[发明专利]超高强度带钢水淬冷却方法及装置

说明书

技术领域

本专利涉及一种超高强度带钢水淬冷却方法及装置，属于钢带材料冷轧后的连续热处理技术范畴。

背景技术

保护环境，实现可持续发展，已经成为21世纪人类的共识。随着现代汽车工业的发展，减重节能已经成为大势所趋。汽车轻量化研究的结果表明，为达到“减重节能，减少排放”的目的，汽车工业必须大量使用高强度钢。由世界著名钢铁公司资助的ULSAB计划的研究结果表明，在代表汽车用钢未来发展方向的新车型C级车中，相变强化的双相钢已占整个结构用钢的74％左右，780Mpa以上的超高强度钢已占55％以上。因此，如何生产超高强度钢是钢铁公司研究的重点。

超高强度带钢通常采用具有快速冷却装置的连续退火机组生产，为使钢板达到780Mpa及其以上强度，且具有优良的焊接性能，同时降低生产成本，必须尽量减少钢中的合金元素含量，但这降低了相变强化高强钢板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钢板。因此，为了获得具有良好焊接性能的超高强度冷轧板，必须保证退火冷却时非常快的冷却速度，即连续退火机组必须装备水淬冷却等快速冷却装置。

采用水淬快冷的超高强度带钢的连续退火工艺为：

开卷-清洗-加热-均热-缓冷-水淬快冷-酸洗-再加热-回火-冷却-平整-精整-高强度冷轧板

水淬冷却是目前冷却速度最快的冷却方法，也是一种廉价的生产超高强钢的方法，添加较少量的合金元素也可生产超高强度等级的双相、多相及马氏体高强钢。然而，采用水淬快冷技术将带来严重的板形问题，水淬冷却的钢板一般存在严重的浪形。

通常，水淬钢板板形不良的主要原因是水淬过程中钢板表面蒸汽膜的不均匀去除导致钢板各部位冷却不均匀形成的钢板内部残余应力。如何消除这种残余应力进而改进板形是水淬冷却技术的关键问题。众所周知，连退线上的平整工序可以改善板形，然而，这是对于普通软钢或低强度钢而言，对于采用水淬冷却的超高强度多相钢而言，要通过轧制力和变形量都较小的平整工序来消除这种板形缺陷是非常困难甚至是不可能的，因此，需要采取其它措施来改善水淬钢板的板形，最直接的方法是在水淬时采用改善均匀冷却或其它方法消除或降低钢板内部残余应力以改善板形。

日本专利特开平2008-19505提供了一种连续退火炉用的水淬冷却方法，该方法通过使高温带钢经过一个喷射槽和浸没槽相连的水淬系统实现快速冷却，主要通过喷射槽中喷射高压水冷却带钢，喷射水温度为25～60℃，浸没槽介质温度为60～90℃，喷射槽下部装有水封装置14。该专利的冷却方法采用快冷加缓冷的冷却技术，可以在一定程度上防止带钢出现浪形、翘曲等板形不良，并能生产部分高强钢。该专利的主要缺点是：①在主要决定板形的喷射冷却段没有考虑消除带钢热应力和相变应力及均匀冷却，使得水淬后带钢板形较差，这使得后续通板困难，并决定了带钢较差的成品板形；②在槽中采用了高温有机化学介质，不利于后续处理，并且对炉况和环境都是非常有害的。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高强度带钢水淬冷却方法及装置，在保证水淬快冷高冷却速度的同时，充分考虑快速冷却时超高强钢的相变特点，并采取较高温度的矫正板形措施，从而可以得到良好板形的超高强度钢板。

本发明的技术方案是：

一种超高强度带钢水淬冷却装置，包括：入口张力辊2，出口张力辊16、水淬冷却槽5、冷却槽内设置水淬喷嘴8和拉矫机10，且冷却槽与气体密封装置4、气体循环装置6，水循环装置9、水封装置14，烘干装置15、带钢运行线对中装置3和张力控制系统17相连；

水淬冷却槽5中设置6～18对水淬喷嘴8，依次布置在水淬冷却槽5前段待冷却带钢的运行路径两侧；

拉矫机10位于水淬喷嘴8下方，由水淬冷却槽5中的弯曲辊单元11、矫直辊单元12组成；

利用超高强度带钢水淬冷却装置生产超高强度带钢水淬冷却方法，所述超高强度带钢的化学成分为(重量百分比)：C：0.08～0.25％，Si：0.1～0.8％，Mn：0.8～2.2％，Als：0.01～0.08％，Nb：0.01～0.06％，Ti：0.02～0.06％，Cr：0.1～0.8％，Mo：0.1～0.8％，余量为Fe和不可避免杂质；待冷却带钢经入口张力辊2进入水淬冷却槽5，水淬冷却槽5前段的水淬喷嘴8喷射高压水对带钢进行冷却，钢板冷却到250～350℃后经过水淬冷却槽5下部的拉矫机10，通过实施温矫的方式矫正带钢板形；冷却矫形后带钢经过出口张力辊16移出水淬冷却装置；

水淬喷嘴8喷射脱盐水的水温为30～90℃，水压为0.2～1.0Mpa；