專利名稱：生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的熱處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)，特別是涉及一種生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的熱處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
寬厚板廠熱處理設(shè)備配置一般有正火爐、淬火爐和淬火機(jī)，即一條正火生產(chǎn)線、一條調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線，完成鋼板正火、調(diào)質(zhì)、回火、正火+回火工藝。在典型工藝平面布置中鋼板的淬火及回火工序?yàn)殇摪鍜佂杼幚恚讳摪逖b入淬火爐加熱；鋼板出爐淬火；淬火鋼板下線收集、堆垛；正火爐或淬火爐降溫至回火溫度；淬火鋼板上料待回火；鋼板裝入回火爐加熱回火；回火鋼板出爐空冷。因此，調(diào)質(zhì)鋼板只能按批次進(jìn)行生產(chǎn)，一般生產(chǎn)批次量為2500 3000噸；鋼板淬火后不能及時(shí)進(jìn)入回火爐回火。一種生產(chǎn)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的新熱處理工藝已經(jīng)開發(fā)出來，其工藝過程是將鋼板淬火至Ms至Mf之間，及時(shí)將鋼板在一定的溫度保溫進(jìn)行碳分配處理，這項(xiàng)鋼熱處理的新工藝稱為淬火(quenching) +分配(partitioning)工藝，簡稱Q+P工藝。鋼經(jīng)Q+P+T熱處理組織為回火馬氏體+殘余奧氏體。Q+P+T處理后遺有一定量的殘留奧氏體，部分地松解高強(qiáng)度鋼的韌性困境；鋼中還有復(fù)雜碳化物的彌散沉淀，使呈沉淀強(qiáng)化。因此高強(qiáng)鋼經(jīng)Q+P處理后，鋼板具有更高的強(qiáng)度及韌性配合，是一種嶄新的熱處理工藝。如0. 14%C的Q+P+T鋼具抗拉強(qiáng)度Rm超過2000MPa,伸長率A>10% ；0. 12%C的Q+P+T鋼的Rm 1500MPa, A為14%; 0. 11%C 的 Q+P+T 鋼 Rm 900MPa。但是，正如著名材料學(xué)家徐祖耀院士所指出的，Q+P+T鋼的生產(chǎn)和發(fā)展還存在以下問題高強(qiáng)度鋼的純潔、均質(zhì)等須冶煉、連鑄和軋制加工等環(huán)節(jié)高度重視；提高產(chǎn)品強(qiáng)度及減輕重量還需由機(jī)械設(shè)計(jì)師來嘗試執(zhí)行；高強(qiáng)度鋼尤其是強(qiáng)度大于2000MPa的超高強(qiáng)度鋼的加工和熱處理設(shè)備、工藝和運(yùn)行尚待解決。目前，國內(nèi)外所有寬厚板廠熱處理工藝設(shè)備的平面布置，均不能滿足Q+P工藝的需要。淬火機(jī)后無碳分配處理的回火爐；同時(shí)碳分配處理溫度低，輻射管加熱輥底式爐低溫段溫度不均勻，淬火機(jī)后需要配備明火回火爐保證低溫段溫度均勻，滿足鋼板碳分配工藝的要求。Q+P工藝需要鋼板淬火至Ms至Mf之間，立即進(jìn)入回火爐中進(jìn)行碳分配處理。中國專利申請(qǐng)?zhí)?01110(^9418. 1公開了“一種高韌性高強(qiáng)度鋼板的熱處理方法”，該工藝的要點(diǎn)在于鋼板在輥底式熱處理爐中加熱好后，水淬或油淬至Ms Mf之間或Bs Bf之間，后用感應(yīng)加熱爐以3 50°C的速度加熱至560 780°C保溫5 120s進(jìn)行回火，最后空冷至室溫。鋼板獲得的組織為貧碳馬氏體、貝氏體、少量殘余奧氏體以及馬氏體或貝氏體基體上細(xì)小彌散分布的碳氮化物，具有高強(qiáng)度高韌性鋼板。