帶鋼的連續(xù)退火裝置及其連續(xù)退火方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠制造強(qiáng)度和延展性均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷軋鋼板的帶鋼的連續(xù)退火裝置及其連續(xù)退火方法。與現(xiàn)有的只進(jìn)行一次加熱后進(jìn)行冷卻或者過時(shí)效處理的連續(xù)退火裝置不同，本發(fā)明的連續(xù)退火裝置可通過加熱后進(jìn)行冷卻然后再加熱的方法實(shí)施連續(xù)退火。因此，本發(fā)明的連續(xù)退火裝置，能夠首先將組織同質(zhì)化或者控制為所需的組織，然后再實(shí)施一次將組織穩(wěn)定化或者控制為所需的形態(tài)的再加熱處理。此外，提供一種對(duì)帶鋼進(jìn)行連續(xù)退火的裝置和使用該裝置進(jìn)行連續(xù)退火的方法，該裝置和方法，不僅可用低合金制造加工性和強(qiáng)度非常優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼，而且能夠控制在帶鋼表面增厚的元素和氧化物的厚度，從而能夠制造鍍覆表面優(yōu)異的鍍鋅帶鋼。
【專利說明】
帶鋼的連續(xù)退火裝置及其連續(xù)退火方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種能夠制造強(qiáng)度和延展性均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板的 帶鋼的連續(xù)退火裝置及其連續(xù)退火方法，更具體地，涉及一種對(duì)帶鋼進(jìn)行連續(xù)退火的裝置 和使用該裝置進(jìn)行連續(xù)退火的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的制造冷乳卷板(coil)的連續(xù)退火裝置包括加熱及均熱臺(tái)和冷卻臺(tái)，在所述 加熱及均熱臺(tái)中將常溫的帶鋼(strip)加熱至預(yù)定溫度，并在相同的溫度下保持一定時(shí)間， 然后在所述冷卻臺(tái)將所述帶鋼冷卻至常溫，由此制造冷乳卷板。在此過程中，根據(jù)需要，在 所述冷卻臺(tái)后方進(jìn)一步包括過時(shí)效帶或者恒溫保持臺(tái)，在所述過時(shí)效帶進(jìn)行過時(shí)效處理或 者在所述恒溫保持臺(tái)中在600°C以下的溫度下保持一定時(shí)間，然后冷卻至常溫，由此實(shí)施奧 氏體回火或者馬氏體回火。
[0003]在所述加熱及均熱臺(tái)，對(duì)冷乳帶鋼進(jìn)行再結(jié)晶，并將其加熱至具有規(guī)定的相的溫 度。此時(shí)，實(shí)現(xiàn)碳化物溶解和鐵素體組織的再結(jié)晶核生成及生長(zhǎng)，當(dāng)溫度達(dá)到A3以上的溫度 時(shí)出現(xiàn)奧氏體。這些組織均具有多邊形(polygonal)結(jié)構(gòu)。并且，為了得到與溫度相符的平 衡相，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持一定溫度，進(jìn)行晶粒的生長(zhǎng)和同質(zhì)化處理。
[0004] 所述冷卻臺(tái)由緩慢冷卻和快速冷卻的裝置構(gòu)成，為了碳過飽和，對(duì)單相鐵素體進(jìn) 行快速冷卻，為了使復(fù)合組織鋼通過快速冷卻在鐵素體基體組織中含有馬氏體、貝氏體或 者殘余奧氏體，對(duì)其進(jìn)行快速冷卻。
[0005] 在所述過時(shí)效帶，析出單相鐵素體鋼中的過飽和的碳，以在短時(shí)間內(nèi)大幅度減少 固溶元素，從而提高加工性。對(duì)于復(fù)合組織鋼，在過時(shí)效帶對(duì)馬氏體進(jìn)行回火，或者通過恒 溫保持貝氏體熱處理來形成貝氏體或者包含殘余奧氏體的貝氏體，由此控制強(qiáng)度和延展 性。根據(jù)不同目的，可以去除過時(shí)效帶。
[0006] 如上所述的現(xiàn)有的連續(xù)退火熱處理裝置，從加熱階段開始具有通過再結(jié)晶而形成 的多邊形結(jié)構(gòu)，因此，作為通過控制鋼的成分來細(xì)化組織的方法，即使添加大量的合金元 素，也無法進(jìn)行有效控制（日本專利公開第2003-328039號(hào)、日本專利公開第1984-133329 號(hào))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一)要解決的技術(shù)問題
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種帶鋼的連續(xù)退火裝置，該裝置能夠制造強(qiáng)度和延展性 均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板和鍍鋅用鋼板。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種帶鋼的連續(xù)退火方法，該方法使用能夠制造強(qiáng)度和延 展性均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板和鍍鋅用鋼板的帶鋼的連續(xù)退火裝置進(jìn)行連續(xù) 退火。
