2024年4月28日发(作者：祭海瑶)

・

３２・　梅山科技　２０１１年第２期　

一

种降低ＨＰ２９５屈强比的层流冷却工艺　

王慧娟　

（梅山钢铁公司制造部　南京２１００３９）　

摘要：分析了梅钢ＨＰ２９５热轧生产工艺，控轧控冷采用一段冷却中的后段冷却速度　

较快，导致许多铁素体平均晶粒小，大小不均匀，屈强比较高。生产实践表明，通过采用两　

段冷却方式提高钢中铁素体百分含量，降低屈服强度；两段冷却过程使铁素体的晶粒等轴、　

均匀分布。　

关键词：ＨＰ２９５；屈强比；两段式冷却　

Ｌａｍｉｎａｒ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｏｌｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　Ｙｉｅｌｄ　Ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ＨＰ　２９５　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｔｅ　

Ｗａｎｇ　Ｈｕ￣ｕａｎ　

（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｄｅｐａ￣ｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｅｉｓｈａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００３９）　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＨＰ　２９５；ｙｉｅｌｄ　ｒａｔｉｏ；ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ　ｃｏｏｌｉｎｇ　

焊接气瓶泛指装石油气和溶解乙炔气的钢　

因此，晶粒越细屈服强度与抗拉强度的差值越小、　

瓶，属于二、三类压力容器，因其内装易燃易爆液　

屈强比越大。　

体或气体，所以要求制造焊瓶的钢材必需具备较　

１．２梅钢ＨＰ２９５层流冷却工艺　

高的强度指标和韧性指标。屈强比值是衡量钢板　

梅钢热轧板厂生产ＨＰ２９５钢种时采用一段　

冷成型性能的重要技术指标，国家标准规定焊瓶　

冷却中的后段冷却制度。一段冷却所获得的铁素　

钢板的屈强比必须≤０．８０，梅钢在日常生产　体晶粒较细，但晶粒大小分布不均，由于小晶粒所　

ＨＰ２９５钢的过程中经常出现因初检不合格需复检　

占的比例不大，所以平均晶粒尺寸较小；另外由　

和最终因屈强比不合而改判情况。　

于一段冷却过程不可能给小晶粒提供足够的长　

大时间，铁索体析出过程对珠光体析出形态的　

１原因分析　

影响相对较弱，因此一段冷却所得到的珠光体　

１．１屈强比高的机理研究　球团较为粗大、弥散性差、百分含量高，易造成　

常规铁素体、珠光体钢强度指标与化学成分　

屈强比较高。　

及晶粒直径的Ｐｉｃｋｅｔｉｎｇ关系如下：　

１．３分析和讨论　

ｏｒ　（ＭＰａ）：１５．４［３．５十２．Ｉ（％Ｍｎ）＋５．４　

由于梅钢ＨＰ２９５焊瓶钢原料中含有微量的　

（％Ｓｉ）＋２３（％Ｎ　）　＋Ｉ．１３ｄ　］　（１）　钛，而且精轧区变形温度偏低，应变累积效应导致　

叮ｈ（ＭＰａ）＝１５．４［１９．１十１．８（％Ｍｎ）＋５．４　

的晶粒细化效果显著，所以生产薄规格钢板时很　

（％Ｓｉ）＋０．２５（％Ｐ）　＋０．５３ｄ　］　（２）　

容易出现屈强比偏高。如果仅从提高屈强比的角　

式中：（％Ｍｎ）、（％Ｓｉ）、（％Ｎ，）分别为Ｍｎ、Ｓｉ和　

度考虑，可以通过提高卷取温度、控制精轧压下规　

固溶氮的质量百分数；（％Ｐ）为珠光体的面积百　程等办法来达到降低屈强比的目的。但是，考虑　

分数；ｄ为铁素体晶粒尺寸，ｍｉｌｌ。　

到这些措施多数是以铁素体晶粒粗为代价，对产　

由式（１）、（２）可以看出，屈服强度和抗拉强　

品的最终综合性能起不到很好的改进作用，考虑　

度均与晶粒直径ｄ的一１／２次方成正比，晶粒细　在冷却制度上对工艺进行调整。　

化将使屈服强度和抗拉强度显著提高，但晶粒细　

１．３．１层流冷却模式　

化对屈服强度的贡献比对抗拉强度的贡献更大，　

目前层流冷却的几种模式见表１。　

王慧娟　一种降低Ｉ－ＩＰ２９５屈强比的层流冷却工艺　．３３．　

后段冷却，通过关闭１、２、３…组集管，使钢带　

在终轧后的较高温度下空冷至某一温度范围后，　

