[发明专利]热轧H型钢轧后控制冷却工艺

说明书

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，尤其涉及一种热轧H型钢轧后控制冷却工艺。

背景技术

目前，H型钢热轧生产线还没有形成成熟的冷却理论和冷却工艺技术，已经成为工业 生产的瓶颈。这主要是由于H型钢断面形状的复杂性，其在线控冷很容易出现腰部残留水 和冷却不均匀的现象，将影响轧件的断面形状和性能均匀性，产品易产生内并外扩变形及 腹板浪、裂纹等缺陷。

近年来该技术己引起国内外企业和科研院所的重视，在日本、德国、意大利等一些国 家都有研究的报道。1990年卢森堡阿贝德公司开发了QST技术，即H型钢轧后淬火加自回 火控制冷却工艺。德国应用QST热处理工艺，在精轧机后设置一冷却段，H型钢出精轧后 立即进行喷水淬火冷却，然后自回火，提高了H型钢的屈服强度和韧性。但该技术还不成 熟，存在冷却不均匀和轧件变形等问题。并且在我国，用户不易接受采用轧后淬火加自回 火工艺强化的钢材，认为淬火自回火后形成的回火层降低钢材的使用性能，主要问题有： 钢材的屈强比大；焊接性能下降；钢材的应力时效大。所以该技术在我国无法推广应用。

《轧钢》杂志2004年第5期第15-17页刊登了名称为“热轧H型钢控制冷却工艺研究” 的论文，该论文披露了一种H型钢热轧后气雾控制冷却装置，该装置采用水气雾化冷却， 水压为0.20-0.25MPa、气压为0.15-0.25MPa、水流量为200-350L/h、气流量为 9.5-15.0m³/h，冷却速率为15-30℃/s，最大冷却速度只有30℃/s，产品的组织为铁素体+ 珠光体，与一般空冷后的组织相同，但铁素体含量增多，且铁素体晶粒要比空冷的铁素体 晶粒平均细0.5级以上，产品的屈服强度提高了50MPa左右，由于冷却速率较低，其对产 品强度、韧性等性能指标的提高有限。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种热轧H型钢轧后控制冷却工艺，冷却 速率达到75-150℃/s，既可避免热轧H型钢表面形成淬火回火组织，又可显著细化晶粒， 提高屈服强度提高70MPa以上。

为解决上述的技术问题，本发明提供的热轧H型钢轧后控制冷却工艺是，热轧H型钢 终轧后进入冷却装置，由上、下喷嘴分别对准热轧H型钢上下R部，左、右喷嘴分别对准 热轧H型钢左右侧翼缘中心，进行喷水冷却；在所述H型钢的腹板下喷嘴有三个，中间喷 嘴对腹板下表面进行冷却，其余两个喷嘴冷却下部的R角；腹板上喷嘴有两个，分别冷却 上部的R角，腹板上表面由冷却集水进行冷却；在所述H型钢翼缘外侧的左、右喷嘴各有 多个，其对翼缘和腹板结合部的冷却强度大于翼缘端部，并且左、右喷嘴的开启数量根据 规格进行调整，其特征在于，所述冷却水水压为0.7-1.2MPa，水量1200-2000m³/h，冷却 速率为75-150℃/s，冷却时间3-5s，将热轧H型钢从850-1000℃终轧后冷却至相应钢种 马氏体相变点以上20-30℃。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

(1)本发明在热轧H型钢万能终轧机出口处对热轧H型钢不同部位进行高水压、大 水量喷水均匀冷却，冷却速率为75-150℃/s，使热轧H型钢从850-1000℃终轧后终冷至 相应钢种马氏体相变点以上20-30℃左右，使H型钢芯部铁素体实际晶粒度由8-10级细化 至10-12级，并在热轧H型钢表层形成贝氏体+索氏体组织，从而显著提高热轧H型钢强 度和韧性。采用本发明可将热轧H型钢产品(产品规格范围为高度H250mm-800mm、宽度 B250mm-410mm、厚度t≤35mm)的屈服强度提高70MPa以上，屈强比≤0.83，延伸率≥20％， 并满足相应的标准要求。

(2)本发明在腹板下部每组冷却单元有三个喷嘴，中间喷嘴对腹板下表面进行冷却， 其余两个喷嘴冷却下部的R角；腹板上部每组冷却单元有两个喷嘴，分别冷却上部的R角， 腹板上表面由冷却集水进行冷却，从而保证腹板冷却的均匀性；在翼缘外侧每组冷却单元 有若干个喷嘴，其对翼缘和腹板结合部的冷却强度大于翼缘端部，并且侧喷嘴的开启数量 可根据规格进行调整，从而保证翼缘冷却的均匀性，因此，采用本发明冷却后的H型钢不 产生严重的、无法矫正的形变；

(3)本发明冷却速率没达到淬火的程度，控制冷却后不出现有害组织，H型钢强度和 韧性显著提高。