中厚板直接淬火(DQ)工艺板型控制研究
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莱钢 科技
２０１６年 ４月
功能 ，可根 据 下列公 式计 算头 尾遮 挡水 量 。 Ｆ２：Ｆｏ×（１一ｏｆｆｓｅｔ／ｌＯ０）…… …… ……… （１） 其中 Ｆ 为计算遮挡水量 ，Ｆ。为初始冷却水量，
ｏｆｆｓｅｔ为水 量修 正 系数 。 精轧轧制结束 ，ＭＵＬＰＩＣ二级系统接 收到轧制
在喷水冷却过程中 ，冷却水到达钢板上表面后 ， 会停留一段时问 ，而下表面经过喷水冷却后 ，冷却水 会立即下落，相 同的水量必然会造成不同的冷却效
２３
３．２ 低倍 组 织
表 ７ 低倍 组织检验结果 （级 ）
莱钢 科 技
２０１６年 ４月
３．３ 非金属 夹杂 物 ５Ｏ炉 统计 分 析 ，钢 中无 大 颗 粒 夹 杂 物 ，未 发 现
图 ４ 辊 道 微 加 速 控 制 原 理
采用 辊道 微加 速控 制可 以改变 钢板 长度 方 向的 冷却 时 间 ，由于辊道 速 度连续 变化 并且 逐渐 增大 ，高 温段 （头 部 ）的冷却 时 间长 ，低 温段 （尾 部 ）的冷却 时 间短 ，所 以可 以弥 补钢板 长度 方 向的温 度梯 度 。 ２．２ 宽 度方 向温度 均 匀性控 制
特 邀编 辑 ：戈 文英
Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｏｆ Ｐ２２ Ｔｕｂｅ Ｂｉｌｌｅｔ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｂｏｉｌｅｒ Ｐｉｐｅｓ Ｌｉ Ｙｅｃａｉ
（Ｔｈｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ２２ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｒｏｕｎｄ ｂｉｌｌｅｔ ｆｏｒ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｐｉｐｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＥＡＦ—ＬＦ —ＶＤ —ＣＣ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｐｉｐｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｉｃｋ ｗａｌｌ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗａｓ ｃｌｅａｎ，ｏｆ ｌｏｗ ｔｒａｃｅ ｈａｒｍｆｕｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｗｉｔｈ ｓｔａｂｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｆ ｌａｗ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｑｕａ ｌｉｆ ｉｅｄ ｒａｔｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐ２２；ｒｏｕｎｄ ｂｉｌｌｅｔｓ；ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｐｉｐｅｓ
径 、间距等因素 ，使宽度方 向上冷却水流量 中凸 ，呈 马鞍形分布 ，以此提高钢板宽度 方向的温度均匀 性 。 图 ５为 钢板水 流量 中凸示 意 图。
流量Ｑ（ｍ３Ａ ）
／一
剌
—
酞 湖
■ ＿ ＿
——脚豳－
～ ｝－＿Ｈ一十¨Ｈ一 卜 Ｉ Ｉ ｝ ｊ ｌ ｝ Ｉ¨ 一卜ｆ
