一種鋼板熱處理保護劑及熱處理的方法

2023-07-04 08:00:21

專利名稱：一種鋼板熱處理保護劑及熱處理的方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼板熱處理保護劑及熱處理的方法。特別是涉及一種通過含有硫酸鋇的熱處理保護劑及熱處理的方法。
背景技術：
耐磨板匪360系列目前集中應用於煤機行業的刮板運輸機、工程行業的裝載機、大型運輸車的廂體及大型吊運設備等，對熱處理後的板形要求非常嚴格，板形不平度要求在4mm/m以下。目前耐磨鋼的生產均使用輻射管爐和輥壓式淬火機，該方法對設備要求比較高，設備製造成本較高，並且輻射管爐的加熱溫度偏低，最高100(TC，不能滿足不鏽鋼等產品的固溶溫度工藝要求，熱處理品種生產受到了制約，同時，也不具備在現有熱處理淬火設備基礎上進行改造的基礎。
目前國內有武漢鋼鐵(集團)公司、鞍山鋼鐵集團公司、舞陽鋼鐵有限責任公司等中厚板廠的主要熱處理裝備為輻射管爐、輥壓式淬火機，其中武漢鋼鐵(集團)公司的熱處理設備是德國LOI設計3座輥底式爐，其中兩座為氮氣保護輻射管加熱並帶多段輥壓式淬火機。舞陽鋼鐵有限責任公司的熱處理設備是德國LOI設計的3座輥底式爐，其中I座為氮氣保護輻射管加熱輥底式爐帶淬火機。鞍山鋼鐵集團公司的熱處理設備是日本住友設計的2座輥底式爐，其中1#爐為為氮氣保護輻射管加熱輥底式爐帶淬火機。本領域技術人員發現，使用常化爐為明火常化爐和無約束淬火機在耐磨板熱處理時，鋼板表面氧化嚴重，對水的敏感性強，導致在淬火後的鋼板變形嚴重，不能滿足耐磨板的產品要求。現有技術中，為了節約水資源，採用流射沸騰冷卻強化機理，通過管層流結構與特性、使用常壓水實現淬火的一項技術。現淬火機設備功能不完善，缺少碳鋼淬火冷卻模型。淬火過程無法解決鋼板的均勻冷卻問題，導致奧氏體向馬氏體轉變、不均勻的體積膨脹產生較大組織應力對板形的影響，現設備狀況和技術無法實現超高硬度耐磨板淬火板形的可控操作。因此開發一種使用明火常化爐和無約束淬火機進行耐磨板熱處理的方法已經成為一種需要。

發明內容
本發明解決的技術問題是使用明火常化爐和無約束淬火機進行耐磨板熱處理。本發明是通過如下技術方案實現的一種鋼板熱處理保護劑漿液，其特徵在於，包含硫酸鋇和水，質量比例為(O. 9-1. I) : (O. 9-1. I);優選硫酸鋇和水的質量比例為1:1。一種鋼板的熱處理方法，包括如下步驟(I)製備及塗鋼板熱處理保護劑將硫酸鋇與水按照質量比例為(O. 9-1. I):(O. 9-1. I)進行混合製備得到鋼板熱處理保護劑，優選硫酸鋇和水的質量比例為1:1 ;將該熱處理保護劑塗於鋼板表面；(2)加熱處理將步驟(I)的塗有鋼板熱處理保護劑的鋼板轉入弱氧化氣氛的明火常化爐中進行加熱處理；以及(3)淬火處理將步驟(2)的鋼板轉入無約束淬火機中進行淬火，淬火過程中，調節上水量和下水量的比值為O. 42-0. 48，優選比值為O. 45。其中，在步驟(I)或步驟(2)前增加步驟(4)在鋼板的兩邊端部各切彡25mm的口，優選切口大小為15-25_。其中，步驟(2)中所述弱氧化氣氛是控制各段的氧的質量含量為5%以下。其中，步驟(2)中均熱段的氧的質量含量為5%以下，更優選均熱段的5段氧的質 量含量為5%以下，均熱段的6段氧的質量含量為2%以下。其中，步驟(2)中常化爐中的燒鋼方式為燜鋼為主，優選為煤氣燒鋼為主。其中，步驟(2)中常化爐各段溫度分別如下1段780-800°C ;2段810-830°C ；3段900-920°C ；4-6 段:940-9600C0其中，步驟(2)中1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3-6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主。其中，步驟(I)中所述的鋼板上塗上熱處理保護劑的厚度為l_3mm ;優選為2mm。其中，步驟(I)中所述塗熱處理保護劑的方式是手工塗抹或/和機器噴塗。其中，步驟(3)得到的鋼板的不平度在4mm/m以下。其中，在步驟(I)前對鋼板進行拋丸處理。其中，硫酸鋇為沉澱硫酸鋇。其中，步驟(2)鋼板在明火常化爐中加熱時間為按照每毫米板厚加熱
I.5-2. 5min,優選優選為2min/mm鋼板厚度。本發明的有益效果如下本發明的鋼板熱處理保護劑，能夠保護鋼板在熱處理過程中受到保護，該鋼板處理保護劑來源廣泛，價格低廉。本發明使用鋼板熱處理保護劑用於鋼板的熱處理過程，得到的鋼板氧化鐵鐵皮減少，同時由於鋼板表面有一層塗料的作用，使得鋼板對水的敏感性減弱，板形變形小，獲得優質的鋼板成品。
