一种低碳热轧小Ｈ型钢快速冷却方法技术

本发明专利技术提供一种低碳热轧小Ｈ型钢快速冷却方法，属于金属压力加工技术领域。本发明专利技术方法主要是通过对轧后冷却装置的改造，采用高压气雾冷却方式，分六段控冷，每段由四个控冷模块组成，按上、下、两侧由电磁阀独立控制，单独调节，分区域控冷，对所冷却部位采用不同的冷却方法，使得翼缘部位、Ｒ部温降幅度较大，实现快速均匀冷却Ｈ型钢各处。通过对Ｑ２３５和Ｑ３４５应用本发明专利技术技术，使得Ｈ型钢产品组织晶粒细小、力学性能提高幅度较大，达５０ＭＰａ。本发明专利技术方法能够使Ｈ型钢各处性能更加均匀、产品冷却波浪弯减少，提高了产品成材率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属压力加工领域，涉及一种低碳热轧小H型钢快速冷却方法，特别 是涉及以Q235、Q345为代表的热轧小H型钢轧后进行快速冷却方法，改善其产品组织，提高 综合性能。
技术介绍
热轧H型钢是一种经济断面型材，与普通工字钢相比具有截面模数大、重量轻、节 省金属等优点，而且由于翼缘的内外侧平行，可以很方便地组合成各种不同形状和尺寸的 构件。在承受相同载荷的条件下，H型钢比普通工字钢可节约金属10% 15%，在建筑上 使用H型钢可使结构减轻30 % 40 %，在桥梁上可减重15 % 20 %，这在国民经济建设中 将会带来巨大的经济效益。因H型钢的生产工艺比较复杂，在轧制和冷却过程中影响金属流动、组织结构的 因素非常多，而这些往往对最终制品质量有着非常重要的影响。随着生产节奏的加快，轧件 上冷床温度偏高，表面氧化铁皮增加，导致产品内部组织不均勻，腰腿接合部(简称R部) 外侧存在明显疤疹状缺陷、力学性能偏低，严重制约了小H型钢的生产。鉴于此种情况，有效的解决方法是在精轧后设置在线控制冷却装置，通过控冷工 艺优化，对成品轧件立即进行快速冷却，减轻轧件氧化程度、改善轧件冷却均勻性、提高H 型钢的综合性能、加快冷却节奏，为最终实现开发高强、低成本、节约型建筑用钢提供保障。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有热轧小H型钢轧后冷却能力的不足、制品力学性能不 高的现状，通过对一种典型低碳钢种的终轧温度和轧后冷却制度进行科学制定，实现经过 控冷区后轧件从900°C降至650°C以下，温降不低于250°C，降温速度为10 60°C /s ；产品 上冷床后不产生明显的变形，典型钢种产品0^235、034 的实物屈服强度和抗拉强度较控 冷前提高50Mpa以上。本专利技术所提供的低碳热轧小H型钢快速冷却方法内容如下(1)整个小H型钢轧后冷却段由六小段组成，总长36米，每小段冷却段实际有效 长度4. 8米，每小段由四个控冷模块组成，每段均按上、下、两侧由电磁阀独立控制，单独调 节，冷却水水压0. 2 0. 85MPa，水流量189 560m3/h，空气压力为0. 2 1. OMPa，空气流 量为5 15m3A ο(2)小H型钢轧件从轧机出口由辊道输送至冷却段的过程中，设置左、右挡板对其 运行方向进行校正，小H型钢轧件在进入冷却段后的运行速度为2 3m/s。(3)根据小H型钢轧件的规格，在冷却段按上下、左右合理布置若干冷却装置，开 启/关闭冷却装置各冷却段和冷却部位，实现不同的冷却要求；在型钢2的上、下方分别设 置两根上喷管，正对型钢2上、下R部喷水；左、右侧挡板外侧分别设置左侧喷管1和右侧喷 管6，正对型钢侧面喷水，左侧喷管1、右侧喷管6、上喷管3和下喷管4在一定范围内自由转动以适应不同规格的型钢，保证喷嘴以及由喷射水5不会发生干涉现象。本专利技术所述冷却段冷却所用的水流喷射示意图见说明书附图。本专利技术的原理是通过气雾冷却的方式对轧后小H型钢轧件进行区域控制冷却，实 现了快速降低小H型钢腰腿接合部(简称R部)和翼缘部位的温度，使得小H型钢断面温 度分布均勻，减少了冷却波浪弯，提高了产品成材率；并且控制了变形奥氏体组织的转变状 态、细化了晶粒，有效地改善了小H型钢断面组织均勻化，提高了小H型钢的综合力学性能。附图说明图为本专利技术冷却段冷却所用的水流喷射示意图。图中1-左侧喷管；2-型钢；3-上喷管；4-下喷管；5-喷射水；6_右侧喷管。 具体实施例方式实施例1 针对Q235B和Q345B，规格为300 X 150X6. 5 X 9_，采用六段侧喷和下 喷全开，水压为0. 65MPa，空气压力为0. 5MPa。轧件在控冷区运行速度为2. 5m/s，型钢在控 冷段的运行时间约为11. 5s，轧件的平均冷却速度在24. 2 29. 1°C /s。