[發明專利]一種中厚鋼板緩冷工藝

有效

• 申請號: 201310257307.5
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104250681A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 石云峰;黃貞益;吳扣根;侯清宇;陳富強;付真榮
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;安徽工業大學
• 主分類號: C21D1/84
• 分類號: C21D1/84
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明屬于中厚鋼板緩冷工藝，特別涉及一種厚度為20～100mm的中厚鋼板緩冷工藝，有效防止氫致開裂的產生，使用于管線鋼、容器鋼、船板鋼、鍋爐鋼等中厚鋼板的生產。

背景技術

中厚板是國家現代化建設必不可少的重要鋼材品種之一，廣泛用于大口徑油/氣輸送管線、造船、電站鍋爐、壓力容器、機械制造、橋梁、石油、化工、交通及軍工等行業和部門，上述行業和部門對中厚板產品的品種、規格、性能及質量等均有較高要求。

隨著中厚板生產線工藝、設備、自動化裝備水平的提高，高附加值專用板的生產比例越來越大，在這部分高附加值產品中，有些是需要嚴格控制氫含量的鋼種(如高強鋼、管線鋼等)，除氫工藝的配置及選擇在一定程度上便成為該工藝技術的關鍵。

通常這些高附加值厚板都需要經過超聲波探傷檢驗內部的質量缺陷，從而優選出高質量的鋼板。但中厚板探傷合格率時有波動，有時甚至會出現大批鋼板探傷不合格現象，不僅影響公司經濟效益，而且影響生產周期和合同完成，造成用戶抱怨并進一步影響市場銷售，同時也制約了新產品開發步伐。因此，盡快改善鋼板質量，提高探傷合格率已是當務之急。影響厚板超聲波探傷結果的因素主要有氫致裂紋、夾雜物、疏松等，其中氫致裂紋是主要因素之一，一方面氫致裂紋容易形成批量，另一方面氫致裂紋的形成有滯后性，更為隱蔽、危害性更大。

厚板中的氫主要在冶煉和連鑄過程中產生的，氫進入鋼液后，在鑄坯凝固的過程中，隨著溫度的降低，氫在鋼中的溶解度不斷降低。鑄坯在逐漸冷卻過程中，部分氫逐漸向外擴散，而部分氫仍以原子狀態過飽和地固溶在鋼中。當鑄坯或軋后鋼板溫度進一步下降，氫原子擴散動能不足，將沉淀聚集到鋼坯心部的縮孔、疏松以及夾雜物等缺陷處，結合成分子氫，使得中厚板(或某些部位)中氫含量過高，對周圍的金屬有較大的壓力，從而形成氫致開裂，軋后鋼板中的殘余應力也會吸附氫原子并誘導產生氫致開裂。

為了降低軋制后厚板中的氫含量，提高探傷合格率，目前主要采用緩冷的方式使氫原子擴散溢出。但由于中厚板中氫擴散規律很難復雜，且形成氫致開裂的時間和位置很難確定，因此緩冷工藝的制定就顯得非常復雜。而目前的常用厚板緩冷工藝比較單一(見表1所示)，主要存在以下幾個問題：

一是未規定緩冷開始時的表面溫度下限，過低的緩冷起始溫度會導致氫擴散動能偏低而無法溢出鋼板表面，影響緩冷效果；

二是緩冷時間也沒有根據鋼板工藝和厚度進行調整，厚規格鋼板氫擴散途徑遠，相應也需要更長的緩冷擴散時間；

三是TMCP工藝生產的鋼板，雖然由于生產工藝的原因起始緩冷溫度比較低，但由于微觀組織中第二相和位錯等氫陷阱很多，在同等氫含量下不容易產生氫致裂紋，因此原緩冷工藝規定的緩冷厚度下限顯得有些矯枉過正，降低了生產效率。

四是未規定緩冷結束時的溫度下限，當溫度低于200℃時，氫原子擴散動能嚴重不足而傾向于沉淀結合成氫分子，緩冷過程中如果溫度過低會嚴重影響緩冷效果。

表1原厚板常用緩冷工藝(厚度＜100mm且有超聲波探傷要求)

注1：

TMCP是Thermal?Mechanical?Control?Process的英文縮寫，又稱熱機械軋制工藝，就是在熱軋過程中，在控制加熱溫度、軋制溫度和壓下量的控制軋制(Control?Rolling)的基礎上，再實施控制冷卻及加速冷卻(Accelerated?Cooling)的技術總稱。

注2：

管線鋼：用于制作油氣輸送管道及其他流體輸送管道的工程結構鋼。采用美國石油協會API標準時，以字母X開頭表示管線鋼，其后的數字代表屈服強度下限(單位：psi)。采用ISO3183或GB/T9711時，以字母L開頭，其后的數字代表屈服強度下限(單位：MPa)。

發明內容

本發明的目的是提供一種中厚板緩冷工藝，根據不同工藝和厚度規格的鋼板的氫擴散和氫致裂紋敏感性特征，確定了易產生氫致開裂的溫度區間，并據此優化了原有的緩冷工藝，有效提高了中厚板探傷合格率。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種中厚鋼板緩冷工藝，其包括：對于采用非熱機械軋制工藝即非TMCP工藝生產的中厚鋼板：

鋼板厚度T：30＜T≤60mm，其緩冷工藝為：第一階段：鋼板冷床空冷至表面溫度300℃～400℃；第二階段：下線堆垛緩冷，緩冷起始鋼板表面溫度300℃～400℃，緩冷持續時間24小時以上，緩冷結束時鋼板表面溫度200℃以上；