具體實施例方式一種鋼板熱處理保護劑漿液，包含硫酸鋇和水，質量比例為(O. 9-1. I):(O. 9-1. 1)，優選硫酸鋇和水的質量比例為1:1。一種鋼板的熱處理方法，包括如下步驟(I)製備及塗鋼板熱處理保護劑將硫酸鋇與水按照質量比例為(O. 9-1. I):(O. 9-1. I)進行混合製備得到鋼板熱處理保護劑，優選硫酸鋇和水的質量比例為1:1 ;將該熱處理保護劑塗於鋼板表面；(2)加熱處理將步驟(I)的塗有鋼板熱處理保護劑的鋼板轉入弱氧化氣氛的明火常化爐中進行加熱處理；以及(3)冷卻處理將步驟(2)的鋼板轉入無約束淬火機中進行淬火，淬火過程中，調節上水量和下水量的比值為O. 42-0. 48，優選比值為O. 45。在一種具體實施方式
中，本發明鋼板熱處理的方法可以包含下述步驟I、將需熱處理的鋼板進行拋丸處理；
2、將沉澱硫酸鋇粉末與水按照1:1的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工塗抹方式或者噴塗機噴塗的方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，厚度控制在2_左右。3、在熱處理時，將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛使得塗料在熱處理過程中不因氧化嚴重而剝落。4、在淬火過程中，上、下水量調節水比適合,水比(上水下水)範圍為0.42-0.48,優選為O. 45。5、在鋼板熱處理前，可在原料鋼坯兩邊端部中間各切一個彡25mm的豁口，軋制後一坯兩板，把有豁口的一端在裝爐時放在尾部，淬火時有利於應力釋放，提高板形質量。具體來說，本發明的一種具體實施方式
如下
I.選用一塊30*1800*5600mm的NM360鋼板，將沉澱硫酸鋇粉末與水按照I: I的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工輥刷塗抹方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，厚度控制在2mm左右。2.在熱處理時，將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛，調節方式如下I)在保證鋼溫的前提下，均熱段的殘氧含量越低越好，目標值5段5%以下；6段2%以下2)方式以「燜鋼」的燒鋼方式為主以煤氣燒鋼為主，3-6段儘量少使用空氣。3)鋼溫和氧含量調節的實施方式為包括(I)控制熱處理各段溫度1段790°C左右；2段820°C左右；3段910°C左右；4-6 段940-960°C左右。(2)燒鋼工藝注意煤氣和空氣的配比量，1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3_6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主，各段空氣關至最低。3.在淬火過程中，上、下水量調節水比優選為O. 45 ;過程如下I).先調平下水，再調上水2).上水根據水比進行調節，前後均勻。水比優選為O. 45。優選地，在鋼板熱處理前，可在原料鋼坯兩邊端部中間各切一個彡25mm的豁口本發明可以實現利用明火常化爐和淬火機進行熱處理，使熱處理後的鋼板符合要求，主要是通過下述方式實現的I、將沉澱硫酸鋇粉末與水按照1:1的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工塗抹方式或者噴塗機噴塗的方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，厚度控制在2_左右。2、在熱處理時，將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛使得塗料在熱處理過程中不因氧化嚴重而剝落。3、在鋼板熱處理前，可在原料鋼坯兩邊端部中間各切一個彡25mm的豁口，軋制後一坯兩板，把有豁口的一端在裝爐時放在尾部，淬火時有利於應力釋放，提高板形質量。本發明中，明火常化爐中加熱的加熱時間是按照加熱速度確定，不同的板厚加熱時間不同，一般按照I. 5-2. 5min/mm來確定，優選為2min/mm。本發明的鋼板熱處理保護劑及熱處理方法可以用於任何鋼板的熱處理，優選用於耐磨板的熱處理，特別是耐磨板匪360的熱處理。本發明所述「不平度」是扁平軋件(如板帶材)波浪形彎曲的波浪高度與長度之t匕，舊稱波浪度。板帶越薄、越寬和材料強度越高，波浪越嚴重。「燜鋼」一般是指將塊煉鐵與配入的滲碳劑及催化劑放在一起，密封加熱成鋼的方式。然而，本發明中「燜鋼」是指把帶有熱處理保護劑的鋼板進入明火爐加熱到一定時間後，出爐的鋼板表面塗料不脫落的一種燒鋼方式。實施例下面對本發明實施例中使用的設備型號及生產廠家、測定方法等進行說明。拋丸機德國製造，型號為V+S，拋丸速度80m/s，拋頭數量6個，鋼板通過速度一般分為6、9、12m/min三個通過速度，丸粒直徑為O. 3-0. 4mm。沉澱硫酸鋇粉末山西臨汾平陽化工廠生產，呈粉末狀。