該發(fā)明的設(shè)備工藝平面布置如圖1。該發(fā)明的不足之處碳分配要求的溫度低，而回火溫度至560 780V 時(shí)，馬氏體及殘余奧氏體必然發(fā)生分解；感應(yīng)加熱時(shí)鋼板晶格缺陷處產(chǎn)生渦流效應(yīng)發(fā)熱，局部溫度高，不能滿足碳分配的工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的熱處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由輥底式淬火爐、 淬火機(jī)、輸送輥道、明火回火爐組成。鋼板加鋼板加熱后送淬火機(jī)淬火，控制淬火機(jī)輥道速度使鋼板淬火至Ms Mf之間，快速將鋼板送入明火回火爐中進(jìn)行保溫，在PT (碳分配溫度)中進(jìn)行碳分配，鋼板出爐后空冷。本發(fā)明的技術(shù)方案生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的熱處理系統(tǒng)，其工藝布置依次為
(1)輥底式淬火爐后布置淬火機(jī)，淬火機(jī)后布置30 35m長運(yùn)輸輥道，運(yùn)輸輥道后布置明火低溫輥底式回火爐；
(2)鋼板裝入輥底式淬火爐加熱保溫；
(3)淬火機(jī)設(shè)置為淬火模式，根據(jù)鋼板厚度控制淬火機(jī)工藝速度在5 60m/min(板厚 8 60mm)；
(4)鋼板加熱、保溫后出爐淬火，淬火后鋼板放置運(yùn)輸輥道返紅，返紅溫度在Ms Mf之間(具體溫度根據(jù)鋼種確定)；
(5)鋼板返紅結(jié)束，及時(shí)高速送入回火爐進(jìn)行碳分配保溫，鋼板按設(shè)定的工藝速度向前運(yùn)行；
(6)鋼板滿足碳分配時(shí)間后，及時(shí)出爐空冷；
(7)鋼板Q+P處理后，需要回火時(shí)可轉(zhuǎn)入其它回火爐進(jìn)行回火。本發(fā)明工作原理根據(jù)鋼板材質(zhì)選定淬火后返紅溫度(Ms Mf之間)，針對(duì)不同厚度鋼板利用淬火機(jī)的運(yùn)行工藝速度控制返紅溫度，鋼板出淬火機(jī)后返紅結(jié)束及時(shí)送入回火爐進(jìn)行碳分配處理，利用明火回火爐低溫溫度均勻的特點(diǎn)保證鋼板碳分配處理的工藝質(zhì)量，鋼板組織、性能均勻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在淬火機(jī)后布置回火爐能實(shí)現(xiàn)Q+P工藝； 淬火機(jī)后布置30 35m長輥道，保證鋼板出淬火機(jī)后充分返紅，溫度控制準(zhǔn)確；淬火機(jī)淬火后鋼板板型良好、可控；明火回火爐低溫段爐溫均勻，鋼板碳分配后組織、性能均勻。


圖1為申請(qǐng)?zhí)?01110029418. 1專利工藝設(shè)備布置圖。圖中淬火爐，2-淬火機(jī)，3-輸送輥道，4-鋼板，5-感應(yīng)回火爐。圖2為本發(fā)明鋼板Q+P熱處理系統(tǒng)工藝設(shè)備布置圖。圖中6-輥底式淬火爐，7-鋼板，8-輥式淬火機(jī)，9-運(yùn)輸輥道，10-明火輥底式回火爐。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖2所示，為本發(fā)明鋼板Q+P熱處理系統(tǒng)設(shè)備布置依次為輥底式淬火爐6， 鋼板7，輥式淬火機(jī)8，運(yùn)輸輥道9，明火輥底式回火爐10。輥底式淬火爐采用輻射管無氧化輥底式爐，入爐前鋼板首先經(jīng)噴丸處理，由于爐內(nèi)有N2保護(hù)，鋼板表面無氧化、無劃痕， 以滿足高表面質(zhì)量要求；輥壓式淬火機(jī)是將上機(jī)架輥與下機(jī)架輥之間的輥縫調(diào)整到板厚 +2 3mm，鋼板在輥間運(yùn)動(dòng)，通過機(jī)架長度方向上、下水量分區(qū)的調(diào)整，鋼板在向前運(yùn)動(dòng)中淬火；明火回火爐采用集中換熱式，爐內(nèi)傳熱方式以對(duì)流為主，該種爐型在低溫段爐溫均勻，優(yōu)于輻射管加熱爐型。其工藝布置依次為