[0010](二)技術(shù)方案
[0011] 本發(fā)明通過帶鋼的連續(xù)退火裝置實(shí)現(xiàn)，該帶鋼的連續(xù)退火裝置包括:第一加熱臺(tái)， 對(duì)帶鋼進(jìn)行一次加熱；第一冷卻或恒溫保持臺(tái)，對(duì)在所述第一加熱臺(tái)進(jìn)行加熱的帶鋼進(jìn)行 冷卻或者保持恒溫;第二加熱及均熱臺(tái)，對(duì)在所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)進(jìn)行冷卻或者保 持恒溫的帶鋼進(jìn)行二次加熱及均熱；以及第二冷卻臺(tái)，對(duì)在所述第二加熱及均熱臺(tái)進(jìn)行加 熱及均熱的帶鋼進(jìn)行冷卻。
[0012] 其中，在所述第二冷卻臺(tái)后方還可以包括:過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)，對(duì)帶鋼進(jìn)行過時(shí) 效或者保持恒溫處理；以及最終冷卻臺(tái)，對(duì)在所述過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)進(jìn)行過時(shí)效或者保 持恒溫處理的帶鋼進(jìn)行冷卻。
[0013] 此外，本發(fā)明通過帶鋼的連續(xù)退火方法實(shí)現(xiàn)，該帶鋼的連續(xù)退火方法使用所述帶 鋼的連續(xù)退火裝置對(duì)帶鋼實(shí)施連續(xù)退火，該方法包括以下步驟:在第一加熱臺(tái)對(duì)帶鋼進(jìn)行 一次加熱;在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)對(duì)所述經(jīng)過一次加熱的帶鋼進(jìn)行一次冷卻或者保持恒 溫;在第二加熱及均熱臺(tái)對(duì)所述一次冷卻或者保持恒溫的帶鋼進(jìn)行二次加熱及均熱；以及 在第二冷卻臺(tái)對(duì)所述二次加熱及均熱的帶鋼進(jìn)行二次冷卻。
[0014] 其中，在所述二次冷卻步驟之后，還可以包括以下步驟:對(duì)帶鋼進(jìn)行過時(shí)效或者保 持恒溫處理；以及對(duì)所述進(jìn)行過時(shí)效或者保持恒溫處理的帶鋼進(jìn)行冷卻。
[0015](三)有益效果
[0016]由于通過本發(fā)明的連續(xù)退火裝置實(shí)施熱處理，從而即使在超低碳鋼的情況下也具 備優(yōu)異的沖壓性能，而且鐵素體和二次相的復(fù)合組織細(xì)小，因此能夠制造強(qiáng)度和延展性均 優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板和鍍鋅用鋼板。
【附圖說明】
[0017] 圖1是表示本發(fā)明的連續(xù)退火裝置的一個(gè)實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018] 圖2是表示本發(fā)明的連續(xù)退火裝置的第一冷卻臺(tái)或者恒溫保持臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例的 概要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019] 圖3是表示本發(fā)明的連續(xù)退火裝置的中空型水冷輥的一個(gè)實(shí)施例的概要剖面和操 作的示意圖。
[0020] 圖4是表示本發(fā)明的連續(xù)退火裝置的移動(dòng)式水冷槽的一個(gè)實(shí)施例的概要結(jié)構(gòu)和操 作的示意圖。
[0021] 圖5是對(duì)通過現(xiàn)有的連續(xù)退火裝置進(jìn)行退火的比較例2的微觀組織進(jìn)行拍照的照 片。
[0022] 圖6是對(duì)通過本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)退火裝置進(jìn)行退火的發(fā)明例3的微觀組 織進(jìn)行拍照的照片。
[0023]最佳實(shí)施方式
[0024]本發(fā)明涉及一種能夠制造強(qiáng)度和延展性均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板的 帶鋼的連續(xù)退火裝置及其連續(xù)退火方法。
[0025]與現(xiàn)有的只進(jìn)行一次加熱之后進(jìn)行冷卻或者過時(shí)效處理的連續(xù)退火裝置不同，本 發(fā)明的連續(xù)退火裝置可通過加熱后進(jìn)行冷卻然后再加熱的方法進(jìn)行連續(xù)退火。因此，本發(fā) 明的連續(xù)退火裝置首先將組織同質(zhì)化或者控制為所需的組織，然后能夠再進(jìn)行一次將組織 穩(wěn)定化或控制為所需的形態(tài)的再加熱熱處理，因此，不僅能夠用低合金制造加工性和強(qiáng)度 非常優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼，而且能夠?qū)υ趲т?strip)表面增厚的元素和氧化物的厚度進(jìn)行控 制，由此能夠制造鍍覆表面優(yōu)異的鍍鋅帶鋼。
[0026] 也就是說，由于本發(fā)明不采用單一的加熱方式，而是使升溫方式多樣化，因此能夠 得到比現(xiàn)有的物理性質(zhì)更優(yōu)異的物理性質(zhì)，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述效果的新的連續(xù) 退火裝置。
