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舞钢的热处理生产线

当前,舞钢拥有2条中厚板生产线。第一轧钢厂为4200mm单机架轧机,第二轧钢厂为4100mm双机架轧机。

舞钢第一轧钢厂的4200mm轧机,原料除了连铸坯外,还大量使用钢锭,成品钢板的厚度最大可达600mm。尤其是2008年 随着电渣重熔项目的投产,中厚板、特厚板生产能力进一步扩大。车间内除配置有辊底式热处理炉外,还专门配置了车底式炉、外部机械化炉,用于特厚板的正火、 高温回火等生产。鉴于目前国内新建的中厚板厂大多采用辊底式热处理炉,配置车底炉、外部机械化炉的厂家较少。因此,这种少批量多品种的特殊性热处理方式, 这里就不再赘述。

舞钢第二轧钢厂刚建成投产的热处理线,是为适应上述市场需求而建设的中厚板热处理生产线。新建的热处理线共有三条,分别是常化热处理线、专用回火热处理线和调质热处理线。三条热处理线专业分工明确,可适应正火、回火、正火(+控冷)+回火、淬火+回火等中厚钢板的各类热处理工艺,形成56万t/a的热处理能力和40万t/a的合同交付能力。舞钢第二轧钢厂配套的热处理线配置详见表1。

下面对舞钢的热处理工艺、热处理设备作简要介绍。

3.1 热处理工艺分类

按照不同的钢种及产品用途,中厚板的热处理工艺方式分为:正火、正火(+控冷)+回火、淬火+回火、回火等。

1)正火工艺特点

正火处理也叫常化,是将钢加热到Ac3或Acm以上约30~50℃,或者更高的温度,保温足够的时间,然后在静止的空气中冷却的热处理方式。目的是使得上一道工序中出现的非正常组织通过再结晶、均匀化予以改善,从而改善工艺性能和力学性能。

正火工艺可使得Nb、V、Ti等强碳氮化物形成元素强化的低合金高强钢的延伸、低温韧性和冷弯性能改善。

2)正火+控冷+回火工艺特点

正火除了处理“双高”产品以外,还可挽救一些热轧后延伸和冲击不合格的产品,减少改判率。但是延伸、冲击不合格的产品本身强度富余量不是很多,这就会造成正火后产品强度不合格。为了防止钢板正火后强度大幅下降,舞钢开发了正火+控冷+回火的工艺方式。在炉后配置了控冷装置(不同于传统意义上的淬火机),可较好的弥补强度上的损失。

3)淬火+回火工艺特点

淬火是将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上温度,保温一定时间,然后在水或油等冷却介质中快速冷却。目的是将奥氏体化的钢淬成马氏体,以便在适当温度回火后,获得所需要的力学性能。

随着超级钢生产技术蓬勃发展,许多传统调质处理生产的屈服强度450MPa以上的钢板利用超细晶粒技术已经可以生产,但是对于锅炉、压力容器、军工等重要结构钢板,很多标准和用户还是要求以调质(淬火+高温回火)状态交货。

对于某些硬度要求比较高的耐磨钢等钢板,多采用淬火+低温回火的热处理方式。

3.2 舞钢热处理线工艺设备配置

舞钢第二轧钢厂的配置为双机架4100mm轧机,产品最大厚度为150mm,产品最大单重~19.7t。考虑到热处理工艺、热处理产量和钢板厚度规格等因素,配置了三条热处理线。

3.2.1 正火线

该座正火炉总长约82m,主要承担船板、低合金结构钢板、锅炉压力容器板等钢板的正火处理。当回火炉出现故障,为了不影响生产,正火炉可承担部分回火处理任务。

该正火炉为辊底式炉,采用天然气为燃料进行明火加热。同时采用从国外引进的数字脉冲控制自身预热式烧嘴,精确控制空燃比,达到炉内气氛微氧控制,处理后钢板表面能保持原始板面质量。温度控制精度可达到±10℃以内,运行成本较低。

为了弥补正火后强度下降,常化炉后配置了一套新型控冷装置。随着用户对产品质量要求的提高,控冷装置已不只是追求高冷却速度,而是要在一定冷却速度下注重冷 却的质量(冷却的均匀性)和可控性。舞钢在这方面都做出了开创且有成效的尝试。除舞阳外,新余、湘潭等钢厂都在正火炉后配置了相似装置,用于中厚板新品种 的工艺开发。

目前,舞钢将该生产工艺大量应用于临氢CrMo钢及奥氏体不锈钢固溶后的快冷处理。另外,成功应用于2008年北京奥运会“鸟巢”工程的110mm厚的Q460EZ35钢板就是利用正火+控冷+回火的工艺生产。

3.2.2 回火线

该专用回火炉总长约90m,主要用于淬火后钢板的回火、正火(+控冷)后钢板的回火和直接回火钢板的处理。该回火炉的炉温范围控制在200~750℃,充分考虑了低温、中温和高温回火的需要。

同正火炉一样,专用回火炉为辊底式炉,也采用天然气作燃料明火加热。

在回火炉出炉端设置了一台矫直机,该矫直机的最大矫直力为3000t。对于超出矫直机能力范围的钢板的矫直,在热处理车间内布置的一台压力为5000t的压平机上操作完成。

3.2.3调质线

调质线上的淬火炉总长约65m,主要用于高强结构钢、耐磨钢、高性能压力容器等钢板生产。

淬火炉为氮气保护辐射管加热辊底式热处理炉。辐射管沿炉膛上下两排布置,炉内温度稳定控制,钢板表面质量好。一般情况下,通过氮气保护辐射管加热的淬火炉处理的钢板,在进入炉前先进行抛丸处理,去掉钢板表面次生氧化铁皮,以防止炉底辊表面结瘤。

淬火炉后配置了连续辊压式淬火机,淬火机全长约24m。根据不同钢板厚度,上辊可随淬火机框架上下移动,钢板连续通过淬火机完成淬火处理。高压段采用高水压、大水量,在高压段范围内将淬火钢板温度降到合理的工艺温度以内。低压段用于控制并保持钢板温度,防止钢板尤其是厚钢板心部温度“返红”。

该调质线处理的钢板表面光洁、板面平整、性能优良且组织均匀,能生产国家急需的高等级、高性能、高技术和高附加值的各类专用钢板。目前国内市场需求大量的100~150mm厚板调质钢,该淬火线的投产,很大程度上满足了这部分的市场需求。2009年3月,使用该淬火线试制了150mm厚的海洋采油平台提升装置齿条用钢ASTM514(美国材料与实验协会标准),实验检测后性能指标完全达标。

4.结束语

随着第二轧钢厂热处理生产线的投产,舞阳钢铁公司已经形成了年热处理钢板超过100万t/a的能力。生产国家急需高等级、高性能、高技术和高附加值的各类专用钢板的能力得到进一步加强,这必将提升舞钢在中厚板市场的竞争力。 


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