[发明专利]一种含硅含钒钢铸坯的加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含硅含钒钢铸坯的加热方法，特别是汽车梁用钢铸坯的加热方法，属于热轧带钢生产领域。

背景技术

汽车梁用钢一般含硅含钒，主要用于制作汽车车架纵梁、横梁及车厢等受力零件，抗拉强度范围为370～700MPa之间，其中510MPa强度级别的P510L汽车梁用热轧钢板用量最大。汽车梁用钢化学成分中主要是含Si(0.15～1.0％)和含V(0.06～0.10％)，其平均Si含量均大于0.2％，在加热过程中易生成难以去除的含Fe₂SiO₄(2FeO·SiO₂)氧化铁皮。

钢中加入适量V，可细化钢的组织和晶粒，提高钢的强度和韧性，通常采用V进行微合金化。为充分保证钢中V溶解和去除加热过程中生成的含Fe₂SiO₄的炉生氧化铁皮，对Si含量大于0.2％的含V汽车梁用钢，要求采用高温加热，铸坯出炉时的加热温度必须达到1270℃【薛念福，李里，陈继林等.热轧带钢除鳞技术研究.钢铁钒钛，2003，24(3)：57】，才能保证炉生铁皮去除效果(钢铁钒钛第24卷第3期《热轧带钢除鳞技术研究》P57)，同时要求铸坯冷装时加热总时间达到190～200min；600℃热装时要求加热总时间达到160～170min(以标准坯200×1150×11000mm计算)。

加热温度要求高和加热时间要求长对加热炉造成的危害很大，主要表现在以下方面：

(1)造成大量的能源(主要为燃料)浪费。

(2)造成严重的氧化烧损、降低成材率，并使炉底积渣严重，缩短炉子运行周期。

(3)导致加热炉产能下降，加热温度均匀性变差，产品力学性能波动大。

(4)长期承受高温热负荷的加热炉高温区内衬耐火材料剥落严重，寿命缩短，不仅增加了维检费用，而且降低了加热炉作业率。

因此，有必要研究一种新的含硅含钒钢铸坯加热方法以克服上述危害。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种新的含硅含钒钢铸坯加热方法，大幅度降低含硅含钒钢铸坯的加热温度、缩短加热时间，达到提高加热炉产量和加热质量、降低加热炉燃耗、减少氧化烧损、延长加热炉运行周期的目的。

本发明是在实验研究确定含钒钢中钒的固溶温度和固溶比的基础上，优化了加热炉工艺制度。

本发明方法与现原有技术相比，在不改变总供热的情况下提高了预热段的热负荷和炉温，同时降低加热段和均热段的热负荷和炉温，使得预热段热负荷占总供热的39-43％，加热段占总供热的36-40％，均热段占总供热的1822％。其中，预热段炉温1100～1260℃，加热段炉温1250～1320℃，均热段炉温1230～1280℃。

本发明采用的加热炉工艺制度具体方案是：以总供热100％计，预热段上部热负荷占总供热的20-22％，预热段下部热负荷占总供热的19-21％，加热段上部热负荷占总供热的16-18％，加热段下部热负荷占总供热的20-22％，均热段上部热负荷占总供热的7-9％，均热段下部热负荷占总供热的11-13％。

通过这种优化不仅可达到提高板坯加热的质量和产量的目的，而且可提高低均热段和加热段两段高温区炉衬耐火材料的寿命，有利于延长加热炉的检修周期。

本发明的发明人进行实验室研究表明：含钒0.07％(质量百分数)的汽车梁用钢在加热温度1120～1260℃范围内及保温时间0～30min条件下，化学相分析测得V的析出量均为0.002～0.003％(质量分数)，即质量分数为0.067～0.068％的钒元素已经固溶到奥氏体晶粒中，固溶比达到95％以上。同时实验室研究结果还表明，对于含钒小于0.10％钢种其固溶温度和固溶比基本固定。即：在1120～1260℃范围内及保温0min～30min的条件下，可保证95％以上的V固溶到奥氏体晶粒中，确保含钒钢产品性能不因加热方法改变而发生波动。

本发明方法正是基于通过实验室研究确定V的固溶温度和固溶比，从理论上证明含钒0.06～0.10％(质量百分数)的汽车梁用钢的加热温度不必达到原方法要求的1250～1280℃(平均1270℃)。同时通过加热炉工艺制度的优化，提高了含硅含钒铸坯加热温度的均匀性和炉生铁皮去除效果。

本发明方法可以适用于低合金含钒钢种，如P370L、P420L、P440L、09SiVL、P510L和P560L等。P590L和P610L因含铌除外。