[0027] 下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，以使本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能 夠容易實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。由于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易實(shí)現(xiàn)，因此在不超出本發(fā)明 的概念和范圍的情況下，能夠?qū)竺婷枋龅膶?shí)施例進(jìn)行各種變形。對(duì)于相同或者相似的部 分，在附圖中盡量使用相同的符號(hào)。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明的帶鋼的連續(xù)退火裝置包括:第一加熱臺(tái)1，對(duì)帶鋼進(jìn)行一次加 熱;第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2,對(duì)在所述第一加熱臺(tái)1進(jìn)行一次加熱的帶鋼進(jìn)行冷卻或保持 恒溫;第二加熱及均熱臺(tái)3,對(duì)在所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2進(jìn)行冷卻或者保持恒溫的帶 鋼進(jìn)行二次加熱及均熱；以及第二冷卻臺(tái)4,對(duì)在所述第二加熱及均熱臺(tái)3進(jìn)行加熱及均熱 的帶鋼進(jìn)行冷卻。
[0029] 優(yōu)選地，在所述第一加熱臺(tái)和所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)中，能夠?qū)т摰慕M織 同質(zhì)化或者控制為所需的組織，在所述第二加熱及均熱臺(tái)和所述第二冷卻臺(tái)中，能夠?qū)?鋼的組織穩(wěn)定化或者控制為所需的形態(tài)。如上所述，首先將組織同質(zhì)化或者控制為所需的 組織，然后能夠再進(jìn)行一次將組織穩(wěn)定化或者控制為所需的形態(tài)的再加熱熱處理，因此，不 僅能夠用低合金制造加工性和強(qiáng)度非常優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼，而且能夠控制在帶鋼(strip)表 面增厚的元素和氧化物的厚度，從而能夠制造鍍覆表面優(yōu)異的鍍鋅帶鋼。
[0030] 并且，所述帶鋼的連續(xù)退火裝置在所述第二冷卻臺(tái)4后方還可以包括:過時(shí)效或恒 溫保持臺(tái)5,其對(duì)帶鋼進(jìn)行過時(shí)效或者保持恒溫處理；以及最終冷卻臺(tái)6,對(duì)在所述過時(shí)效或 恒溫保持臺(tái)進(jìn)行過時(shí)效或者保持恒溫處理的帶鋼進(jìn)行冷卻。
[0031] 由于使用包括所述第一加熱臺(tái)1和所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2的本發(fā)明的連續(xù) 退火裝置來實(shí)施連續(xù)退火熱處理，因此能夠?qū)嵤┫乱徊降脑偌訜釤崽幚?，所述再加熱熱?理是通過升溫后進(jìn)行冷卻來變成馬氏體或貝氏體以將組織細(xì)化，因此用少量的合金元素也 能夠獲得高強(qiáng)度和高加工性。并且，通過強(qiáng)化超低碳鋼的再結(jié)晶集合組織，能夠獲得優(yōu)異的 深沖壓（deep drawing)性能。
[0032] 優(yōu)選地，在所述第一加熱臺(tái)1對(duì)帶鋼進(jìn)行的加熱是通過感應(yīng)加熱方式、輻射管 (Radiant Tube)加熱方式或者直接烘烤加熱方式來實(shí)施。
[0033] 參照?qǐng)D2進(jìn)行說明，優(yōu)選地，所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2包括通過氣體冷卻的冷 卻裝置23、通過氣體和微霧冷卻的冷卻裝置24及通過微霧和水冷卻的冷卻裝置25中的至少 一種冷卻裝置。根據(jù)需要，為了將冷卻速度調(diào)節(jié)為5~200°C/s，可包括如上所述的裝置。
[0034] 并且，在連續(xù)退火裝置的后方配置鍍覆裝置時(shí)，優(yōu)選地，由1至3個(gè)組成的所述冷卻 裝置23、24、25均為通過氣體冷卻的冷卻裝置23。這是因?yàn)椋谒鲥兏惭b置中實(shí)施鍍覆時(shí)， 通過水和/或微霧進(jìn)行水冷時(shí)，會(huì)在微霧或者表面形成氧化膜，從而難以進(jìn)行鍍覆。
[0035] 優(yōu)選地，在所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2的入口部和出口部分別設(shè)置張力控制輥 21。如圖2所示，由于在入口部和出口部設(shè)置張力控制輥21，因此能夠?qū)焖倮鋮s過程中的 對(duì)于相變的帶鋼的線性膨脹進(jìn)行應(yīng)對(duì)。