(1)50 80m輥底式淬火爐后布置淬火機(jī)，淬火機(jī)長度18 30m，淬火機(jī)后布置30 35m長運(yùn)輸輥道，運(yùn)輸輥道后布置明火低溫輥底式回火爐，明火回火爐長度60 IOOm ；
(2)鋼板裝入輥底式淬火爐加熱保溫；
(3)淬火機(jī)設(shè)置為淬火模式，根據(jù)鋼板厚度控制淬火機(jī)工藝速度在5 60m/min(板厚 8 60mm)ο(4)鋼板加熱、保溫后出爐淬火，淬火后鋼板放置運(yùn)輸輥道返紅，返紅溫度在Ms Mf之間(具體溫度根據(jù)鋼種確定)；
(5)鋼板返紅結(jié)束，及時(shí)高速送入回火爐進(jìn)行碳分配保溫，鋼板按設(shè)定的工藝速度向前運(yùn)行；
(6)鋼板滿足碳分配時(shí)間后，及時(shí)出爐空冷；
(7)鋼板Q+P處理后，需要回火時(shí)可轉(zhuǎn)入其它回火爐進(jìn)行回火；
(8)相同成分的鋼板Q-T及Q-P工藝處理后鋼板性能見表1、表2。經(jīng)過Q-P工藝處理后的鋼板強(qiáng)度達(dá)到了較高的水平，且鋼板保持較高的韌性。表1 Q-P工藝處理后鋼板性能
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的熱處理系統(tǒng)，其特征在于其工藝布置依次為(1)輥底式淬火爐后布置淬火機(jī)，淬火機(jī)后布置30 35m長運(yùn)輸輥道，運(yùn)輸輥道后布置明火低溫輥底式回火爐；(2)鋼板裝入輥底式淬火爐加熱保溫；(3)淬火機(jī)設(shè)置為淬火模式，根據(jù)鋼板厚度控制淬火機(jī)工藝速度在5 60m/min(板厚 8 60mm)；(4)鋼板加熱、保溫后出爐淬火，淬火后鋼板放置運(yùn)輸輥道返紅，返紅溫度在Ms Mf之間(具體溫度根據(jù)鋼種確定)；(5)鋼板返紅結(jié)束，及時(shí)高速送入回火爐進(jìn)行碳分配保溫，鋼板按設(shè)定的工藝速度向前運(yùn)行；(6)鋼板滿足碳分配時(shí)間后，及時(shí)出爐空冷；(7)鋼板Q+P處理后，需要回火時(shí)可轉(zhuǎn)入其它回火爐進(jìn)行回火； 2 94小時(shí)后拆垛。
全文摘要
生產(chǎn)超高強(qiáng)鋼的熱處理系統(tǒng)，其工藝布置依次為(1)輥底式淬火爐后布置淬火機(jī)，淬火機(jī)后布置30～35m長運(yùn)輸輥道，運(yùn)輸輥道后布置明火低溫輥底式回火爐；(2)鋼板裝入輥底式淬火爐加熱保溫；(3)淬火機(jī)設(shè)置為淬火模式，根據(jù)鋼板厚度控制淬火機(jī)工藝速度在5～60m/min(板厚8～60mm)。(4)鋼板加熱、保溫后出爐淬火，淬火后鋼板放置運(yùn)輸輥道返紅，返紅溫度在Ms～Mf之間(具體溫度根據(jù)鋼種確定)；(5)鋼板返紅結(jié)束，及時(shí)高速送入回火爐進(jìn)行碳分配保溫，鋼板按設(shè)定的工藝速度向前運(yùn)行；(6)鋼板滿足碳分配時(shí)間后，及時(shí)出爐空冷；(7)鋼板Q+P處理后，需要回火時(shí)可轉(zhuǎn)入其它回火爐進(jìn)行回火。
文檔編號(hào)C21D11/00GK102363829SQ20111035858
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者楊云清 申請(qǐng)人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司