再通过开启…１３、１４、１５组集管将其快速冷却至　

目标卷取温度。　

前段冷却，通过开启２、３、４、５…组集管，使钢　

带快速冷却至目标卷取温度。　

两段冷却模式时，通过开启２、３、４……组管　

集，使钢带在一定的冷却速度的前提下迅速快冷，　

然后通过关闭中问集管组数使钢带在近于空冷的　

条件下缓慢空冷数秒，最后再开启后段数组集管　

将钢带快冷到卷取目标温度　。　

１．３．２改进措施　

两段冷却由于在铁索体转变的临界温度区间　

内空冷数秒，这将有利于铁素体的充分析出，其铁　

素体晶粒尺寸虽然稍有增大，但铁素体晶粒的大　

小分布非常均匀且多数为等轴状，另外其珠光体　

球团小、弥散性好、百分含量低。由于两段冷却过　

程中，一段冷却的效果主要是通过增加过冷度提　

高相变驱动力，促进铁素体形核；当钢材冷却到有　

利于铁素体转变的临界温度区域时，终止冷却并　

持续短时间的空冷是为了促进铁素体的大量析　

出、增加铁素体百分含量。由于铁素体析出量的　

增大必然使铁素体中的碳向未转变的奥氏体中富　

集，因此两段快速冷却将起到２个作用：其一是抑　

制铁素体的继续长大，其二是促进高碳浓度奥氏　

体的珠光体相变过程，获得强度较高且弥散分布　

的珠光体组织。两段冷却过程不仅可使钢材的铁　

素体百分含量得到有效提高，而且可以获得相对　

均匀的等轴状铁素体、且铁素体晶内位错密度降　

低，从而使钢材屈服强度稍有下降；而高碳浓度奥　

氏体的珠光体相变产物则可能使抗拉强度不降或　

有所提高，从而达到降低屈强比的目的。　

因此考虑在适宜的终轧温度和卷取温度条件　

下采用两段冷却工艺。　

１．３．３　效果　

两段冷却首先在ＨＰ２９５的层流冷却上推广　

使用。　

１）工艺改进前ＨＰ２９５的平均值为０．７８，改进　

后２００６年１月至６月ＨＰ２９５的平均值为０．７ｌ，　

屈强比有了较大幅度的降低。　

２）执行新工艺后因屈强比超标而改判的比　

例从改进前的１．７１％降低到０．５８％。　

２　结论　

１）层流冷却工艺能显著影响ＨＰ２９５的屈　

强比。　

２）两段冷却工艺比一段冷却工艺能显著降　

低ＨＰ２９５的屈强比。　

３）梅钢ＨＰ２９５采用两段冷却工艺能降低材　

料的屈强比。　

参　考　文　献　

［１］　朱伏先，王国栋．温度制度对ＨＰ３２５热连轧钢板力学性能　

的影响［Ｊ］．钢铁，１９９２，２７（２）：２８．　

（编辑：夏敏）　

2024年4月28日发(作者：祭海瑶)

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３２・　梅山科技　２０１１年第２期　

一

种降低ＨＰ２９５屈强比的层流冷却工艺　

王慧娟　

（梅山钢铁公司制造部　南京２１００３９）　

摘要：分析了梅钢ＨＰ２９５热轧生产工艺，控轧控冷采用一段冷却中的后段冷却速度　

较快，导致许多铁素体平均晶粒小，大小不均匀，屈强比较高。生产实践表明，通过采用两　

段冷却方式提高钢中铁素体百分含量，降低屈服强度；两段冷却过程使铁素体的晶粒等轴、　

均匀分布。　

关键词：ＨＰ２９５；屈强比；两段式冷却　

Ｌａｍｉｎａｒ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｏｌｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　Ｙｉｅｌｄ　Ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ＨＰ　２９５　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｔｅ　

Ｗａｎｇ　Ｈｕ￣ｕａｎ　

（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｄｅｐａ￣ｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｅｉｓｈａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００３９）　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＨＰ　２９５；ｙｉｅｌｄ　ｒａｔｉｏ；ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ　ｃｏｏｌｉｎｇ　