[0036] 并且，優(yōu)選地，所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2至少包括一個(gè)以上的內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓的 氣體及蒸汽排放裝置22。當(dāng)所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2的內(nèi)部的蒸汽增加時(shí)在表面會(huì)產(chǎn) 生氧化物，是為了防止蒸汽擴(kuò)散至設(shè)置在前后方的裝置中。
[0037] 參照?qǐng)D2和圖3進(jìn)行說明，優(yōu)選地，所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2,在帶鋼的移動(dòng)方 向上，在最后方的冷卻裝置25的后方包括一對(duì)中空型水冷輥26,所述一對(duì)中空型水冷輥26 被配置成使在所述冷卻裝置23、24、25中進(jìn)行冷卻的帶鋼能夠在所述水冷輥26之間移動(dòng)，而 且，所述中空型水冷輥26可旋轉(zhuǎn)且在其內(nèi)部流動(dòng)冷卻水，更優(yōu)選地，所述中空型水冷輥26可 向左右方向進(jìn)行移動(dòng)。
[0038] 設(shè)置所述中空型水冷輥26是為了使水冷效率最大化。在所述冷卻裝置23、24、25產(chǎn) 生的氣體、微霧及水中，水受重力作用而往下落，如果水落在以與移動(dòng)的帶鋼速度相同的速 度旋轉(zhuǎn)的所述中空型水冷輥26之間，并從所述水冷輥26之間的縫隙排出，則會(huì)在帶鋼表面 形成水膜而防止沸騰現(xiàn)象發(fā)生，從而能夠進(jìn)行均勻的冷卻。
[0039]優(yōu)選地，所述中空型水冷輥26為介孔結(jié)構(gòu)，以使冷卻水在所述中空型水冷輥26的 內(nèi)部流動(dòng)。通過使冷卻水在中空型水冷輥26的內(nèi)部流動(dòng)，防止中空型水冷輥26的表面溫度 上升，從而可防止從冷卻裝置流下的冷卻水的沸騰現(xiàn)象。
[0040]更優(yōu)選地，所述中空型水冷輥26可向左右方向進(jìn)行移動(dòng)以調(diào)節(jié)冷卻水的流量。
[00411儲(chǔ)存在所述中空型水冷輥26之間的冷卻水是從配置在中空型水冷輥26的上方的 冷卻裝置23、24、25流下的冷卻水。
[0042] 如果所述冷卻裝置23、24、25全部由氣體冷卻裝置23構(gòu)成，則無需設(shè)置中空型水冷 輥26，或者，優(yōu)選地，將所述水冷輥26向外側(cè)左右拉開而成為如圖4的右側(cè)圖所示的中空型 水冷輥26的形態(tài)。
[0043]圖4中示出中空型水冷輥26的移動(dòng)和移動(dòng)式水冷槽27的移動(dòng)前后的形態(tài)。優(yōu)選地， 所述移動(dòng)式水冷槽27可上下移動(dòng)。當(dāng)無需冷卻至80°C以下時(shí)，如圖4的右側(cè)圖一樣，將中空 型水冷輥26開放設(shè)置，并且移動(dòng)式水冷槽27向下移動(dòng)，以防止水與移動(dòng)的帶鋼接觸。
[0044] 配置在所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2下方的循環(huán)式固定水冷槽28具有持續(xù)循環(huán)常 溫的冷卻水的結(jié)構(gòu)。移動(dòng)式水冷槽27及循環(huán)式固定水冷槽28與高溫帶鋼接觸而產(chǎn)生的蒸 汽，在氣體及蒸汽排放裝置22全部排放，以防止所述蒸汽流入第二加熱臺(tái)3。配置在所述循 環(huán)式固定水冷槽28的底部的冷卻水排出口 29通過排出從冷卻裝置24、25噴射的微霧和水來 控制流量，使得循環(huán)式固定水冷槽28的冷卻水達(dá)到所需的高度。
[0045] 如果在所述第一加熱臺(tái)1的一次加熱之后，在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2不進(jìn)行冷 卻，而是要保持恒溫，則在停止冷卻裝置23、24、25，開放中空型水冷輥26，并清空移動(dòng)式水 冷槽27和循環(huán)式固定水冷槽28的冷卻水的狀態(tài)下實(shí)施即可。由于在第一冷卻及恒溫保持臺(tái) 2中不包括用于保持恒溫的單獨(dú)的加熱裝置，因此有可能溫度下降至低于一次加熱的溫度， 但是對(duì)于超低碳鋼的集合組織控制來說，l〇〇°C左右的溫度不會(huì)造成太大的問題，對(duì)于恒溫 保持工藝不會(huì)造成影響。
[0046] 對(duì)于在之后的第二加熱及均熱臺(tái)3、第二冷卻臺(tái)4、過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)5及最終冷 卻臺(tái)6的工藝并不特別限制，可以使用現(xiàn)有的連續(xù)退火裝置7的結(jié)構(gòu)，下面對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)要說 明。
