中厚板生产过程采用中间冷却工艺的意义

tatcv

控制轧制和控制冷却技术在中厚板生产中得到广泛的使用，在产品的性能提高方上发挥着重要的作用。但是，在控制轧制过程中，在钢板的再结晶和未再结晶区之间的部分再结晶区温度范围内须停止轧制，进行待温，以避免出现混晶组织，影响产品质量。通常中间坯的待温过程都通过在辊道上摆动进行空冷待温来完成中间坯的温降过程。板坯在空气中的冷却过程是一个比较缓慢的温降过程，冷却速率较小，因此影响了生效产率。采用控轧的轧机生产能力一般要降低26%∼30%左右。解决这个问题的一个有效方法是在轧制过程中进行水冷，即采用中间冷却工艺，在粗轧机和精轧机之间安装喷水冷却系统来替代中间板坯的空冷温降过程该方法己经在实验和生产中取得了理想的效果。为了避免表面温度过低，发生相变产生马氏体组织，在冷却中要保证表面的最低温度不低于马氏体相变温度。在进行精轧前要进行中间坯水冷后的返红过程，减小厚度方向温度梯度，避免对轧制过程的影响。

    福建省三钢公司中板轧钢厂针对车间长度受限、中间坯待温块数少的特点，利用原有富余水处理资源，在实验室试验的基础上，开发了中厚板控制轧制技术中间冷却工艺与装备，取得了良好效果。
一、减少合金用量。
中间坯冷却投入前，Nb的质量分数均值为193.4 ×10-6，投入后，Nb的质量分数均值为119.4 ×10-6 ， Nb的质量分数降低了74 × 10-6 ，而强度和塑性未受影响。另外，该中板厂原Q345B2成分含有Al元素，用来轧制厚度规格为40∼50mm的钢板，采用中间冷却后，对坯料成分及轧制工艺参数进行优化，可利用不含Al的原Q345B1成分的钢坯替代Q345B2钢坯进行生产，平均屈服强度为355. 60 MPa，使用效果良好。
二、改善组织。
中间冷却工艺可有效的细化晶粒。采用中间冷却工艺后的25 mm厚度Q345钢的室温组织显示，钢板两侧表面组织和中心处均为铁素体+珠光体，组织细小，厚度1/4处铁素体晶粒度级别为10.4∼10.6级；而采用常规控制轧制工艺生产的Q345钢，厚度1/4处铁素体晶粒度为8.6∼9.1级。另外，通过中间冷却装置对中间坯冷却过程的精细控制，其异板性能均匀性也有所提高。
三、提高力学性能。
对16 mm厚Q345B钢板采用中间冷却和常规空冷后力学性能对比的结果表明：中间冷却可以有效提高钢板的冲击功，屈服强度可提高15∼30 MPa，伸长率没有明显影响。其主要原因是中间冷却有效抑制了再结晶晶粒的长大，细化了奥氏体晶粒，故有利于改善韧性。
四、提高生产效率。
    对比中间冷却投入前后的生产效率表明：采用7块轧制时，中间坯待温时间可从原来的19 min 52 s减少到15 min 22 s；对79 mm厚中间坯单块坯轧制46 mm厚钢板，可提高生产效率幅度30.36%，多块轧制时生产效率提高12.67%。