流射式無約束淬火機北京科技大學生產。不平度的測定方法參考國家標準GB/T 709-2006中8. 4的方法進行測定，計算測定得到的距離與厚度的比值。硬度測定採用型號為HB-3000B的布氏硬度計，北京時代山峰科技有限公司，硬度測定採用在同一位置平行測定三次進行，單位為N/mm2。抗拉強度測定按照GB/T 6396-2008標準要求進行測試。下述實施例中的對溫度、氧含量、水量的控制和含量測定方法均是通過本領域常規方法，只要達到所述的範圍內即可。實施例II.軋制在軋制前將鋼坯相對的兩長邊端部中間各切一個25mm的豁口，將鋼坯採用在950°C進行熱軋或冷軋，按照每一鋼坯軋製成兩塊鋼板的方式進行軋制。2.拋丸選用一塊軋制後的30*1800*5600mm的NM360鋼板，使用拋丸機對其拋丸處理。3.熱處理保護劑的製備及塗覆將沉澱硫酸鋇粉末與水按照1:1的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工塗抹方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，塗膜厚度約為2mm。4.加熱處理(I)對明火常化爐的溫度設置明火常化爐的長度為50m，除去首尾各Im外，分為六段熱處理，每段長度為8m，各段爐溫設定分別如下1段(預熱段)790°C左右；2段(預熱段):820°C左右;3段(加熱段):910°C左右;4段(加熱段):950°C左右;5段(均熱段)960°C左右；6段(均熱段)960°C左右。(2)對明火常化爐內氣氛設置將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛，其中5段(均熱段)的氧含量為3% ;6段(均熱段)為1% ;加熱的燒鋼方式以「燜鋼」為主以煤氣燒鋼為主，其中，3-6段儘量少使用空氣，具體地，1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3-6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主，各段空氣關至最低。(3)將鋼板放進設置好的明火常化爐進行6段熱處理，其中鋼板在每段運動的時間為10分鐘，熱處理的總時間為60min。5.洋火處理在淬火過程中，先調平下水，然後根據水比例調節上水，使最終的上、下水量的水比為O. 45，之後，維持冷卻2-3min。
6.檢測將處理後的鋼板產品的不平度、硬度、抗拉強度和延伸率檢測，檢測結果見表I.實施例2I.軋制在軋制前將鋼坯相對的兩長邊端部中間各切一個20mm的豁口，將鋼坯採用在950°C進行熱軋或冷軋，按照每一鋼坯軋製成兩塊鋼板的方式進行軋制。2.拋丸選用一塊軋制後的30*1800*5600mm的匪360鋼板，使用拋丸機對其拋丸處理。3.熱處理保護劑的製備及塗覆將沉澱硫酸鋇粉末與水按照O. 95:1. 05的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工塗抹方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，塗膜厚度約為3mm。
