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钢板热处理关键工艺及装备技术

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-09-26 16:23:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 董欢欢 | 2022-09-26 16:23:36

       钢板热处理的是解决钢板高强度、高韧性、耐磨性能、高温持久性,以及全尺寸性能均匀性的重要手段。不同用途钢板所需的热处理方法不同,除常规的正火、淬火、回火外,新型热处理工艺包括淬火-碳分配、等温淬火、回火快冷工艺可以让钢材获得更高的组织与性能。在众多的钢板热处理工艺中,加热后可控的相变过程是保证性能的关键,这也是常规热处理工艺所不具备的。钢板热处理的另外一个质量控制难题是板形保证。

      北京科技大学为解决不同用途钢板热处理工艺相变过程可控,配套不同热处理工艺的关键新型冷却装备填补了国内空白,可根据钢板的厚度范围、钢种成分以及组织性能要求,提供冷却速度和冷却终止温度可控的相变控制工艺与装备,以及板面温度均匀性、厚度方向高对称性冷却的钢板板型控制工艺和配套装备。冷却介质为工业浊循环水,供水压力范围在0.10-0.80MPa,热处理钢板的厚度范围在3mm~150mm。该工艺与装备的主要技术特点在于:与热处理炉配合,可实现淬火、等温淬火、淬火-碳分配、可控正火、高韧性回火、固溶处理等可用于奥氏体不锈钢板的固溶处理。热处理后钢板的拉伸性能及全板面硬度波动≤5%,热处理钢板的性能(如强度、伸长率、韧性或高温持久性)较常规工艺提高,热处理钢板不平度≤4mm/2000mm。

      钢板热处理工艺及关键设备包括:自主开发全套工艺、机械装备及自动化控制系统,装备的自动化程度高,日常维护量小,可靠性高,运行成本低。该项目具有显著的经济效益与社会效益,已成功开发了高强度、超高强度工程机械用结构钢、高强度容器板、低温/超低温容器板,不锈钢板,桥梁板,高层建筑用钢,高强度船板。

成果亮点:

1. 具有自主知识产权,研究成果已授权发明专利3项,申请5项。

2. 技术先进性:通过高温变形组织及均匀性调控、结合离线热处理综合改善性能的核心基础理论和冷却及控制关键技术国内领先。

3. 该技术获省部级科技一等奖1项,二等奖2项,三等奖四项。性能指标:

主要技术指标:

1)热处理钢板的厚度范围在3mm~150mm;

2)供水压力范围在0.10-0.80MPa;

3)热处理后钢板的拉伸性能及全板面硬度波动≤5%;

4)热处理钢板不平度≤4mm/2000mm。

5)与常规工艺生产钢板比,高延性钢板的延伸率平均提高30%以上。

技术优势:

钢板热处理工艺及关键设备的优势在于,1)可根据钢板的厚度范围、钢种成分以及组织性能要求,实现热处理加热后的相变过程控制,实现包括QP在内的众多热工艺路径要求;2)热处理板形控制,提供板面温度均匀性、厚度方向高对称性冷却多种的钢板板型控制手段和配套装备;3)生产钢板的性能更高,性能均匀性更好。

市场分析:

应用领域和范围:该装备主要应用于冶金行业中厚板厂、热轧带钢厂的热处理生产线,适应高性能低合金钢、合金钢的薄板、中板和厚板及特厚板连续式热处理。

      轧制工艺与装备团队以余伟研究员为核心,目前具有15位研发和工程服务员人,涉及工艺、设备、控制和计算机专业,长期从事材料加工原理、工艺与装备的研究、开发与应用服务工作,为国内外钢铁企业技术发展做出了重要贡献。

成果的自我评价:该工艺及装备突破了传统淬火、正火、固溶处理工艺冷却过程不控制或不可控钢板的问题,在此基础上开发出功能更多的热处理方法,为高性能钢板的开发与生产提供了灵活的工艺设备手段,提高了钢板性能合格率,降低了运行能耗。

投资规模及经济效益:根据钢板的厚度、产品品种范围和年产量要求,的不含配套的加热设备、供水及水处理的设备和基建投资,该热处理工艺及装备生产所需投资规模在600-2000万元,处理能力在3-30万吨/年,高性能调质薄钢板产品增值为3001000/吨,厚板的增加值为100300/吨。项目的投资回收期为0.5-2.0年。

合作方式技术许可、作价入股、合作开发

推广应用情况:已经用于国内多个钢铁企业的调质钢板、正火钢板、回火钢板的生产,涉及产品品种包括:工程机械用结构钢(Q690-Q960)、高强度容器板(610E07MnNiMoVDR2.25Cr1MoR)、低温/超低温容器板(9Ni7Ni3.5Ni),不锈钢板(304,316),桥梁板(Q420qEQ500qE),高层建筑用钢(Q460GJ-EZ35),高强度船板(A32-FH690),还开发了高延伸率高强度钢(Q690EL-Q960EL)。

期望技术转移成交价格(大概金额/或面谈):价格面谈