[发明专利]一种船用L型钢轧后控制侧弯变形的冷却方法

说明书

一种船用L型钢轧后控制侧弯变形的冷却方法，所属船用结构钢制造领域，本发明冷却方法根据L型钢的截面特征及散热规律，同时对L型钢的各个部位施加强度不同的水冷，使R角位置冷却强度大于面板两侧位置和腹板两侧位置，面板两侧位置冷却强度大于腹板两侧位置，从而改善L型钢在冷却过程中冷却温度的均匀性，从而消除或者减轻L型钢因冷却不均而产生的严重侧弯，达到提高钢材质量和成材率的效果，可将成品率由现有冷却技术的83％提高至95％以上；弯曲量从H为0.1m以上降低到H为0.01～0.05m。

技术领域

本发明属于船用结构钢制造领域，特别涉一种船用L型钢轧后控制侧弯变形的冷却方法。

背景技术

热轧L型钢主要用于造船行业，是重要的船体结构用钢。随着国内外造船工业的迅速发展，L型钢的需求日趋增加，市场前景日益广阔。相较于国外，国内船用L型钢的生产中存在生产效率及成材率偏低的问题，其成材率长期维持在83％左右。L型钢属于扁平类非对称断面型材，各个部位的储热不同，而当前国内L型钢的冷却方式主要为自然空冷，这就造成了L型钢冷却的不均匀，使L型钢散热较慢部位与散热较快部位产生较大温差。冷却的不均匀会使L型钢产生较大的内应力，在上冷床后产生严重的侧弯变形。当侧弯变形严重时，轧件无法通过矫直机，或者可以通过矫直机但无法进行有效矫直。可以说L型钢冷却的不均匀是影响L型钢成材率的重要因素。

非对称断面型钢由于断面冷却不均产生的应力会导致轧件最终向冷却慢的厚壁一侧弯曲。现有对型钢冷后侧弯变形控制的方式主要有冷床预弯处理和控制冷却。冷床预弯处理即根据型钢的冷却规律，在冷床上料装置增设预弯功能，对轧件进行预弯。当预弯行程较大时L型钢的腹板边缘易产生波浪弯及失稳现象，从而对后续的矫直及成材率造成不利影响。可以说单纯依靠冷床预弯很难从根本上解决L型钢这类扁平类严重非对称断面型钢侧向弯曲过大的问题。至于控制冷却方面，目前国内L型钢的冷却方式主要为自然空冷，也有企业提出采用分段气雾冷却的方式对L型钢壁厚部位的内侧表面进行强制冷却，但是气雾冷却的冷却强度较低，而且对L型钢需冷却部位的针对性不足，对于L型钢的断面温差调控能力较差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种船用L型钢轧后控制侧弯变形的冷却方法，对L型钢的不同部位施加不同强度且强度可调的强制水冷，改善L型钢的冷却均匀性，从而改善L型钢上冷床冷至常温后的严重侧弯变形问题。其具体技术方案如下：

一种船用L型钢轧后控制侧弯变形的冷却方法，包含如下步骤：

步骤1：在经过开坯的船用L型钢钢坯完成精轧后，得到终轧后的船用L型钢，随后进行快速冷却处理，并对终轧后的船用L型钢的三个部位施加不同强度冷却，冷却强度为：R角位置的冷却强度面板两侧位置的冷却强度腹板两侧位置的冷却强度，船用L型钢的整体冷却速度为30～150℃/s，冷却时间为3～15s，终冷温度为450～710℃，得到终冷后的船用L型钢；

步骤2：终冷后的船用L型钢发生返温，返温的温度为530～820℃，随后L型钢进入冷床进行空冷并冷至室温，经冷床空冷后的船用L型钢的弯曲量为H＝0.01～0.05m。

所述船用L型钢的化学成分按重量百分比为，C：0.11～0.18％、Si：0.27～0.5％、Mn：0.5～1.5％、P：≤0.03％、S：≤0.03％、Cu：≤0.35％、Cr：≤0.25％、Ni：0.24～0.4％、Nd：≤0.05％、V：≤0.09％、Ti：≤0.02％、Mo：≤0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质；

所述船用L型钢涉及一般强度和高强度，钢种级别具体包括A级、B级、D级、AH32—AH40级以及DH32—DH40级；

所述终轧后的船用L型钢的温度为880～930℃；

所述船用L型钢长度为20～25m；

所述冷却为水冷；