中厚钢板的生产中控轧控冷工艺.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：目前在中厚钢板的生产中控轧控冷(TMCP)工艺已普遍应用并在管线钢、高强度结构钢、海洋平台用钢、造船板等的生产中发挥了积极作用大大提高了钢板的综合性能节约了宝贵的合金元素。但是TMCP处理的钢板性能离散度较大而且一些钢种要求很苛刻的临界轧制。因此对于生产厚规格、高性能钢板尤其是要求性能均匀性比较高的锅炉压力容器钢板、桥梁钢板、高层建筑钢板、Z向钢板等传统的离线热处理方式仍然是难以替代的。因此一个定位于生产高性能品种钢为主的中厚板厂建设一条现代化的中厚板热处理生产线是在设计之初就必须考虑的问题。建设热处理工序应统筹考虑的问题1对炼钢、轧钢工序设备的要求中厚板轧后热处理炉是生产高技术含量、高附加值产品不可缺少的主要设备因此应定位在生产“双高”产品要求钢质纯净、有害元素和夹杂物含量低板坯厚度要满足一定的压缩比配备有控轧控冷设施等。这就要求前面的炼钢和轧钢工序具备生产“双高”产品的条件如炼钢工序要配备有铁水预处理设施、大吨位的顶底复吹转炉或高功率电炉、LF/VD/RH等炉外精炼设施、直弧形大板坯连铸机等轧钢工序要配备有高刚度强力轧机、ACC(DQ)、强力矫直机等。2对轧钢厂的场地要求在建设中厚板厂时要考虑精整的能力足够大也就是后面剪切、冷床等的能力要大于前面轧钢能力以便于充分发挥轧机的潜能。同样如果一个中厚板厂定位于生产高技术含量、高附加值产品时就要考虑厂房后部工序要留有充分的火焰切割、探伤、热处理生产线的场地。因为对于需要热处理的钢板来说一般40mm以上的厚规格钢板受剪切能力限制需要火焰切割而且热处理的钢种很多要求逐张探伤。因此在厂房设计时要留有足够的场地否则将严重制约生产能力的发挥。探伤一般可安排在热处理之前这样探伤不合可直接改判以节省热处理费用但正火通过再结晶细化均匀组织对于某些微小的探伤缺陷有改善作用尤其是合金含量较高的钢种。因此有些品种可安排在热处理之后探伤。但是热处理对于大的分层和夹杂造成的探伤缺陷基本无能为力。中厚板热处理的主要方式中厚钢板热处理的主要方式有正火、调质(淬火+高温回火)、正火+控冷、正火+回火、回火、退火、直接淬火(DQ)、直接淬火+回火等。其中处理量最大的是正火板包括正火+回火大约占所有热处理产品的70%左右；其次是调质板占15%左右；其它如回火等占15%。中厚板热处理工艺流程见图1。图1中厚板热处理工艺流程1正火工艺的特点及注意事项正火也叫常化或正常化其目的在于使上一道工序中产生的非正常组织(如铁素体晶粒粗大、魏氏组织、带状组织、非铁素体+珠光体组织产物等亚共析钢组织缺陷)通过重结晶、均匀化组织予以改善(对低碳钢为细小等轴铁素体+均匀分布的块状珠光体组织)从而改善其力学性能和工艺性能。正火可以作为预备热处理也可以作为最终热处理。对机加工零件的结构钢来说正火多半作为预备热处理为随后的切削加工和最终热处理做组织准备；对低碳低合金钢板来说正火都是作为最终热处理使钢板具有所要求的组织从而使其具有所要求的力学性能和工艺性能。钢板正火处理后晶粒细、碳化物分布均匀力学性能良好。正火工艺可使目前普遍应用的以Nb、V、Ti等强碳氮化物形成元素的低(微)合金高强度钢板12的延伸、低温冲击韧性和冷弯性能大幅改善。但值得注意的是正火在提高热轧低碳低合金钢板的工艺性能的同时往往降低钢的强度屈服强度和抗拉强度一般降低20～50MPa对于控轧控冷钢板严重的可降低80～120MPa。因此为保证钢板的交货性能在正火钢板成分设计时应不同于一般控轧控冷钢板可适当增加C、Mn等固溶强化元素以提高强度(注意碳当量指标不要过高)虽然热轧后钢板的延伸率或冲击功有所降低但这两项指标在正火处理后会有大幅提高。2正火+控冷(+回火)新工艺常化炉除处理“双高”产品外另一大作用是挽救很多热轧后延伸或冲击不合产品减少改判率。但随之而来的一个问题是一些延伸、冲击不合需挽救的产品本身强度富裕量小容易导致处理后强度反而不合。这除了在正火温度、时间上可以做一些调整外还可以应用正火+控冷(+回火)工艺。为防止很多钢板正火后强度大幅降低目前国内武钢、舞钢、重钢、太钢等都开发了正火+控制冷却的工艺利用炉后淬火机或简易水冷设施等进行正火后弱水冷(水雾等)的工艺可较好地弥补钢板的强度损失依据太钢经验钢板强度可提高10MPa。对于控制冷却后钢板性能波动较大的钢种或ASTM(美国材料与试验协会)中规定正火后加速冷却必须回火的钢种还可应用正火+控冷+回火工艺。3正火+回火在锅炉压力容器钢板处理中采用较多尤