本发明涉及钢铁冶金，具体为一种高成材率直轧控轧控冷方法。
背景技术：
1、高成材率直轧控轧控冷技术得益于中国丰富的微合金资源、技术创新、国内外的技术交流，以及国家政策的大力支持。这些因素共同推进了该技术的发展与应用。
2、这项技术通过精确控制轧制和冷却的温度及速度，能够显著改善钢材的微观组织和性能。举例来说，对于高强度低合金钢，利用该技术可以细化晶粒结构，减少珠光体片层间距，从而提升材料的强度和韧性。此外，该技术能够在不增加额外设备投资的前提下显著提高生产效率，比如在热连轧生产线中运用后置式超快速冷却技术，可以有效减少生产周期并增加产量。同时，控轧控冷技术也为开发具有优异性能的新型钢材，如双相钢和复相钢等提供了技术途径。总体而言，高成材率直轧控轧控冷技术不仅提升了钢材的性能和质量，还带来了可观的经济和社会效益。随着这一技术的持续创新和完善，其应用领域预计将不断拓展。
3、高成材率直轧控轧控冷技术目前存在的缺点，工艺控制复杂：控轧控冷工艺需要精确控制加热温度、轧制过程和冷却条件等多个参数，这对于工艺控制和操作人员的技能要求较高；技术难度大：控轧控冷技术的应用需要对钢材的组织、性能和生产工艺有深入的了解和研究。这不仅需要大量的科研投入，还需要高素质的技术人员和工程师；如果控制不当，可能会影响钢材的性能和质量；设备投资大：虽然控轧控冷技术可以节约能源和降低生产成本，但前期的设备投资较大，特别是对于一些老旧生产线的改造，可能需要更换或升级部分设备，增加了投资成本。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高成材率直轧控轧控冷方法，具备多种优秀性能和钢材整体质量高，并且工艺控制简单、成本低和技术难度小等优点，解决了钢材性能和质量低、工艺控制复杂、成本高和技术难度大的问题。
2、为实现上述高成材率直轧控轧控冷技术工艺控制简单、设备投资小和技术难度小的目的，本发明提供如下技术方案：所述直轧控轧控冷的过程，包括以下步骤：
3、步骤一、加热温度控制：优化钢材原料成分比例，设置轧机的加工温度为800-1120℃，将钢材送入轧机加工时长为10min—60min；
4、步骤二、轧制过程控制：调整轧制速度、连轧张力等参数；
5、步骤三、冷却条件控制：在将上述过程重复四次后，进行四次循环冷却，每次循环冷却的时间均为30分钟，并且每次的冷却温度和湿度都有所不同。
6、优选的，所述步骤一在钢化原材料中添加微合金元素和其他元素，其中铌的加入比例为0.02%，钒的加入比例为0.02%，钛的加入比例为0.01%；另外加入石墨0.03%。
7、优选的，所述步骤二中，安装在线智能系统控制恒温恒湿房，整个操作在恒温恒湿房中进行，此系统可以短时间内转换温度和湿度，并且操作简单。
8、优选的，所述步骤二中，将轧制速率在原基础上提升10%，轧制张力增加5%，并在原基础上增加轧制压力200mpa。
9、优选的，所述步骤三中，第一次升温，轧机温度为1120℃，加工时长为60min，第一次升温后，冷却温度为25℃，湿度为55%。
10、优选的，所述步骤三中，二次升温轧机温度为1000℃，热轧时间为1h，冷却温度为10℃，湿度为45%。
11、优选的，所述步骤三中，二次升温轧机温度为900℃，热轧时间为30min，冷却温度为5℃，湿度为40%。
12、优选的，所述步骤三中，二次升温轧机温度为850℃，热轧时间为20min，冷却温度为0℃，湿度为40%。
13、优选的，所述步骤三中，二次升温轧机温度为800℃，热轧时间为10min，冷却温度为-5℃，湿度为40%。
14、优选的，所述步骤三中，二次升温轧机温度为980℃，热轧时间为30min，冷却温度为20℃，湿度为50%。
15、与现有技术相比，本发明提供了一种高成材率直轧控轧控冷方法，具备以下有益效果：
16、1、本发明通过在钢中加入优化比例的铌、钒、钛等微合金元素以及石墨，实现了对钢材性能的多方面改善，铌的加入可以显著提高钢的屈服强度，同时通过诱导析出和控制冷却速度，实现析出物弥散分布，从而提高钢的韧性水平；钒的加入能细化组织晶粒，提高钢的强度和韧性；钒与碳形成的碳化物在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力；钛的加入可以避免晶间腐蚀，提高钢的焊接性能；在控轧控冷过程中，微合金元素的加入有助于通过热循环或应变作用下的c、n化合物的溶解和析出机制，改善钢铁材料的物理、化学及力学性能；微合金元素铌、钒和钛的传统作用是细化晶粒，从而提高钢的强度和韧性；而石墨的存在有助于防止裂纹扩展，从而补充微合金元素对钢材的缺少的抗热裂性能；石墨还能，改善钢材的韧性，使其不易断裂，提高使用的可靠性，并且石墨作为一种天然资源，相对其他合金元素来说成本较低，因此在一定程度上可以降低钢材的生产成本，通过优化比例后的铌、钒、钛加入石墨使直轧控轧控冷方法达到了提高强度和韧性、提高耐蚀性、改善焊接性能、增强耐磨性、提高成材率、优化热处理过程、细化晶粒和降低成本的有益效果。
