致性，防止同板性能差，减小各向异性；

(3)可以细化晶粒，提高不锈钢热轧卷板的力学性能稳定性；

(4)免除二次加热，减少耗能，减少不锈钢热轧卷板的生产周转时间，降低了生产成本，提高了生产效率；

(5)对于给定成分不锈钢热轧卷板控轧控冷在线索氏体化工艺，保证给定成分的不锈钢热轧卷板通过在线热处理，实现屈服强度400mpa、500mpa、600mpa、700mpa四个级别可控；四个屈服强度级别可控的不锈钢热轧卷板的延伸率>17％，冲击功kv>35j。

附图说明

下面将结合本专利实施例中的附图，对本专利实施例中的技术方案进行进一步说明。

图1为本发明的不锈钢热轧卷板未经过控轧控冷在线索氏体化工艺不合格的金相图片，其中：a为放大100倍的不合格的金相图片；b为放大500倍的不合格的金相图片；

图2为本发明的不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺的结构示意图；

图3为本发明的不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺合理索氏体化的金相图片，其中：a为实施例1的放大500倍的合理索氏体化的金相图片；b为实施例2的放大500倍的合理索氏体化的金相图片。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明要解决的技术问题是克服现有技术不锈钢热轧卷板中存在的“卷外快速冷却和卷内散热速度慢使得卷内和卷外的金相组织不一致，从而导致索氏体化不完全，在后续的离线处理时，钢的金相组织、力学性能的稳定难以保证，纵向与横向力学性能差异较大，产品不合格的可能性大幅度增加”等问题。

为解决上述技术问题，如图2所示，本发明提供一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，所述控轧控冷在线索氏体化工艺为：在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，最低终轧温度为900-960℃；不锈钢热轧板材温度降为730℃时开始卷曲，卷曲温度不能小于700℃，卷曲完成时不锈钢热轧卷板温度不能小于700℃；卷曲完成后将所述不锈钢热轧卷板直接装入保温加热炉运送到加热保温工位进行索氏体化在线热处理，在线热处理的保温加热炉在不锈钢热轧卷板入炉前温度升至700-750℃，热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入80-100℃热水透冷至100-200℃，最后冷却至室温，制得金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板。

其中：不锈钢热轧板材中的化学组分即百分含量分别为0.11wt.％-0.25wt.％的c、11wt.％-15wt.％的cr、1wt.％-4wt.％的ni，余量为fe和其它不可避免的杂质。

优选地，所述不锈钢热轧卷板的不锈钢热轧板材是由含模铸及电渣锭的连铸坯经热轧制得。

具体不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺结合以下实施例和附图2-3进行说明：

实施例1

一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，所述控轧控冷在线索氏体化工艺为：在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，最低终轧温度为920℃，在线喷水冷却的初始温度为910℃，不锈钢热轧板材温度降为730℃时开始卷曲，卷曲温度不能小于700℃，卷曲完成时不锈钢热轧卷板温度不能小于700℃；卷曲完成后直接装入可移动式井式炉运送到加热保温工位进行索氏体化在线热处理，在线热处理的井式炉在不锈钢热轧卷板入炉前温度升至700℃。不计卷重和钢板厚度，不锈钢热轧卷板在炉内700℃停留时间为3小时；热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入100℃热水冷却至200℃，之后自然冷却至室温，制得屈服强度级别700mpa的金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板，延伸率>17％、kv>35j。

其中：不锈钢热轧板材中的化学组分即百分含量分别为0.18wt.％的c、15wt.％的cr、2.2wt.％的ni，余量为fe和其它不可避免的杂质；

所述不锈钢热轧卷板的不锈钢热轧板材是由含模铸及电渣锭的连铸坯经热轧制得。

实施例2

一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，所述控轧控冷在线索氏体化工艺为：在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，最低终轧温度为910℃，在线喷水冷却的初始温度为900℃，不锈钢热轧板材温度降为730℃时开始卷曲，卷曲温度不能小于700℃，卷曲完成时不锈钢热轧卷板温度不能小于700℃；卷曲完成后直接装入可移动式罩式炉运送到加热保温工位进行索氏体化在线热处理，在线热处理的罩式炉在不锈钢热轧卷板入炉前温度升至700℃。不计卷重和钢板厚度，不锈钢热轧卷板在炉内700℃停留时间为4小时；热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入80℃热水冷却至100℃，之后自然冷却至室温，制得屈服强度级别600mpa的金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板，延伸率>17％、kv>35j；不锈钢热轧卷板的金相组织如图3a所示。

