[发明专利]一种200-300mm超厚钢板基于辊式淬火机的淬火热处理工艺

说明书

一种200‑300mm超厚钢板基于辊式淬火机的淬火热处理工艺，包括喷水参数控制工艺、辊速控制工艺、淬火时间控制工艺、板形控制工艺，该工艺：1、喷水参数控制工艺设定钢板辊式淬火过程水量、水压参数，并实施动态调整，实现钢板高强度、高效率淬火；2、辊速控制工艺控制钢板辊式淬火过程加速度和摆动参数，实现钢板高均匀性淬火；3、淬火时间控制工艺设定钢板淬火时间和冷速，实现钢板淬火过程温度精确控制；4、板形控制工艺通过控制钢板淬火过程水量比和辊缝，实现钢板高平直度淬火。该方法具有钢板淬火冷速及终冷温度控制精确、淬火后板形好、淬火均匀性好、淬火过程节水节能效果明显、淬火生产效率高的优点，适用于200mm～300mm厚的特厚钢板连续辊式淬火生产。

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，涉及一种200-300mm超厚钢板淬火热处理工艺。

背景技术

国际上常规特厚钢板淬火热处理方式为台车炉/外部机械化炉+淬火池/淬火槽，钢板加热后通过专用转移机构或天车吊装转移至淬火池/淬火槽内淬火，通过池/槽内冷却水搅拌加速钢板表面对流，实现较快速冷却。这种淬火热处理方式存在如下缺点：①钢板淬火冷速低，冷却水与钢板表面通过完整或间断的蒸汽膜传热，传热效率低；②钢板淬火均匀性差，搅拌产生的水流速度在池内各处不一致，表面蒸汽膜分布不均，导致钢板板面各处冷却强度分布不均；③钢板表面质量较差，钢板长时间加热(5～9小时)产生的厚重、致密氧化层在淬火过程中很难消除，淬火后残留在钢板表面；④钢板淬火后板形差，水槽内无约束淬火无法抑制淬火畸变，不均匀冷却加剧钢板不均匀淬火变形。

随着连续辊式淬火装备技术的发展，为特厚钢板高强度、高均匀性淬火提供了新的途径。然而，大单重、大断面特厚钢板连续辊式淬火存在如下难点：①钢板热容量大，持续冷却过程表面换热随壁面温度下降实时变化，如何通过设计和控制射流参数，实现壁面持续、高效传热，是难点一；②钢板对流换热面积大，如何确立壁面局部热流密度分布与时间、位置的关系，设计淬火策略，实现壁面有序换热，是难点二；钢板断面温度梯度大，上下表面换热形式/分布不同引起的温降差异直接影响断面温度场，如何设计并控制上下冷却参数，实现对称冷却，是难点三；钢板厚度大，如何协同控制壁面传热效率和断面温度梯度，实现表面-内部导热动态平衡，同时提升心部冷速和断面冷却均匀性，是难点四。此外，大单重钢板长时间淬火时，射流参数的动态调整与控制工艺等也是需要解决的难题。由于存在上述难题，200-300mm超厚钢板高强度、高均匀性淬火缺乏科学合理的辊式淬火工艺，成为制约厚钢板热处理质量和性能提升的关键。

专利CN105624571A，公开了一种特厚钢板及其生产工艺，通过设计合金成分，采用电炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→氩气保护下均匀模铸→高温脱模→带液心轧制→缓冷→加热→轧制→在线淬火→回火的工艺路线生产特厚钢板，与本发明离线淬火热处理工艺无关。

专利CN104726780A，公开了一种高强度特厚钢板及其生产方法，设计了由冶炼、浇铸、加热、轧制、热处理的工艺路线，并给出主要技术参数，但在淬火热处理方面并未作出详细说明，无法判断其技术特征，与本发明200-300mm特厚钢板淬火热处理工艺无关。

专利CN105969964A，公开了一种板厚二分之一处高韧性特厚钢板的生产方法，该方法为了提高钢板热处理的均匀性，放弃采用调质热处理方式，对提高钢板的强度不利，与本发明特厚钢板离线淬火热处理工艺无关。

专利CN102061373A，公开了一种提高高强度特厚板力学性能的热处理工艺，在特厚板的正火过程中增加水冷工序，通过加大正火冷却速度，降低钢板的相变温度，抑制微合金元素碳氮化物的长大，使钢板强度、塑性及低温脆性等均得到改善。该工艺主要针对特厚板正火处理，水冷工序主要采用浸入式水槽冷却，与本发明特厚钢板连续辊式淬火工艺无关。

发明内容

本发明的目的是提供一种200-300mm超厚钢板基于辊式淬火机的淬火热处理工艺，能够解决特厚钢板淬火生产过程中产生的冷速偏低、冷却均匀性差、淬火板形差、淬火表面质量差等问题。