[0047]所述第二加熱及均熱臺(tái)3的加熱溫度最高可達(dá)到950°C，且保持恒溫的時(shí)間可達(dá)到 10秒以上。所述第二冷卻臺(tái)4可以由通過氣體冷卻的緩慢冷卻臺(tái)和能夠以10 °C /s以上的速 度進(jìn)行冷卻的快速冷卻臺(tái)構(gòu)成。并且，可以選擇性地增加的所述過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)5,利 用冷卻后的帶鋼的顯熱，可將過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)5的內(nèi)部保持為恒溫，或者通過設(shè)置加熱 裝置來主動(dòng)保持恒溫。如所述過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)5-樣，能夠選擇性地增加的最終冷卻臺(tái) 6被構(gòu)成為能夠冷卻至常溫，還可以是省略最終冷卻臺(tái)6的結(jié)構(gòu)，設(shè)置鍍覆裝置。
[0048] 下面，對(duì)于使用上述的帶鋼的連續(xù)退火裝置對(duì)帶鋼進(jìn)行連續(xù)退火的方法進(jìn)行詳細(xì) 說明。
[0049] 本發(fā)明的帶鋼的連續(xù)退火方法使用上述的本發(fā)明的帶鋼的連續(xù)退火裝置，該方法 包括以下步驟:在第一加熱臺(tái)對(duì)帶鋼進(jìn)行一次加熱；在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)對(duì)所述一次 加熱的帶鋼進(jìn)行一次冷卻或者保持恒溫;在第二加熱及均熱臺(tái)對(duì)所述一次冷卻或者保持恒 溫的帶鋼進(jìn)行二次加熱及均熱；以及在第二冷卻臺(tái)對(duì)所述二次加熱及均熱的帶鋼進(jìn)行二次 冷卻。
[0050] 并且，所述帶鋼的連續(xù)退火方法在所述二次冷卻步驟之后還可以包括以下步驟： 對(duì)帶鋼進(jìn)行過時(shí)效或者保持恒溫處理；以及對(duì)所述進(jìn)行過時(shí)效或者保持恒溫處理的帶鋼進(jìn) 行冷卻。
[0051] 優(yōu)選地，在所述第一加熱臺(tái)對(duì)帶鋼進(jìn)行的加熱是通過感應(yīng)加熱方式、輻射管加熱 方式或者直接烘烤加熱方式來實(shí)施，由于采用了上述的加熱方式，因此能夠?qū)⑸郎厮俣日{(diào) 節(jié)為3~150°C/s，而且，為了防止能源費(fèi)用增加、鋼強(qiáng)度下降以及通盤性下降，優(yōu)選將溫度 加熱至最高l〇〇〇°C。
[0052]所述第一加熱臺(tái)1可被構(gòu)成為能夠保持恒溫，由于存在作業(yè)線變長(zhǎng)的問題，優(yōu)選構(gòu) 成為能夠保持10秒以內(nèi)的恒溫。
[0053] 優(yōu)選地，在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2進(jìn)行的冷卻或者保持恒溫是通過氣體冷卻方 式、氫氣冷卻方式、將水和氣體混合噴射的微霧冷卻方式及直接噴射水的水冷方式中至少 一種方式來實(shí)施，通過上述的冷卻方式，能夠?qū)⒗鋮s速度調(diào)節(jié)為5~200°C/s，為了提高延展 性，優(yōu)選冷卻至最低80°C。
[0054] 對(duì)于完成連續(xù)退火工藝之后進(jìn)行鍍覆工藝的情況，優(yōu)選地，在第一冷卻或恒溫保 持臺(tái)2進(jìn)行冷卻或者保持恒溫是通過氣體冷卻方式來實(shí)施。
[0055] 優(yōu)選地，所述第一冷卻或者保持恒溫的步驟是在對(duì)帶鋼施加張力的狀態(tài)下實(shí)施， 所述張力為其屈服強(qiáng)度的1/5~3/5。優(yōu)選地，所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2的張力控制輥21 設(shè)置在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2的兩端，因此能夠?qū)焖倮鋮s過程中的對(duì)于相變的帶鋼的 線性碰撞進(jìn)行應(yīng)對(duì)，因此，優(yōu)選地，通過所述張力控制輥21向所述帶鋼施加其屈服強(qiáng)度的1/ 5~3/5的張力。
[0056] 為了在冷卻步驟中利用相變誘導(dǎo)塑性來控制板形狀，通過調(diào)節(jié)向所述帶鋼施加所 述帶鋼的屈服強(qiáng)度的1/5~3/5程度的張力，從而可通過相變誘導(dǎo)塑性(Transform Induced Plasticity)矯正形狀。通過快速冷卻從奧氏體相變?yōu)樨愂象w或馬氏體時(shí)會(huì)產(chǎn)生線性膨脹， 并且不均勻的冷卻導(dǎo)致板扭曲的現(xiàn)象，從而發(fā)生板移位，為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，本發(fā)明中 通過分階段冷卻和人為地施加張力的方式矯正板形狀。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)帶鋼施加其屈服 強(qiáng)度的1/5~3/5的張力時(shí)，只有在施加張力的方向上體積膨脹，從而板變得平坦，因此，通 過在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)2的入口部和出口部分別設(shè)置張力控制部，對(duì)所述帶鋼施加其 屈服強(qiáng)度的1/5~3/5的張力。
[0057]優(yōu)選地，所述第一冷卻或者保持恒溫步驟是在形成負(fù)壓的狀態(tài)下實(shí)施。