该冷却方式采用 区域控冷，对所冷却部位采用不同的冷却策略，使得翼缘部位、R部温降幅度较大，温降为 278 335°C，达到快速冷却的要求，并且H型钢产品各处温度趋于一致，各处温差明显减 小。由于六段侧喷和下喷全开，H型钢轧件温降幅度较大，通过高的冷却速度和长的冷 却时间可以很好地使奥氏体组织细化，并完成向铁素体、珠光体组织的转变，抑制铁素体、 珠光体组织的长大，大大促进了钢材晶粒组织的细化，晶粒度为10级。在H型钢的R部、上 下翼缘和腹板各处的屈服强度、抗拉强度均有大幅提高，尤其是R部、下翼缘和腹板各处平 均提高幅度均超过50MPa。实施例2 针对Q235B和Q345B，规格为:300 X 150X6. 5 X 9mm，控冷装置的1、2、3、 4段侧喷和下喷全开，5、6段侧喷和下喷全关，水压为0. 65MPa，空气压力为0. 5MPa。轧件在 控冷区运行速度为2. 5m/s，型钢在控冷段的运行时间约为7. 7s。所设计的控冷模式充分考 虑了 H型钢轧后温度场分布，采用区域控冷，对所冷却部位采用不同的冷却策略，使得翼缘 部位、R部温降幅度较大，温降为227 282°C，轧件的平均冷却速度在29. 5 36. 6°C /s。 H型钢的下翼缘和R部因在较高的温度区保温持久，铁素体组织转变不充分，转变的铁素体 组织细化程度不明显，甚至转变后的晶粒有长大的趋势，晶粒度为9. 0 10级。在H型钢的R部、上下翼缘和腹板各处的的屈服强度、抗拉强度均有较大提高，尤 其是腹板处提高幅度均超过50MPa，并且各处性能更趋均勻。实施例3 针对Q235B和Q345B，规格为:300X 150X6. 5X9mm，控冷装置的1、2、3 段侧喷和下喷全开，4、5、6段侧喷和下喷全关，水压为0. 65MPa，空气压力为0. 5MPa。轧件在 控冷区运行速度为2. 5m/s，型钢在控冷段的运行时间约为5. 8s。所设计的控冷模式充分考 虑了 H型钢轧后温度场分布，采用区域控冷，温降为175 231°C，轧件的平均冷却速度在 30. 2 39. 8°C/So尽管冷却速度较高，但冷却时间有限，导致R部心部温度较高，使得该处 自回火更厉害，R部的铁素体组织更为粗大而已，晶粒度为8. 0 9. 5级。除了腹板处的抗 拉强度提高较为显著以外(均超过50MPa)，R部和下翼缘处的抗拉强度升幅不超过25MPa。实施例4 针对Q235B和Q345B，规格为:300 X 150X6. 5 X 9mm，控冷装置的1、2、4、 6段侧喷和下喷全开，3、5段侧喷和下喷全关，水压为0. 65MPa,空气压力为0. 5MPa。轧件 在控冷区运行速度为2. 5m/s，型钢在控冷段的运行时间约为7. 7s。所设计的控冷模式充 分考虑了 H型钢轧后温度场分布，采用区域控冷，对所冷却部位采用不同的冷却策略，使得 H型钢翼缘部位、R部温降幅度较大，温降为2 281°C，轧件的平均冷却速度在29. 7 36. 5°C /s。R部和下翼缘处心部温度较高，使得该部位自回火厉害，进一步加剧了 R部和下 翼缘处的铁素体晶粒长大。H型钢的R部、下翼缘两处的上下屈服强度、抗拉强度均有小幅 度的提高，各处的性能均勻性较好。实施例5 针对Q235B和Q345B，规格为200 X 200 X 8 X 12mm，控冷装置的2、3、4段 侧喷和下喷全开，1、5、6段侧喷和下喷全关，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳热轧小Ｈ型钢快速冷却方法，其特征在于该方法具体内容如下：（１）整个小Ｈ型钢轧后冷却段由六小段组成，总长３６米，每小段冷却段实际有效长度４．８米，每小段由四个控冷模块组成，每段均按上、下、两侧由电磁阀独立控制，单独调节，冷却水水压０．２～０．８５ＭＰａ，水流量１８９～５６０ｍ↑［３］／ｈ，空气压力为０．２～１．０ＭＰａ，空气流量为５～１５ｍ↑［３］／ｈ；（２）小Ｈ型钢轧件从轧机出口由辊道输送至冷却段的过程中，设置左、右挡板对其运行方向进行校正，小Ｈ型钢轧件在进入冷却段后的运行速度为２～３ｍ／ｓ；（３）根据小Ｈ型钢轧件的规格，在冷却段按上下、左右合理布置若干冷却装置，开启／关闭冷却装置各冷却段和冷却部位，实现不同的冷却要求；在型钢２的上、下方分别设置两根上喷管，正对型钢２上、下Ｒ部喷水；左、右侧挡板外侧分别设置左侧喷管１和右侧喷管６，正对型钢侧面喷水，左侧喷管１、右侧喷管６、上喷管３和下喷管４在一定范围内自由转动以适应不同规格的型钢，保证喷嘴以及由喷射水５不会发生干涉现象。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贞益，程鼎，鲁怀敏，孙维，苏世怀，章小峰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]