CN101590596B - 一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法 - Google Patents

一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法，取同样尺寸同种材料的连铸坯，对连铸坯叠合面进行表面处理后将连铸坯叠合面叠合在一起，四周缝隙在真空下焊接封闭；将焊接好的连铸坯进行加热至奥氏体区1150℃～1250℃、锻造或/和轧制，一次压下率30％～35％，总压下率50％～70％。本发明采用累积叠轧焊生产特厚板，叠合面的组织与基体组织相同。由于应用连铸坯生产坯料，成材率高于模铸锭，加工成本低于定向凝固方法生产的坯料。

Description

一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法
技术领域
本发明属于金属材料领域，尤其涉及通过累积叠轧焊工艺利用普通连铸坯制造特厚板坯的生产方法。
背景技术
随着各种大型机械、高层建筑、大吨位船舶的发展，对钢材的尺寸要求、内部质量要求越来越高，更宽、更长、更厚的钢板逐步发展起来，特厚板需求将越来越大。但是，目前特厚板坯的生产存在许多弊端，首先，受到质量、投资、生产率、生产成本的限制，连铸生产400mm以上厚度的板坯还存在许多困难；有的企业采用大钢锭加工厚板，其缺点是头部缩孔及中心疏松、偏析不能解决，成材率低，内部质量不能保证，在市场竞争激烈的情况下，此方法将逐步被淘汰；电渣重熔的方法虽然能够生产高品质的特厚板，但是，生产效率低下，电耗高导致生产成本提高。目前生产特厚板坯通常采用定向凝固法生产大钢锭，然后锻造成材，中国专利CN201157895(200820056366.0)公开了一种定向凝固法生产特厚板坯的装置，凝固装置安装在可移动台车上，包括设置可以流通大流量钢水底盘、冷却水管路、特大铸型体、铸型体内壁设置保温体、型体腔体内与顶盖下方有易燃的发热材料、中注管设置于底盘。此法保证了90％的热量由底部传出，实现定向凝固，能够生产300-800mm厚度的锭坯。此方法有效解决了特厚板的质量问题，使夹杂物、偏析等缺陷集中于凝固末端，但还存在生产效率、厚度、成材率受到限制的问题。中国专利文件CN1134329(95110197.8)公开了一种生产单向凝固钢锭的方法，采用类似的原理生产锭厚900-1200mm，可以满足150-300mm特厚板的生产要求，但也存在与前述专利CN201157895同样的问题。“累积叠轧焊工艺改善普碳钢材料性能特性”《北京科技大学学报》VoL27No.4Aug.2005公开了一种累积叠轧焊提高普碳钢材料性能的方法，其目的是在奥氏体再结晶温度以下同一件材料累积叠轧，提高材料的性能。
发明内容
本发明针对目前特厚板生产中存在的上述问题，提出一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法，利用普通连铸坯为原料通过叠锻轧的方法来生产特厚板。
一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法，步骤如下：
1)根据目标产品特厚板的厚度，按照4.0-5.0压缩比选择合适厚度的连铸坯作为原料。
2)取同样尺寸同种材料的连铸坯，对连铸坯叠合面进行喷砂除氧化铁皮，表面清扫干净，除油脂，表面干燥。
3)将处理干净的连铸坯叠合面叠合在一起，将连铸坯叠合面四周缝隙在真空下焊接封闭。上述连铸坯的层数根据特厚板的需要而定。
4)将焊接好的连铸坯进行加热至奥氏体区1150℃～1250℃、锻造或/和轧制，一次压下率30％-35％，总压下率50-70％。
