CN102330017A - 小压缩比条件下使用连铸坯生产特厚钢板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小压缩比条件下使用连铸坯生产特厚钢板的工艺方法，所述方法包括：冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过LF+RH精炼来添加微合金元素Nb和Ti，进行微合金化；采用全保护浇注，连铸坯下线缓冷48h以上；加热工艺：加热温度为1180～1220℃，加热参考时间按8-10min/cm以保证钢坯烧匀烧透，均热时间不少于40min；轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧机进行≥1000℃的完全再结晶轧制，待温厚度≥1.2倍成品厚度，精轧开轧温度控制在880-850℃，轧后钢板立即进行加速冷却，冷却速度在5～7℃/s，终冷温度控制在630～600℃之间；正火热处理工艺：正火处理温度为890-860℃，炉内保温时间为1.5-2.0min/mm，正火钢板出炉后放置在通风处单张平放，钢板收集温度≤100℃。
Description
技术领域
本发明涉及使用连铸坯生产特厚钢板的轧制和热处理工艺的技术领域，更具体地讲，涉及一种使用连铸坯生产高韧性抗层状撕裂特厚板的生产工艺，该工艺为使用一定厚度连铸坯生产更厚规格的钢板提供了一个简单可行的工艺途径。
背景技术
目前，国内外有些企业生产厚度100mm以上的钢板多采用大钢锭或复合轧制的方法，成材率低或生产周期长。连铸坯直接轧制生产厚规格钢板，能克服成材率低或生产周期长的不足，但由于压缩比的限制，生产难度较大。
CN101876000A公开了一种采用连铸坯直接轧制生产厚度规格为100mm以上的特厚钢板的方法(申请号为200910237736.X)。在该申请记载的技术方案中，所用的连铸坯规格为320*2000*L，生产钢板最大厚度为130mm。然而，该专利申请所用坯料厚度规格较大，所采用的压缩比较大，钢板厚度规格较小，生产技术难度相对较低；且最终实物性能中Z向性能能够稳定达到Z25％，但未达到Z35要求。
CN101864536A公开了一种100mm厚Q390E特厚钢板及其制造方法(申请号201010159178.2)。在该申请记载的技术方案中，所用坯料为260mm，生产钢板厚度为100mm，其压缩比为2.6，且所涉及的钢板产品没有抗层状撕裂的性能保证，工业生产的技术难度不大。
CN102127707A涉及一种采用控轧工艺生产强度高、低温韧性高的特厚钢板及其生产方法(申请号201110060060.9)。该专利采用250-300mm连铸坯生产40-100mm钢板，其压缩比不小于3.0，钢板厚度规格不大；且在钢板的化学成分中含有价格昂贵的Ni元素相对的增加了钢板的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产高韧性抗层状撕裂的特厚钢板的方法，该钢种成本相对低廉，工艺简单易于操作，非常适合连续化大生产。
为了实现上述目的，根据本发明的使用连铸坯生产特厚钢板的方法使用厚度规格更小的300mm连铸坯，采用Nb、Ti复合强化，得到正火钢板综合性能稳定，其Z向性能均满足Z35要求。
根据本发明实施例的在小压缩比条件下生产高韧性抗层状撕裂的特厚钢板的方法运用控轧、加速冷却和正火技术，得到低合金铁素体+珠光体钢板。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种小压缩比条件下使用连铸坯生产特厚钢板的工艺方法，其特征在于，所述方法包括：冶炼和连铸工艺：采用转炉冶炼，通过LF+RH精炼来添加微合金元素Nb和Ti，进行微合金化；采用全保护浇注，连铸坯下线缓冷48h以上；加热工艺：加热温度为1180～1220℃，加热参考时间按8-10min/cm以保证钢坯烧匀烧透，均热时间不少于40min；轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧机进行≥1000℃的完全再结晶轧制，待温厚度≥1.2倍成品厚度，精轧开轧温度控制在880-850℃，轧后钢板立即进行加速冷却，冷却速度在5～7℃/s，终冷温度控制在630～600℃之间；正火热处理工艺：正火处理温度为890-860℃，炉内保温时间为1.5-2.0min/mm，正火钢板出炉后放置在通风处单张平放，钢板收集温度≤100℃。