钢 板 表 面 到芯 部温 度 逐 渐升 高 ，这种 温 度梯 度 主要由钢板厚度和冷却速率决定 ，而冷却速率受通 板 速度 、喷水 强度 等影 响 。生产 中 ，主要 是通过 调整 喷水强度来调整冷却速率 ，尽量降低冷却速率 ，使钢 板的断面温度梯度减小 ，从 而增加钢板 的冷却渗透 深 度 ，减小钢 板 表面与 什：部 的温度 梯度 。 ２．３．２ 调整 上下 表面 水量 比
４ 结论
１）采 用 ＥＡＦ—ＬＦ—ＶＤ—ＣＣ工 艺生产 的 Ｐ２２管 坯钢质纯净 、微量有害元素低 ，回火脆性敏感系数 Ｊ 和 ＣＥＦ值控制理想 ，圆坯低倍组织和表面质量好。
２）采 用 ５０ ｍｍ 连铸 大 圆坯 生产 Ｐ２２厚 壁 高 压锅炉管 ，成品钢管高温强度等力学性能稳定 、探伤 合格率达到 １００％ ，满足了用户标准要求。
喷n聃头a1务的水量头i笠jd距离脚豳h一十h一卜图5钢板水流量中凸示意iijli一f卜222边部遮挡liilili厂4l边部遮挡是通过在mulpic两侧安装可以沿钢喷头a1在板横向移动的遮蔽挡板对钢板两侧的冷却水流量一i尾端到达前进行一定的遮蔽以此改变钢板边部的换热特性来图3头尾遮挡水量变化示意消除边部的过冷改善钢板宽度方向的冷却不采用头尾遮挡功能结合钢板微跟踪控制能有效均j
图 ６ ＭＵＬＰＩＣ边 部 遮 挡 示 意
２．３ 厚 度方 向温 度均 匀性控 制 厚 度方 向温 度不 均主要 表现 在钢板 表面 与芯部
存在温度梯度以及 上下表面冷却温度不对称两个方 面 。针对这两个方面，生产中主要通过降低冷却速 率 以及 调整 上下 表面水 量 比的方 法提高 厚度方 向冷 却 均匀性 。 ２．３．１ 降低 冷却速 率
钢板 在 冷 却 过程 中 由于边 部 散 热 要 比中部 快 ， 且冷却过程中冷却水 向边部流动，致使边部温降较 快 ，形成 一个 过冷 区 ，宽 度方 向 的冷却不 均 最终会 导 致残余应力的存在 ，使钢板产生严重 的瓢 曲。为此 我 们 采取 了水 凸度 和边部遮 挡 的控制 措施 。
ｃ类夹杂物 ，钢中非金属夹杂物符合要求（表 ８）。
表 ８ 非金属夹杂物检验结果（级 ）
５０炉统计分析 ，钢材 的横截 面酸浸低倍 组织 试片 上 未 发 现 肉 眼 可 见 的缩 孔 、裂 纹 、气 泡 、夹 杂 、折 叠 、白点 及 有害夹 杂 物 ，低倍 组 织检验 结 果 良好 ，见 表 ７。 图 ｌ为 ０６５０ｍｍ规 格 圆坯 低 倍 组织 实物 图 。
Ｄ
距离－／（＿）
图 ５ 钢 板 水 流 量 中 凸示 意
２．２．２ 边 部遮 挡 边部遮挡是通过在 ＭＵＬＰＩＣ两侧安装可以沿钢
板横向移动的遮蔽挡板 ，对钢板两侧 的冷却水 流量 进 行一 定 的遮蔽 ，以此 改 变钢 板 边 部 的换 热特 性 来 消除边 部 的过 冷 ，改 善 钢板 宽度 方 向的 冷却 不 均 Ｊ。图 ６为 ＭＵＬＰＩＣ边部遮 挡示 意 图。
ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌＩ 厂
４＝ —Ｌ 喷头Ａ１在
一 ｉ尾端到达前
，
图 ３ 头尾遮挡水量变化 示意
采用 头尾 遮挡 功能结 合钢 板微 跟踪 控制 能有 效 解 决 钢板 头尾 低温 区 ，改善头 尾板 型不 良的状况 。 ２．１．２ 辊道 微加 速控 制
钢板进入 ＭＵＬＰＩＣ头尾冷却顺序不 同，所 以在 长度 方 向上 存 在 “头 高尾 低 ”的温 度 梯 度 现 象 。钢制 ，可 以有 效 减 少 或 者 消除 这 种 温度梯度 。具体原理如图 ４ Ｊ。
参 考文献
图 １ ５０ ｍｍ 圆坯低倍组织 图（中心疏松 １．０级 ）
［１］阳燕．高压锅 炉管 用钢 ＰＩ２的 洁净度 分析 ［Ｊ］．钢 铁钒 钛 ，２０１０，３１（４）：６２－６３．
［２］张志宏 ． ００ ｍｍ大 圆坯 连铸 机的 生产 实践 ［Ｊ］ 特殊 钢 ，２０１１，３２（５）：５３－５５．
电文 马上进 行水 量计 算 ，一级控 制 系 统完成 ＤＱ模 式 下各 集 管 水 量 的设 定 、框 架 的
高度设 定 等 。图 ３为头尾 遮挡 水量 示意 图 。
Ｉ ｌ Ａｔ：喷ｎ聃 头Ａ１务的 水量 头 Ｉ 笠Ｊ