[0058]通過上述的本發(fā)明的連續(xù)退火方法制造的鋼板，在超低碳鋼的情況下，蘭克福特 (r)值高于通常的熱處理方法，不僅具有優(yōu)異的沖壓性能，而且鐵素體和二次相的復(fù)合組織 細(xì)小，因此能夠制造強(qiáng)度和延展性均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板和鍍鋅用鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0059] 下面，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。
[0060] 通過真空感應(yīng)熔煉制作具有如下表1所示的組成的鋼坯，并以1200°C的溫度進(jìn)行 加熱并提取，然后在900 °C以上的溫度范圍內(nèi)完成熱乳。熱乳板的厚度為3.2_，將該熱乳板 在500~700°C的溫度下保持1小時(shí)后通過爐冷方式冷卻至常溫，然后去除氧化皮，由此制造 厚度為1mm的冷乳鋼板。
[0061] 對(duì)于熱處理，通過紅外線加熱裝置再現(xiàn)現(xiàn)有的熱處理方法和本發(fā)明的熱處理方 法，并在15%的變形率下測(cè)量表示拉伸試驗(yàn)和塑性各向異性的指標(biāo)的蘭克福特(r)值。在超 低碳鋼的情況下，通過電子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction，EBSD)分 析對(duì)集合組織進(jìn)行分析。EBSD分析為，將對(duì)經(jīng)過熱處理的試片的l/4t位置為止進(jìn)行研磨之 后，再通過電解研磨來去除表面的殘余應(yīng)力，然后在表面方向上測(cè)量集合組織的強(qiáng)度。拉伸 試驗(yàn)為，加工成ASTM標(biāo)準(zhǔn)尺寸(ASTM Standard size)后評(píng)價(jià)屈服強(qiáng)度(YS)、拉伸強(qiáng)度(TS) 及延伸率(EI)。
[0062]表 1
[0064]使用具有上述表1的超低碳鋼的組成的鋼實(shí)施本發(fā)明的熱處理的發(fā)明例1為，以5 °C/s加熱至700°C之后以5°C/s的冷卻速度冷卻至620°C的類似于保持恒溫的熱處理進(jìn)行一 次熱處理。雖然在700°C的溫度下能夠保持16秒左右，但是在沒有加熱裝置的冷卻臺(tái)溫度會(huì) 下降，因此將溫度降低至620°C。二次加熱及熱處理為，如通常的方式，以5°C/s加熱至850°C 后在850°C的溫度下保持60秒，然后以5°C/s的冷卻速度緩慢冷卻至650°C，接著以15°C/s的 冷卻速度快速冷卻至400°C，并在400°C的溫度下保持120秒，然后通過氣冷冷卻至常溫。 [0065]對(duì)于使用具有上述超低碳鋼的組成的鋼實(shí)施現(xiàn)有的熱處理的比較例1，從二次加 熱熱處理開始實(shí)施相同的熱處理。即，如通常的方式，不進(jìn)行一次熱處理，而是以5°C/s加熱 至850°C后在850°C的溫度下保持60秒，然后以5°C/s的冷卻速度緩慢冷卻至650°C，接著以 15°C/s的冷卻速度快速冷卻至400°C，在400°C的溫度下保持120秒，然后通過氣冷冷卻至常 溫。
[0066]表 2
[0067]
[0068]如上述表2中的發(fā)明例1所示，本發(fā)明的熱處理對(duì)加工性有利的{111}集合組織的 強(qiáng)度高，因此延伸率特別是塑性各向異性值的r值優(yōu)異，有利于制造深加工部件。{111}〈110 >~{111}〈112>集合組織稱為伽馬相（吾〇卜i!j仝対），雖然再結(jié)晶初期{100}，{110}方位 發(fā)達(dá)，但生長(zhǎng)緩慢。然而，在600~750°C的溫度區(qū)間，{111}集合組織的生長(zhǎng)很活躍，因此更 加發(fā)達(dá)。
[0069]如發(fā)明例1的熱處理裝置，在700°C附近保持恒溫后繼續(xù)上升至高于700°C的溫度 時(shí)，與{111}集合組織相比生長(zhǎng)速度緩慢的U00}、{111}集合組織的強(qiáng)度變得非常微弱。在 現(xiàn)有的方法中，溫度會(huì)繼續(xù)上升，因此在再結(jié)晶初期的{111}集合組織的量減少，從而 {100}、{ 111}集合組織的強(qiáng)度變得相對(duì)高。
[0070] 接著，使用具有上述表1的合金鋼的組成的鋼來制造復(fù)合組織鋼。通過本發(fā)明的熱 處理裝置實(shí)施熱處理的發(fā)明例2~4,如下表3所示，以5°C/s加熱至900°C后以15°C/s的冷卻 速度冷卻至Ms以下的溫度的80~300 °C。此外，發(fā)明例2~4中的在完成所述一次加熱及冷卻 后所進(jìn)行的二次加熱及熱處理為，如通常的方式，以5°C/s加熱至820 °C后在820 °C的溫度下 保持60秒，然后以5°C/s緩慢冷卻至650°C，接著以15°C/s的冷卻速度快速冷卻至400°C，并 在400°C的溫度下保持120秒，然后通過氣冷冷卻至常溫。
[0071] 對(duì)于使用具有上述表1的合金鋼的組成的鋼實(shí)施現(xiàn)有裝置的熱處理的比較例2,從 二次加熱熱處理開始同發(fā)明例相同。即，如通常的方式，不進(jìn)行一次熱處理，而是以5°C/s加 熱至820°C后在820°C的溫度下保持60秒，然后以5 °C/s緩慢冷卻至650°C，接著以15°C/s的 冷卻速度快速冷卻至400°C，并在400°C的溫度下保持120秒，然后通過氣冷冷卻至常溫。