其中：不锈钢热轧板材中的化学组分即百分含量分别为0.12wt.％的c、14wt.％的cr、1.8wt.％的ni，余量为fe和其它不可避免的杂质；

所述不锈钢热轧卷板的不锈钢热轧板材是由含模铸及电渣锭的连铸坯经热轧制得。

实施例3

一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，所述控轧控冷在线索氏体化工艺为：在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，最低终轧温度为950℃，在线喷水冷却的初始温度为920℃，不锈钢热轧板材温度降为730℃时开始卷曲，卷曲温度不能小于700℃，卷曲完成时不锈钢热轧卷板温度不能小于700℃；卷曲完成后直接装入可移动式井式炉运送到加热保温工位进行索氏体化在线热处理，在线热处理的井式炉在不锈钢热轧卷板入炉前温度升至700℃。不计卷重和钢板厚度，对于韧性要求较高的产品，不锈钢热轧卷板在炉内700℃停留时间为5小时；热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入80℃热水冷却至120℃，之后自然冷却至室温，制得屈服强度级别500mpa的金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板，延伸率>17％、kv>35j；不锈钢热轧卷板的金相组织如图3b所示。

其中：不锈钢热轧板材中的化学组分即百分含量分别为0.15wt.％的c、14wt.％的cr、2wt.％的ni，余量为fe和其它不可避免的杂质。

所述不锈钢热轧卷板的不锈钢热轧板材是由含模铸及电渣锭的连铸坯经热轧制得。

实施例4

一种不锈钢热轧卷板的控轧控冷在线索氏体化工艺，所述控轧控冷在线索氏体化工艺为：在热轧的终轧结束后对不锈钢热轧板材进行在线喷水冷却，最低终轧温度为940℃，在线喷水冷却的初始温度为900℃，不锈钢热轧板材温度降为730℃时开始卷曲，卷曲温度不能小于700℃，卷曲完成时不锈钢热轧卷板温度不能小于700℃；卷曲完成后直接装入可移动式罩式炉运送到加热保温工位进行索氏体化在线热处理，在线热处理的罩式炉在不锈钢热轧卷板入炉前温度升至700℃。不计卷重和钢板厚度，对于后续进行冷轧的不锈钢热轧卷板，在炉内700℃停留时间为6小时；热处理完成后将不锈钢热轧卷板放入100℃热水冷却至150℃，之后自然冷却至室温，制得屈服强度级别400mpa的金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板，延伸率>17％、kv>35j。

其中：不锈钢热轧板材中的化学组分即百分含量分别为0.20wt.％的c、13wt.％的cr、2wt.％的ni，余量为fe和其它不可避免的杂质。

所述不锈钢热轧卷板的不锈钢热轧板材是由含模铸及电渣锭的连铸坯经热轧制得。

综上，实施例1-4实现了金相组织完全索氏体化的不锈钢热轧卷板屈服强度400mpa、500mpa、600mpa、700mpa四个级别的可控；四个屈服强度级别可控的不锈钢热轧卷板的延伸率>17％，冲击功kv>35j。

综上可见，本发明通过对热处理过程中的在线温度控制，实现不锈钢热轧卷板的索氏体化，细晶粒化，免除二次加热，缩短不锈钢热轧卷板的生产周转时间，使得不锈钢索氏体化卷板金相组织和性能保持一致，并且实现不锈钢热轧卷板的屈服强度四个级别可控。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。