17、2、本发明通过将轧制速率在原基础上提升10%，轧制张力增加5%，并在原基础上增加轧制压力200mpa，轧制速率提升10%：这一调整缩短了轧制时间，减少了钢材在高温下的停留时间，有助于控制奥氏体晶粒的长大，从而保持细晶粒结构，细晶粒结构有助于提升材料的屈服强度和韧性，同时，快速轧制还减少了材料升温，有利于优化冷却过程和析出行为，减少了人工操作的需求，降低了人工技术要求，简化了操作流程；轧制张力增加5%：轧制过程中施加的张力可以促进奥氏体向马氏体的转变，这种转变有利于提高钢材的强度；增加轧制压力200mpa：增加轧制压力可以促进材料内部的位错密度增加，这有助于提高材料的屈服强度，同时，高压力还有助于破碎粗大的析出物，使其更加弥散分布，从而提高材料的韧性；综合效果：以上调整在控轧控冷过程中共同作用，可以实现更细致的微观结构控制，通过提高轧制速率、轧制张力和轧制压力，可以进一步细化晶粒、优化析出物的分布、提高错位密度、促进相变，这些综合操作达到了降低了生产成本，降低了工人技术要求，简化了操作流程，同时提高了钢材的强度、韧性、耐磨性，并延长了其疲劳寿命的有益效果。
18、3、本发明在直轧控轧控冷方法中，通过四次热轧冷轧，并且每一次精确控制冷却条件，能显著影响钢材的组织和性能，具体来说，不同的升温和冷却条件会对奥氏体晶粒的细化、碳化物析出行为，以及相变后的组织和性能产生影响；首先，升温过程中的温度选择会影响奥氏体的硬化状态，较高的升温温度和较长的保温时间有助于获得更均匀和完全的奥氏体化，为后续的冷却过程和相变提供良好的组织准备；其次，冷却过程中的温度和湿度对钢材的组织和性能有着重要影响；较低的冷却温度有助于降低奥氏体的相变温度，增加过冷度，从而增大γ—α相变的驱动力，促进铁素体晶粒的细化，同时，较快的冷却速度能够抑制碳、氮化物的过早析出，使得析出物更加弥散，进一步提高钢的强韧性；此外，通过精确控制加热、轧制和冷却条件，可以在恒温恒湿环境中直接轧制和控制冷却过程，这种在线智能系统使得工艺控制变得简单，并且可以重复循环四次，有助于优化钢材的微观组织。不同的冷却温度和湿度组合会导致不同的微观组织和性能，在较低温度下进行冷却会形成细晶铁素体和微细弥散型贝氏体的混合组织，这有助于在提高强度的同时改善延伸性；而在更低的温度下冷却则可能形成贝氏体或针状铁素体，进一步改善钢的强韧，因此，这种优化后的工艺不仅简单高效，而且能够达到更高的强度、更好的韧性、更优的焊接性能和更良好的低温韧性的有益效果。
1.一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于，所述直轧控冷的过程，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤一在钢化原材料中添加微合金元素和其他元素，其中铌的加入比例为0.02%，钒的加入比例为0.02%，钛的加入比例为0.01%；另外加入石墨0.03%。
3.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤二中，安装在线智能系统控制恒温恒湿房，整个操作在恒温恒湿房中进行，此系统可以短时间内转换温度和湿度，并且操作简单。
4.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤二中，将轧制速率在原基础上提升10%，轧制张力增加5%，并在原基础上增加轧制压力200mpa。
5.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤三中，第一次升温，轧机温度为1120℃，加工时长为60min，第一次升温后，冷却温度为25℃，湿度为55%。
6.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤三中，二次升温轧机温度为1000℃，热轧时间为1h，冷却温度为10℃，湿度为45%。
7.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤三中，二次升温轧机温度为900℃，热轧时间为30min，冷却温度为5℃，湿度为40%。
8.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤三中，二次升温轧机温度为850℃，热轧时间为20min，冷却温度为0℃，湿度为40%。
9.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤三中，二次升温轧机温度为800℃，热轧时间为10min，冷却温度为-5℃，湿度为40%。
10.根据权利要求1所述的一种高成材率直轧控轧控冷方法，其特征在于：所述步骤三中，二次升温轧机温度为980℃，热轧时间为30min，冷却温度为20℃，湿度为50%。