[0072] 表 3
[0074]如上述表3所示，與利用現(xiàn)有的連續(xù)退火熱處理裝置的方法相比，通過利用本發(fā)明 的熱處理裝置的方法對(duì)合金鋼進(jìn)行熱處理，能夠得到優(yōu)異的延展性。其理由可以從圖5和圖 6的比較例2和發(fā)明例3的組織對(duì)比確認(rèn)，在示出發(fā)明例3的圖6中，經(jīng)過熱處理的組織中雖然 馬氏體的量很少，但是鐵素體、貝氏體及馬氏體組織的細(xì)小程度超過4倍，雖然拉伸強(qiáng)度類 似，但是屈服強(qiáng)度高，而且延伸率顯著提高。出現(xiàn)這樣的組織差異的理由如下。
[0075]當(dāng)通過現(xiàn)有的熱處理方法進(jìn)行加熱時(shí)，從通過冷乳形成的大量的位錯(cuò)生成鐵素體 核并生長(zhǎng)。溫度達(dá)到700°C以上時(shí)，熱乳析出碳化物溶解，鐵素體中的固溶碳增加。當(dāng)溫度達(dá) 到出現(xiàn)奧氏體的780°C以上的溫度時(shí)，在鐵素體晶粒界出現(xiàn)奧氏體，碳增厚成奧氏體。隨著 溫度的上升，奧氏體的量逐漸增加，而且鐵素體和奧氏體均具有多邊形形狀。在均熱臺(tái)，鐵 素體和奧氏體具有特定溫度的平衡分?jǐn)?shù)。之后，在緩慢冷卻臺(tái)隨著溫度下降至650°C，出現(xiàn) 取向附生鐵素體。這是指在鐵素體和奧氏體的晶界向奧氏體側(cè)生長(zhǎng)的鐵素體。之后，快速冷 卻至400°C時(shí)，奧氏體中出現(xiàn)貝氏體，碳以1%程度增厚在殘余的奧氏體中并穩(wěn)定化，而且馬 氏體形成溫度變?yōu)槌匾韵?。但是，在奧氏體中央或者粗大的奧氏體中，碳不會(huì)充分地增 厚，因此馬氏體形成溫度變?yōu)槌匾陨?，在最終冷卻過程中相變?yōu)轳R氏體。因此，如圖5所 示，利用現(xiàn)有的熱處理方法的組織由從粗大的鐵素體和奧氏體出現(xiàn)的貝氏體以及細(xì)小的殘 余奧氏體及馬氏體組成。鐵素體晶粒大且碳濃度低，因此屈服強(qiáng)度低。對(duì)于延伸率，由于主 要是鐵素體發(fā)生變形，與第二相的強(qiáng)度差大，因此形成細(xì)小空隙，沿著鐵素體/第二相的界 面，裂紋迅速擴(kuò)展，因此延伸率也低。
[0076]另外，在發(fā)明例3中，通過一次加熱整體相變?yōu)榇执蟮亩噙呅螉W氏體，然后，通過快 速冷卻至200°C，使相當(dāng)多的部分相變?yōu)轳R氏體，從而具有馬氏體和殘余奧氏體的組織。在 馬氏體中包括大量的位錯(cuò)，溫度越高位錯(cuò)密度和馬氏體的面積分?jǐn)?shù)越低。然后，當(dāng)再進(jìn)行二 次加熱時(shí)，高濃度地過飽和在馬氏體的碳向奧氏體移動(dòng)，從而具有馬氏體的晶格常數(shù)都相 同的正方形結(jié)構(gòu)并變成鐵素體，增厚在奧氏體的碳使奧氏體穩(wěn)定。將上述現(xiàn)象稱為逆轉(zhuǎn)變 (Reverse Transformation)，在本發(fā)明中，是通過二次加熱熱處理組織細(xì)化的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。然 后，在溫度下降至650°C的緩慢冷卻臺(tái)，鐵素體形成準(zhǔn)多邊形(Quasi-polygonal)鐵素體。因 此，通過本發(fā)明的裝置的熱處理中，出現(xiàn)細(xì)小的準(zhǔn)多邊形鐵素體和細(xì)小的奧氏體，與現(xiàn)有的 熱處理方法相比，能夠得到四倍以上的細(xì)小的鐵素體組織。然后，當(dāng)進(jìn)行400°C的貝氏體恒 溫相變時(shí)，從桿狀的細(xì)微分散的奧氏體出現(xiàn)貝氏體，而且奧氏體/貝氏體面積相比通過現(xiàn)有 的熱處理所得到的多邊形奧氏體細(xì)小很多，因此奧氏體/貝氏體面積變寬，能夠順利實(shí)現(xiàn)奧 氏體的穩(wěn)定化，從而殘余奧氏體的量大幅增加，因此延展性優(yōu)異。
[0077]因此，利用本發(fā)明的裝置實(shí)施連續(xù)退火熱處理時(shí)，雖然因馬氏體的量減少，拉伸強(qiáng) 度略微下降，但是通過鐵素體組織的細(xì)化，屈服強(qiáng)度增加，殘余奧氏體更加穩(wěn)定，因此延展 性增加。并且，使用相同的合金鋼，可通過調(diào)節(jié)一次冷卻溫度來調(diào)節(jié)屈服強(qiáng)度。一次冷卻溫 度越高屈服強(qiáng)度越增加是因?yàn)闊o熱馬氏體相變(Athermal Martesite)的量隨著溫度的升 高而減少，而奧氏體增加，從而在二次加熱中碳擴(kuò)散的同時(shí)用于消除位錯(cuò)而生長(zhǎng)的鐵素體 的量減少，導(dǎo)致鐵素體組織更加細(xì)化。
[0078]從表2及表3和圖5及圖6可確認(rèn)，通過本發(fā)明的裝置制造的鋼板，在超低碳鋼的情 況下，r值高于通常的熱處理方法，因此不僅具有優(yōu)異的沖壓性能，而且由于鐵素體和二次 相的復(fù)合組織細(xì)小，從而能夠制造強(qiáng)度和延展性均優(yōu)異的高強(qiáng)度、高延展性的冷乳鋼板和 鍍鋅用鋼板。
[0079]以上，參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠 對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種變形或者采用其他的實(shí)施例。這種變形和其他的實(shí)施例均包括在本 發(fā)明的權(quán)利要求書中，并未超出本發(fā)明的真正的意旨和范圍。