4.加熱處理(I)對明火常化爐的溫度設置明火常化爐的長度為50m，除去首尾各Im外，分為六段熱處理，每段長度為8m，各段爐溫設定分別如下1段780°C左右；2段810°C左右；3段900°C左右；4段940°C左右；5段950°C左右；6段950°C左右。(2)對明火常化爐內氣氛設置在熱處理時，將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛，在保證鋼溫的前提下，均熱段的殘氧含量越低越好，其中5段(均熱段)的氧含量為4% ；6段(均熱段)為I. 5% ;加熱的燒鋼方式以「燜鋼」為主以煤氣燒鋼為主，其中，3-6段儘量少使用空氣，具體地，1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3-6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主，各段空氣關至最低。(3)將鋼板放進設置好的明火常化爐進行6段熱處理，其中鋼板在每段運動的時間為7分鐘，熱處理的總時間為42min。5.洋火處理在淬火過程中，先調平下水，然後根據水比例調節上水，使最終的上、下水量的水比為O. 44,之後維持冷卻2-3min。6.檢測對處理後的鋼板的的不平度、硬度和抗拉強度進行檢測，檢測結果見表I.實施例3I.軋制在軋制前將鋼坯相對的兩長邊端部中間各切一個15mm的豁口，將鋼坯採用在950°C進行熱軋或冷軋，按照每一鋼坯軋製成兩塊鋼板的方式進行軋制。2.拋丸選用一塊軋制後的30*1800*5600mm的NM360鋼板，使用拋丸機對其拋丸處理。3.熱處理保護劑的製備及塗覆將沉澱硫酸鋇粉末與水按照I. 1:0. 9的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工塗抹方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，塗膜厚度約為2. 5mm。4.加熱處理(I)對明火常化爐的溫度設置明火常化爐的長度為50m，除去首尾各Im外，分為六段熱處理，每段長度為8m，各段爐溫設定分別如下1段800°C左右；2段820°C左右；3段920°C左右；4段940°C左右；5段950°C左右；6段940°C左右。(2)對明火常化爐內氣氛設置將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛，其中5段的氧含量為4% ；6段為2% ;加熱的燒鋼方式以「燜鋼」為主以煤氣燒鋼為主，3-6段儘量少使用空氣，具體地，1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3-6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主，各段空氣關至最低。(3)將鋼板放進設置好的明火常化爐進行6段熱處理，其中鋼板在每段運動的時間為12分鐘，熱處理的總時間為72min。5.洋火處理在淬火過程中，先調平下水，然後根據水比例調節上水，使最終的上、下水量的水比為O. 42，之後，維持冷卻2-3min。6.檢測對處理後的鋼板的的不平度、硬度和抗拉強度進行檢測，檢測結果見表I.實施例4·I.軋制在軋制前將鋼坯相對的兩長邊端部中間各切一個IOmm的豁口，將鋼坯採用在950°C進行熱軋或冷軋，按照每一鋼坯軋製成兩塊鋼板的方式進行軋制。2.拋丸選用一塊軋制後的30*1800*5600mm的NM360鋼板，使用拋丸機對其拋丸處理。3.熱處理保護劑的製備及塗覆將沉澱硫酸鋇粉末與水按照O. 9:1. I的比例進行攪拌、調勻，然後使用手工塗抹方式在鋼板的上、下表面均勻的塗抹，塗膜厚度約為1mm。4.加熱處理(I)對明火常化爐的溫度設置明火常化爐的長度為50m，除去首尾各Im外，分為六段熱處理，每段長度為8m，各段爐溫設定分別如下1段780°C左右；2段820°C左右；3段910°C左右；4段940°C左右；5段940°C左右；6段950°C左右。(2)對明火常化爐內氣氛設置將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛，其中5段的氧含量為5% ;6段為2%;加熱的燒鋼方式以「燜鋼」為主以煤氣燒鋼為主，3-6段儘量少使用空氣，其中1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3-6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主，各段空氣關至最低。(3)將鋼板放進設置好的明火常化爐進行6段熱處理，其中鋼板在每段運動的時間為10分鐘，熱處理的總時間為60min。5.洋火處理在淬火過程中，先調平下水，然後根據水比例調節上水，使最終的上、下水量的水比為O. 48，冷卻時間為2-3min。6.檢測將淬火處理後的鋼板產品的不平度、硬度和抗拉強度檢測，檢測結果見表I。實施例5I.軋制將鋼坯採用在950°C進行熱軋，按照每一鋼坯軋製成兩塊鋼板的方式進行軋制。2.拋丸選用一塊軋制後的30*1800*5600mm的匪360鋼板，使用拋丸機對其拋丸處理。3.加熱處理(I)調節明火常化爐內氣氛在熱處理時，將熱處理的爐內氣氛調整為弱氧化氣氛，氧氣含量為3%以下。(2)調節明火常化爐的溫度調節明火常化爐各段溫度分別如下1段780°C左右；2段820°C左右；3段910°C左右；4段-6段950_960°C左右。(3)在上述調節後的明火常化爐中進行加熱60min。4.淬火處理在淬火過程中，先調平下水，然後根據水比調節上水，使最終的上、下水量的水比例為O. 45，冷卻時間為2-3min。4.檢測將淬火處理後的鋼板產品的不平度、硬度和抗拉強度檢測，檢測結果見表I.表I實施例1-5的鋼板產品的檢測結果
