[發明專利]一種熱軋高強鋼殘余應力消除方法

有效

• 申請號: 201010162933.2
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101844162A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 王曉東;趙林;李飛;李明;劉建輝;李彬;張鵬程;余威;金永春;武軍寬;潘輝;郭佳
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司;河北省首鋼遷安鋼鐵有限責任公司
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;C21D9/46;C21D1/26
• 代理公司: 首鋼總公司專利中心 11117
• 代理人: 張鏑

技術領域

本發明屬于鋼材加工方法技術領域，涉及熱軋高強鋼板殘余應力消除方法，特別適用于消除熱軋高強鋼在軋制和冷卻過程中產生的殘余應力，并最終滿足高強鋼用戶使用的板形質量要求。

背景技術

熱軋工程機械用高強鋼和汽車大梁板等是以鋼卷形式生產，用戶使用時需要進行矯直并橫切成鋼板。板形是用戶要求越來越高的一個質量指標，嚴重的板形缺陷可能導致用戶使用時候延遲生產、損傷加工設備、焊接困難等問題。需要對最終板卷的板形進行控制，提供給用戶的產品具有高質量的板形。工程上使用的鋼材高強化趨勢越來越明顯，而且用量也在持續增大。帶鋼強度越高，帶鋼的內應力會越大，導致軋后開平過程和使用過程出現大的變形，尤其是600MPa級別以上的高強鋼，需要進行從機械加工與熱處理結合的方法消除殘余應力。

殘余應力是當無任何工作載荷作用的情況下存在于構件內部且在整個構件內部保持平衡的應力。熱軋高強帶鋼在軋制、開平、熱處理等工藝中都可能產生殘余應力。熱軋帶鋼內部殘余應力問題實質上是板形問題。

用戶所希望得到的是內應力均勻分布或者無內應力，板形良好的帶鋼。提高熱軋帶鋼的板形質量可以減少帶鋼使用過程中由于形變帶來的附加工序，提高生產效率和成材率。解決板帶生產中殘余應力問題是一項具有巨大經濟意義并具有非常重要的社會意義。

熱連軋生產高強板生產流程主要步驟：連鑄板坯加熱→粗除鱗→定寬壓力機→粗軋→飛剪切頭尾→精除鱗→精軋(6到7機架四輥軋機)→軋后層流冷卻→卷取成鋼卷。軋制過程中的板形控制是通過輥形設計、二級控制模型、軋制溫度、合理負荷分配等工藝過程的優化來保證。軋后冷卻過程中由于橫向溫度分布均勻性和冷卻速率的影響，板形還會發生變化。另外，熱軋帶鋼層流冷卻后要進入卷取機被卷成鋼卷，導致帶鋼卷取過程中產生附加的縱向彎曲變形內應力。專利200510110981.6給出了一種熱連軋高強鋼板殘余應力的測試方法，為矯直工藝設定做參考和指導。用戶基本上都是采用輥式矯直機組對熱軋板卷進行矯平、橫切定尺。輥式矯平技術對長度差異導致的卷形和橫彎缺陷具有消除作用，而對邊浪、中浪、鐮刀彎和瓢曲等類型缺陷不能做到徹底的消除。拉彎矯直機或平整機組是消除上述兩類板形缺陷的一個很好的工具，但目前也只是在冷軋帶鋼生產過程中大量使用，如專利申請號200620092768.7、200510024681.6等涉及到平整或者拉矯工藝的專利。專利申請號200910093663.1確定了軋后走平整軋制→罩式退火→輥式矯直的工藝路線，并取得了良好的效果。但是，由于薄規格的冷軋產品諸如熱軋酸洗板、薄規格集裝箱板、高強鋼和鍍錫板等板形難于控制，均需進行平整軋制，這給平整機的生產帶來了巨大的壓力，難以完成所有鋼種的平整任務。同時，罩式退火爐的投資額度也較大，投資成本較高，故需對熱軋高強鋼的產品，尤其是厚規格產品進行消除殘余應力工藝路線改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱軋高強鋼殘余應力消除方法，消除和均勻寬帶鋼熱連軋生產線生產的高強鋼板卷的殘余應力，使得熱連軋高強鋼板具有高精度板形質量，滿足用戶的使用要求。

本發明的技術解決方案是：

一種熱軋高強鋼殘余應力消除方法，生產流程包括以下步驟：連鑄板坯加熱→粗除鱗→定寬壓力機→粗軋→飛剪切頭尾→精除鱗→精軋(6機架或7機架四輥軋機)→層流冷卻→卷取成鋼卷，其特征在于：

(1)對厚度規格≥8mm的鋼卷先進行緩冷處理，冷卻到溫度低于100℃；對厚度規格＜8mm的鋼卷先空冷到室溫，再進行平整軋制加工，重新卷取成鋼卷；

(2)采用輥式矯直機對上述處理過的熱軋高強鋼卷進行開平、定尺和橫切；

(3)采用輥底式熱處理爐，對開平后的鋼板進行退火處理，出爐后采用堆垛冷卻方式進行緩冷，最后在輥式矯直機上進行矯平。

輥底式熱處理爐退火工藝過程如圖2所示，具體參數如下：

爐內氣體環境：氮氣

爐內溫度均勻性：±5℃

退火溫度(T1)范圍：520～560℃

升溫時間(t1)：30～100分鐘

保溫時間(t2)：100～150分鐘

冷卻時間(t3)：大于1500分鐘

冷卻方式：堆垛冷卻。

本發明的技術效果：