【附圖說明】 [0080] 標(biāo)記
[0081] 1:第一加熱臺(tái) 2:第一冷卻或恒溫保持臺(tái)
[0082] 3:第二加熱及均熱臺(tái) 4:第二冷卻臺(tái)
[0083] 5:過時(shí)效或恒溫保持臺(tái) 6:最終冷卻臺(tái)
[0084] 7:現(xiàn)有的連續(xù)退火裝置 21:張力控制輥
[0085] 22:氣體及蒸汽排放裝置 23:氣體冷卻裝置
[0086] 24:氣體及微霧冷卻裝置 25:氣體、微霧及水噴射冷卻裝置
[0087] 26:中空型水冷輥 27:移動(dòng)式水冷槽
[0088] 28:循環(huán)式固定水冷槽 29:冷卻水排放口
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶鋼的連續(xù)退火裝置，其包括： 第一加熱臺(tái)，對(duì)帶鋼進(jìn)行一次加熱； 第一冷卻或恒溫保持臺(tái)，對(duì)在所述第一加熱臺(tái)進(jìn)行加熱的帶鋼進(jìn)行冷卻或者保持恒 溫； 第二加熱及均熱臺(tái)，對(duì)在所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)進(jìn)行冷卻或者保持恒溫的帶鋼進(jìn) 行二次加熱及均熱；以及 第二冷卻臺(tái)，對(duì)在所述第二加熱及均熱臺(tái)進(jìn)行加熱及均熱的帶鋼進(jìn)行冷卻。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鋼的連續(xù)退火裝置，其特征在于，在所述第一加熱臺(tái)和所述 第一冷卻或恒溫保持臺(tái)中，將帶鋼的組織均質(zhì)化或者控制為所需的組織;并且，在所述第二 加熱及均熱臺(tái)和所述第二冷卻臺(tái)中，使帶鋼的組織穩(wěn)定化或者控制為所需的形態(tài)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鋼的連續(xù)退火裝置，其中，在所述第二冷卻臺(tái)后方還包括： 過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)，對(duì)帶鋼進(jìn)行過時(shí)效處理或者保持恒溫；以及 最終冷卻臺(tái)，對(duì)在所述過時(shí)效或恒溫保持臺(tái)進(jìn)行過時(shí)效處理或者對(duì)保持恒溫的帶鋼進(jìn) 行冷卻。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶鋼的連續(xù)退火裝置，其中，所述第一冷卻或恒溫保持臺(tái)在內(nèi) 部至少包括一個(gè)以上的用于產(chǎn)生負(fù)壓的氣體及蒸汽排放裝置。5. -種帶鋼的連續(xù)退火方法，其作為對(duì)帶鋼進(jìn)行連續(xù)退火的方法，包括以下步驟： 在第一加熱臺(tái)對(duì)帶鋼進(jìn)行一次加熱； 在第一冷卻或恒溫保持臺(tái)對(duì)經(jīng)過一次加熱的所述帶鋼進(jìn)行一次冷卻或者保持恒溫； 在第二加熱及均熱臺(tái)對(duì)一次冷卻或者保持恒溫的所述帶鋼進(jìn)行二次加熱及均熱；以及 在第二冷卻臺(tái)對(duì)二次加熱及均熱的所述帶鋼進(jìn)行二次冷卻。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶鋼的連續(xù)退火方法，其中，在所述二次冷卻步驟之后，還包 括以下步驟： 對(duì)帶鋼進(jìn)行過時(shí)效處理或者保持恒溫；以及 對(duì)進(jìn)行過時(shí)效處理或者保持恒溫的所述帶鋼進(jìn)行冷卻。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶鋼的連續(xù)退火方法，其特征在于，在所述第一加熱臺(tái)中對(duì)帶 鋼的加熱是通過感應(yīng)加熱方式、輻射管加熱方式或者直接烘烤加熱方式來實(shí)施，且升溫速 度為3~150 °C /s，加熱溫度最高為1000 °C，保持時(shí)間為10秒以下。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶鋼的連續(xù)退火方法，其特征在于，在所述第一冷卻或恒溫保 持臺(tái)進(jìn)行的冷卻或者保持恒溫是通過氣體冷卻方式、氫氣冷卻方式、混合噴射水和氣體的 微霧冷卻方式以及直接噴射水的水冷方式中的至少一種方式來實(shí)施，且冷卻速度為5~200 °C/s，冷卻溫度最低為80°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶鋼的連續(xù)退火方法，其特征在于，所述第一冷卻或恒溫保持 步驟在形成負(fù)壓的狀態(tài)下實(shí)施。
【文檔編號(hào)】C21D9/56GK105849289SQ201480070663
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日
【發(fā)明人】郭在賢, 李圭榮, 曹恒植, 柳朱炫, 樸萬榮
【申請(qǐng)人】Posco公司