焊接气瓶泛指装石油气和溶解乙炔气的钢　

因此，晶粒越细屈服强度与抗拉强度的差值越小、　

瓶，属于二、三类压力容器，因其内装易燃易爆液　

屈强比越大。　

体或气体，所以要求制造焊瓶的钢材必需具备较　

１．２梅钢ＨＰ２９５层流冷却工艺　

高的强度指标和韧性指标。屈强比值是衡量钢板　

梅钢热轧板厂生产ＨＰ２９５钢种时采用一段　

冷成型性能的重要技术指标，国家标准规定焊瓶　

冷却中的后段冷却制度。一段冷却所获得的铁素　

钢板的屈强比必须≤０．８０，梅钢在日常生产　体晶粒较细，但晶粒大小分布不均，由于小晶粒所　

ＨＰ２９５钢的过程中经常出现因初检不合格需复检　

占的比例不大，所以平均晶粒尺寸较小；另外由　

和最终因屈强比不合而改判情况。　

于一段冷却过程不可能给小晶粒提供足够的长　

大时间，铁索体析出过程对珠光体析出形态的　

１原因分析　

影响相对较弱，因此一段冷却所得到的珠光体　

１．１屈强比高的机理研究　球团较为粗大、弥散性差、百分含量高，易造成　

常规铁素体、珠光体钢强度指标与化学成分　

屈强比较高。　

及晶粒直径的Ｐｉｃｋｅｔｉｎｇ关系如下：　

１．３分析和讨论　

ｏｒ　（ＭＰａ）：１５．４［３．５十２．Ｉ（％Ｍｎ）＋５．４　

由于梅钢ＨＰ２９５焊瓶钢原料中含有微量的　

（％Ｓｉ）＋２３（％Ｎ　）　＋Ｉ．１３ｄ　］　（１）　钛，而且精轧区变形温度偏低，应变累积效应导致　

叮ｈ（ＭＰａ）＝１５．４［１９．１十１．８（％Ｍｎ）＋５．４　

的晶粒细化效果显著，所以生产薄规格钢板时很　

（％Ｓｉ）＋０．２５（％Ｐ）　＋０．５３ｄ　］　（２）　

容易出现屈强比偏高。如果仅从提高屈强比的角　

式中：（％Ｍｎ）、（％Ｓｉ）、（％Ｎ，）分别为Ｍｎ、Ｓｉ和　

度考虑，可以通过提高卷取温度、控制精轧压下规　

固溶氮的质量百分数；（％Ｐ）为珠光体的面积百　程等办法来达到降低屈强比的目的。但是，考虑　

分数；ｄ为铁素体晶粒尺寸，ｍｉｌｌ。　

到这些措施多数是以铁素体晶粒粗为代价，对产　

由式（１）、（２）可以看出，屈服强度和抗拉强　

品的最终综合性能起不到很好的改进作用，考虑　

度均与晶粒直径ｄ的一１／２次方成正比，晶粒细　在冷却制度上对工艺进行调整。　

化将使屈服强度和抗拉强度显著提高，但晶粒细　

１．３．１层流冷却模式　

化对屈服强度的贡献比对抗拉强度的贡献更大，　

目前层流冷却的几种模式见表１。　

王慧娟　一种降低Ｉ－ＩＰ２９５屈强比的层流冷却工艺　．３３．　

后段冷却，通过关闭１、２、３…组集管，使钢带　

在终轧后的较高温度下空冷至某一温度范围后，　

再通过开启…１３、１４、１５组集管将其快速冷却至　

目标卷取温度。　

前段冷却，通过开启２、３、４、５…组集管，使钢　

带快速冷却至目标卷取温度。　

两段冷却模式时，通过开启２、３、４……组管　

集，使钢带在一定的冷却速度的前提下迅速快冷，　

然后通过关闭中问集管组数使钢带在近于空冷的　

条件下缓慢空冷数秒，最后再开启后段数组集管　

将钢带快冷到卷取目标温度　。　

１．３．２改进措施　

两段冷却由于在铁索体转变的临界温度区间　

内空冷数秒，这将有利于铁素体的充分析出，其铁　

素体晶粒尺寸虽然稍有增大，但铁素体晶粒的大　

小分布非常均匀且多数为等轴状，另外其珠光体　

球团小、弥散性好、百分含量低。由于两段冷却过　

程中，一段冷却的效果主要是通过增加过冷度提　

高相变驱动力，促进铁素体形核；当钢材冷却到有　

利于铁素体转变的临界温度区域时，终止冷却并　

持续短时间的空冷是为了促进铁素体的大量析　

出、增加铁素体百分含量。由于铁素体析出量的　

增大必然使铁素体中的碳向未转变的奥氏体中富　

集，因此两段快速冷却将起到２个作用：其一是抑　

制铁素体的继续长大，其二是促进高碳浓度奥氏　

体的珠光体相变过程，获得强度较高且弥散分布　

的珠光体组织。两段冷却过程不仅可使钢材的铁　

素体百分含量得到有效提高，而且可以获得相对　

均匀的等轴状铁素体、且铁素体晶内位错密度降　

低，从而使钢材屈服强度稍有下降；而高碳浓度奥　

氏体的珠光体相变产物则可能使抗拉强度不降或　

有所提高，从而达到降低屈强比的目的。　

因此考虑在适宜的终轧温度和卷取温度条件　

下采用两段冷却工艺。　

１．３．３　效果　

两段冷却首先在ＨＰ２９５的层流冷却上推广　

使用。　

１）工艺改进前ＨＰ２９５的平均值为０．７８，改进　

后２００６年１月至６月ＨＰ２９５的平均值为０．７ｌ，　

屈强比有了较大幅度的降低。　

２）执行新工艺后因屈强比超标而改判的比　

例从改进前的１．７１％降低到０．５８％。　

２　结论　

１）层流冷却工艺能显著影响ＨＰ２９５的屈　

强比。　

２）两段冷却工艺比一段冷却工艺能显著降　

低ＨＰ２９５的屈强比。　

３）梅钢ＨＰ２９５采用两段冷却工艺能降低材　

料的屈强比。　

参　考　文　献　

［１］　朱伏先，王国栋．温度制度对ＨＰ３２５热连轧钢板力学性能　

的影响［Ｊ］．钢铁，１９９２，２７（２）：２８．　

（编辑：夏敏）