优选的，步骤1)连铸坯原料的厚度为300-400mm。
优选的，步骤3)连铸坯的层数为2-4层。
术语说明：
1、压缩比：为材料初始厚度与最终产品厚度之比。
2、一次压下率：为材料经过一次压缩后压下量占原始厚度的百分数。
3、总压下率：最终产品压下量占材料初始厚度的百分数。
本发明提出一种利用普通连铸坯为原料通过叠锻轧的方法来生产特厚板的工艺，并通过实验进行了验证，解决了现有生产方法存在的弊端，适合用于轧制特厚板需用的板坯原料的制备。
本发明有益效果如下：
本发明采用累积叠轧焊生产特厚板，由于所用连铸坯为同种材料，对于同种材料的锻轧焊由于不必考虑不同金属间的界面反应，同时界面做了真空处理，因此保证界面在1150℃～1250℃锻、轧焊的结合强度可以达到基体的强度水平，实验证明由于叠合面在加工过程中进行了充分的形核与再结晶，所以叠合面的组织与基体组织相同。具体参见图1-3。如图1所示实施例1所制造的钢板对碳元素的面扫描照片；图2是实施例2所制造的钢板叠合面组织照片；图3是实施例2所制造的钢板叠合面横向断口照片。由于应用连铸坯生产坯料，成材率高于模铸锭，所以，本发明的方法加工成本低于定向凝固方法生产的坯料。
附图说明
图1是实施例1所制造的钢板对碳元素的面扫描照片；左图a为扫描试样叠合面区域，右图b为扫描叠合面区域的碳元素分布。
图2是实施例2所制造的钢板叠合面组织照片。
图3是实施例2所制造的钢板叠合面横向断口照片。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步阐述与说明。
实施例1：以Q235普碳钢为例。
选取两块300mm厚度同样尺寸同种材料的连铸坯，对待叠合面表面进行喷砂除氧化铁皮；应用压缩空气将表面清扫干净；在用丙酮将喷砂后的表面擦拭除去油脂、用酒精除去表面污染物；采用干燥的50℃～80℃空气将表面干燥；将处理好的两支连铸坯叠合面叠合在一起，放入真空室，将连铸坯叠合面四周缝隙在真空下焊接封闭。将焊接好的连铸坯进行加热至奥氏体区1150℃～1250℃保温、锻造或轧制成型，一次压下率30％，总压下率50％。得到150mm厚度的厚板。所制造的钢板对碳元素的面扫描照片如图1所示，由此可以看出应用本发明制造的钢板叠合面碳分布均匀，结合面没有空洞、裂纹等缺陷出现。
实施例2：以Q235普碳钢为例。
将三块300mm厚度同样尺寸同种材料的连铸坯待叠合面表面进行喷砂除氧化铁皮；应用压缩空气将表面清扫干净；应用丙酮将喷砂后的表面擦拭除去油脂；应用酒精除去表面污染物；应用干燥的50℃～80℃空气将表面干燥；将三支连铸坯叠合在一起，放入真空室，将连铸坯结合面四周缝隙在真空下焊接封闭。将焊接好的连铸坯进行加热至奥氏体区1150℃～1250℃保温、锻造成型，一次压下率30％，总压下率50％，得到450mm厚的坯料，再通过轧机轧制得到200mm厚的厚板。所制造的钢板叠合面组织照片和横向断口照片分别如图2、图3所示；叠合面的组织与基体组织相同。

Claims (1)

1.一种累积叠轧焊工艺制造特厚板坯的方法，钢材为Q235普碳钢，步骤如下：
将三块300mm厚度同样尺寸同种材料的连铸坯待叠合面表面进行喷砂除氧化铁皮；应用压缩空气将表面清扫干净；应用丙酮将喷砂后的表面擦拭除去油脂；应用酒精除去表面污染物；应用干燥的50℃～80℃空气将表面干燥；将三支连铸坯叠合在一起，放入真空室，将连铸坯结合面四周缝隙在真空下焊接封闭；将焊接好的连铸坯进行加热至奥氏体区1150℃～1250℃保温、锻造成型，一次压下率30％，总压下率50％，得到450mm厚的坯料，再通过轧机轧制得到200mm厚的厚板。
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