[发明专利]高强度带钢冷却方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料热处理领域，更具体地说，涉及一种带钢连续退火或热镀锌生产线用的“干式”快速冷却方法。

背景技术

随着人们对环境保护意识的增强和对行车安全要求的不断提高，汽车用钢向高强度方向发展。

而一般而言，高强度冷轧板及热镀锌板分别采用连续退火机组和热镀锌机组生产，为了使带钢在热处理过程中发生相变以提高其强度，连续退火与热镀锌机组必须具备快速冷却能力(水淬、高氢高速喷气冷却或辊式冷却等)。高强度冷轧板连续退火的典型工艺流程为：

开卷-清洗-加热-均热-缓冷-快速冷却-时效(回火)-二次冷却-低温水淬-平整-精整-高强度冷轧板。

高强度热镀锌板连续热镀锌的典型工艺为：

开卷-清洗-加热-均热-缓冷-快速冷却-热镀锌(或包括合金化)-二次冷却-低温水淬-平整-精整-高强度热镀锌板。

不论是连续退火还是连续热镀锌，其关键工序都是快速冷却工序。

在高强度冷轧板及热镀锌板的生产工艺中，为了保证带钢的焊接性能，同时降低高强钢生产成本，必须尽量降低钢中的合金元素含量，但这降低了相变强化高强带钢退火冷却时的淬透性，故当均热后的冷却速度较慢时将不能获得所需强度等级的高强带钢。因此，为了获得具有良好焊接性能的高强度冷轧板及热镀锌板，必须保证退火后非常快的冷却速度。所以，高强带钢连续退火/热镀锌工艺中的快速冷却方法是整个连续热处理工艺中最关键的技术。

连续退火/热镀锌工艺中已开发的快速冷却方法包括：辊式冷却(RQ)、高速气体喷射冷却(HGJC)、气-水双相加速冷却(AcC)、热水冷却(HOWAC)、湍流冷水淬(TWICE)、辊冷和水淬复合冷却(RQ+WQ)、辊冷和气体喷射复合冷却(RQ+GJC)、高氢气体喷射冷却(H2-GJC)、冷水淬火(WQ)等。其中，采用与水有关的“湿式”快速冷却技术易使带钢表面氧化，后续工序需要增加酸洗工序，这不仅降低了带钢的表面质量而且使工艺复杂化，因此，不用水冷的″干式″快冷技术如高氢高速气体喷射冷却(H₂-GJC)和辊式冷却引起了人们的重视。

日本专利申请号特开平6-346156提供了一种连续退火炉用的高氢高速喷气冷却方法(H₂-GJC)，该方法通过带有前端突出开口的喷嘴箱向连续运行的均热后带钢表面喷射含70％-90％H₂浓度的保护气体来冷却带钢。由于H₂的导热系数是N₂的7倍，该方法与采用喷射低H₂浓度的保护气体喷气冷却方法相比，可以大大提高冷却速度；并且由于H₂的密度比N₂小，因此在相同喷气速度条件下喷射冷却时对带钢的冲击较小，可以减轻带钢的振动。该专利的主要缺点是：为了确保带钢高速稳定通板，减少带钢的强烈振动没有采用足够高的喷气速度，这降低了该方法的冷却速度，更重要的是，由于喷气冷却工艺中带钢的振动不可避免，因此必须设置稳定辊以避免带钢剧烈振动而导致的表面擦伤甚至断带，但在稳定辊处不能实施高氢喷气冷却，也没有采用其它的冷却方式，这大大降低了该专利冷却方法平均冷却速度，该冷却方法的冷却速度低于150℃/S(对1mm厚度的带钢)。