權利要求
1.一種鋼板熱處理保護劑漿液，其特徵在於，包含硫酸鋇和水，其中，硫酸鋇和水的質量比例為(O. 9-1. I) : (O. 9-1. I)。
2.一種鋼板的熱處理方法，包括如下步驟 (O製備及塗鋼板熱處理保護劑將硫酸鋇與水按照質量比例為(O. 9-1. I):(O. 9-1. I)進行混合製備得到鋼板熱處理保護劑；將該熱處理保護劑塗於鋼板表面； (2)加熱處理將步驟(I)的塗有鋼板熱處理保護劑的鋼板轉入弱氧化氣氛的明火常化爐中進行加熱處理；以及 (3)淬火處理將步驟(2)的鋼板轉入無約束淬火機中進行淬火，淬火過程中，調節上水量和下水量的比值為O. 42-0. 48。
3.如權利要求2所述鋼板的熱處理方法，其中在步驟(2)之前還包括在鋼板的兩邊端部各切彡25mm的口，優選切口大小為15_25臟。
4.如權利要求2或3所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(2)中所述弱氧化氣氛是控制明火常化爐內氧的質量含量為5%以下。
5.如權利要求2-4任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(2)中均熱段的氧的質量含量為5%以下；更優選均熱段的5段氧的質量含量為5%以下，均熱段的6段氧的質量含量為2%以下。
6.如權利要求2-5任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(2)中常化爐中的燒鋼方式為燜鋼為主，優選為煤氣燒鋼為主。
7.如權利要求2-6任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(2)中常化爐各段溫度分別如下1 段:780-8000C ；2 段810-830°C ；3 段900-920°C ;4_6 段:940-9600C0
8.如權利要求2-7任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(2)中1-2段以煤氣、空氣混合燒鋼為主，溫度調節以煤氣、空氣共同調節為主；3-6段以煤氣調節為主，溫度調節以煤氣調節為主。
9.如權利要求2-8任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(I)中所述的鋼板上塗上熱處理保護劑的厚度為l_3mm。
10.如權利要求2-9任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(I)中所述塗熱處理保護劑的方式是手工塗抹或/和機器噴塗。
11.如權利要求2-10任一項所述鋼板的熱處理方法，其中步驟(3)得到的鋼板的不平度在4mm/m以下。
12.如權利要求2-11任一項所述鋼板的熱處理方法，其中在步驟(I)前對鋼板進行拋丸處理。
全文摘要
一種鋼板熱處理保護劑漿液，包含硫酸鋇和水，質量比例為(0.9-1.1):(0.9-1.1)，優選硫酸鋇和水的質量比例為1:1。一種鋼板的熱處理方法，包括如下步驟(1)製備及塗鋼板熱處理保護劑將硫酸鋇與水按照質量比例為(0.9-1.1):(0.9-1.1)進行混合製備得到鋼板熱處理保護劑，優選硫酸鋇和水的質量比例為1:1；將該熱處理保護劑塗於鋼板表面；(2)加熱處理將步驟(1)的塗有鋼板熱處理保護劑的鋼板轉入弱氧化氣氛的明火常化爐中進行加熱處理；以及(3)淬火處理將步驟(2)的鋼板轉入無約束淬火機中進行淬火，淬火過程中，調節上水量和下水量的比值為0.42-0.48，優選比值為0.45。
文檔編號C21D1/70GK102816909SQ201210347500
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者羅團, 張寶蓮, 李俊生, 崔永渤, 羅精明, 蘇濤 申請人:山西太鋼不鏽鋼股份有限公司