２．２．１ 水 凸度 控制 水 凸度控制简单来说就是通过设计喷嘴 的直
２０１６年 ４月
功能 ，可根 据 下列公 式计 算头 尾遮 挡水 量 。 Ｆ２：Ｆｏ×（１一ｏｆｆｓｅｔ／ｌＯ０）…… …… ……… （１） 其中 Ｆ 为计算遮挡水量 ，Ｆ。为初始冷却水量，
ｏｆｆｓｅｔ为水 量修 正 系数 。 精轧轧制结束 ，ＭＵＬＰＩＣ二级系统接 收到轧制
在喷水冷却过程中 ，冷却水到达钢板上表面后 ， 会停留一段时问 ，而下表面经过喷水冷却后 ，冷却水 会立即下落，相 同的水量必然会造成不同的冷却效
２３
３．２ 低倍 组 织
表 ７ 低倍 组织检验结果 （级 ）
莱钢 科 技
２０１６年 ４月
３．３ 非金属 夹杂 物 ５Ｏ炉 统计 分 析 ，钢 中无 大 颗 粒 夹 杂 物 ，未 发 现
图 ４ 辊 道 微 加 速 控 制 原 理
采用 辊道 微加 速控 制可 以改变 钢板 长度 方 向的 冷却 时 间 ，由于辊道 速 度连续 变化 并且 逐渐 增大 ，高 温段 （头 部 ）的冷却 时 间长 ，低 温段 （尾 部 ）的冷却 时 间短 ，所 以可 以弥 补钢板 长度 方 向的温 度梯 度 。 ２．２ 宽 度方 向温度 均 匀性控 制
特 邀编 辑 ：戈 文英
Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｏｆ Ｐ２２ Ｔｕｂｅ Ｂｉｌｌｅｔ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｂｏｉｌｅｒ Ｐｉｐｅｓ Ｌｉ Ｙｅｃａｉ
（Ｔｈｅ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ２２ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｒｏｕｎｄ ｂｉｌｌｅｔ ｆｏｒ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｐｉｐｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＥＡＦ—ＬＦ —ＶＤ —ＣＣ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｐｉｐｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｉｃｋ ｗａｌｌ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗａｓ ｃｌｅａｎ，ｏｆ ｌｏｗ ｔｒａｃｅ ｈａｒｍｆｕｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｗｉｔｈ ｓｔａｂｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｆ ｌａｗ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｑｕａ ｌｉｆ ｉｅｄ ｒａｔｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐ２２；ｒｏｕｎｄ ｂｉｌｌｅｔｓ；ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｏｉｌｅｒ ｐｉｐｅｓ
径 、间距等因素 ，使宽度方 向上冷却水流量 中凸 ，呈 马鞍形分布 ，以此提高钢板宽度 方向的温度均匀 性 。 图 ５为 钢板水 流量 中凸示 意 图。
流量Ｑ（ｍ３Ａ ）
／一
剌
—
酞 湖
■ ＿ ＿
——脚豳－
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钢 板 表 面 到芯 部温 度 逐 渐升 高 ，这种 温 度梯 度 主要由钢板厚度和冷却速率决定 ，而冷却速率受通 板 速度 、喷水 强度 等影 响 。生产 中 ，主要 是通过 调整 喷水强度来调整冷却速率 ，尽量降低冷却速率 ，使钢 板的断面温度梯度减小 ，从 而增加钢板 的冷却渗透 深 度 ，减小钢 板 表面与 什：部 的温度 梯度 。 ２．３．２ 调整 上下 表面 水量 比
４ 结论
１）采 用 ＥＡＦ—ＬＦ—ＶＤ—ＣＣ工 艺生产 的 Ｐ２２管 坯钢质纯净 、微量有害元素低 ，回火脆性敏感系数 Ｊ 和 ＣＥＦ值控制理想 ，圆坯低倍组织和表面质量好。
２）采 用 ５０ ｍｍ 连铸 大 圆坯 生产 Ｐ２２厚 壁 高 压锅炉管 ，成品钢管高温强度等力学性能稳定 、探伤 合格率达到 １００％ ，满足了用户标准要求。
喷n聃头a1务的水量头i笠jd距离脚豳h一十h一卜图5钢板水流量中凸示意iijli一f卜222边部遮挡liilili厂4l边部遮挡是通过在mulpic两侧安装可以沿钢喷头a1在板横向移动的遮蔽挡板对钢板两侧的冷却水流量一i尾端到达前进行一定的遮蔽以此改变钢板边部的换热特性来图3头尾遮挡水量变化示意消除边部的过冷改善钢板宽度方向的冷却不采用头尾遮挡功能结合钢板微跟踪控制能有效均j
图 ６ ＭＵＬＰＩＣ边 部 遮 挡 示 意
２．３ 厚 度方 向温 度均 匀性控 制 厚 度方 向温 度不 均主要 表现 在钢板 表面 与芯部
存在温度梯度以及 上下表面冷却温度不对称两个方 面 。针对这两个方面，生产中主要通过降低冷却速 率 以及 调整 上下 表面水 量 比的方 法提高 厚度方 向冷 却 均匀性 。 ２．３．１ 降低 冷却速 率
钢板 在 冷 却 过程 中 由于边 部 散 热 要 比中部 快 ， 且冷却过程中冷却水 向边部流动，致使边部温降较 快 ，形成 一个 过冷 区 ，宽 度方 向 的冷却不 均 最终会 导 致残余应力的存在 ，使钢板产生严重 的瓢 曲。为此 我 们 采取 了水 凸度 和边部遮 挡 的控制 措施 。
ｃ类夹杂物 ，钢中非金属夹杂物符合要求（表 ８）。
表 ８ 非金属夹杂物检验结果（级 ）
５０炉统计分析 ，钢材 的横截 面酸浸低倍 组织 试片 上 未 发 现 肉 眼 可 见 的缩 孔 、裂 纹 、气 泡 、夹 杂 、折 叠 、白点 及 有害夹 杂 物 ，低倍 组 织检验 结 果 良好 ，见 表 ７。 图 ｌ为 ０６５０ｍｍ规 格 圆坯 低 倍 组织 实物 图 。
Ｄ
距离－／（＿）
图 ５ 钢 板 水 流 量 中 凸示 意
２．２．２ 边 部遮 挡 边部遮挡是通过在 ＭＵＬＰＩＣ两侧安装可以沿钢
板横向移动的遮蔽挡板 ，对钢板两侧 的冷却水 流量 进 行一 定 的遮蔽 ，以此 改 变钢 板 边 部 的换 热特 性 来 消除边 部 的过 冷 ，改 善 钢板 宽度 方 向的 冷却 不 均 Ｊ。图 ６为 ＭＵＬＰＩＣ边部遮 挡示 意 图。
ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌＩ 厂
４＝ —Ｌ 喷头Ａ１在
一 ｉ尾端到达前
，
图 ３ 头尾遮挡水量变化 示意
采用 头尾 遮挡 功能结 合钢 板微 跟踪 控制 能有 效 解 决 钢板 头尾 低温 区 ，改善头 尾板 型不 良的状况 。 ２．１．２ 辊道 微加 速控 制
钢板进入 ＭＵＬＰＩＣ头尾冷却顺序不 同，所 以在 长度 方 向上 存 在 “头 高尾 低 ”的温 度 梯 度 现 象 。钢制 ，可 以有 效 减 少 或 者 消除 这 种 温度梯度 。具体原理如图 ４ Ｊ。
参 考文献
图 １ ５０ ｍｍ 圆坯低倍组织 图（中心疏松 １．０级 ）
［１］阳燕．高压锅 炉管 用钢 ＰＩ２的 洁净度 分析 ［Ｊ］．钢 铁钒 钛 ，２０１０，３１（４）：６２－６３．
［２］张志宏 ． ００ ｍｍ大 圆坯 连铸 机的 生产 实践 ［Ｊ］ 特殊 钢 ，２０１１，３２（５）：５３－５５．
电文 马上进 行水 量计 算 ，一级控 制 系 统完成 ＤＱ模 式 下各 集 管 水 量 的设 定 、框 架 的
高度设 定 等 。图 ３为头尾 遮挡 水量 示意 图 。
Ｉ ｌ Ａｔ：喷ｎ聃 头Ａ１务的 水量 头 Ｉ 笠Ｊ
２．２．１ 水 凸度 控制 水 凸度控制简单来说就是通过设计喷嘴 的直