在根据本发明的实施例中，所述连铸坯的厚度为300mm，以2.14的压缩比生产厚度为140mm的Q345EZ35的特厚钢板。
在根据本发明的实施例中，所述特厚钢板的化学成分按重量百分比计为：C≤0.18％、Si≤0.50％、Mn≤1.70％、Nb≤0.07％、Ti≤0.020％、Als≥0.015％、P≤0.025％、S≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
在根据本发明的实施例中，在转炉冶炼过程中，采用铝锰钛脱氧，参考加入量为2kg/t；采用硅锰、高碳锰铁、Nb铁进行合金化。当钢水出至1/4时开始均匀加入硅锰、高碳锰铁、Nb铁，钢水出至3/4时加完，将合金对准钢流冲击区加入。
在根据本发明的实施例中，通过LF钢包精炼、RH真空脱气精炼，降低O、H、N等有害气体及S含量。在LF钢包精炼中，采用铝粒、碳化硅、碳化钙调渣，终渣碱度控制在2.5以上；喂铝线增铝，喂钛线增钛，精炼时间不低于40分钟。
在根据本发明的实施例中，RH真空脱气精炼采用本处理模式，纯脱气时间大于5分钟；RH处理结束后，喂钙铁线0.38-0.8kg/t钢，软吹10分钟以上。
附图说明
图1为正火钢板表面处金相组织。
图2为正火钢板1/4厚度处金相组织。
图3为正火钢板1/2厚度处金相组织。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
本发明的目的是提供一种生产高韧性抗层状撕裂的特厚钢板的方法，该钢种成本相对低廉，工艺简单易于操作，非常适合连续化大生产。
根据本发明的方法所生产的钢板熔炼的主要化学成分为(按wt％计算)：C≤0.18％，Si≤0.50％，Mn≤1.70％，Nb≤0.07％，Ti≤0.020％，Als≥0.015％，P≤0.025％，S≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
根据本发明使用连铸坯生产特厚钢板的方法包括：
(一)、冶炼工艺：以铁水、废钢、铁合金为主要原料，采用铁水预处理、顶底复吹转炉吹炼(经转炉吹炼处理后得到钢水)、LF精炼、RH真空循环脱气工艺、同时进行钙处理、全流程保护浇注，连铸坯下线缓冷48h以上。
具体地讲，在铁水预处理过程中，铁水脱硫严格执行工艺规程，铁水硫控制在0.003wt％以下，温度不低于1250℃，脱硫完毕扒净铁水表面的渣。
在转炉冶炼过程中，采用铝锰钛脱氧，参考加入量为2kg/t；采用硅锰、高碳锰铁、Nb铁进行合金化。当钢水出至1/4时开始均匀加入，钢水出至3/4时加完，将合金对准钢流冲击区加入。
通过LF钢包精炼、RH真空脱气精炼，降低O、H、N等有害气体及S含量。其中，LF精炼造黄白渣或白渣，采用铝粒、碳化硅、碳化钙调渣，终渣碱度控制在2.5以上；喂铝线增铝，喂钛线增钛，精炼时间不低于40分钟。复合加入Nb和Ti，充分发挥析出强化和结晶强化的双重效果。
RH精炼采用本处理模式，纯脱气时间大于5分钟。RH处理结束后，喂钙铁线0.38-0.8kg/t钢(按钙铁线的粉重计算，即，去除钙铁线的皮之后的重量)，软吹10分钟以上。RH冶炼周期控制在40～60分钟，可以根据实际调整。
(二)、加热工艺：连铸坯送入步进式加热炉进行加热，加热温度为1180～1220℃，加热参考时间按8-10min/cm，保证钢坯烧匀烧透，均热时间不少于40min。
(三)、轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧机进行≥1000℃的完全再结晶轧制，待温厚度≥1.2倍成品厚度，精轧开轧温度控制在880-850℃，轧后钢板立即进行加速冷却，冷速为5～7℃/s，终冷温度控制在630～600℃之间。其中，待温厚度是指中间坯厚度，即粗轧和精轧之间待温时的坯料厚度。双机架是指粗轧机和精轧机。两阶段，即粗轧和精轧，是指轧制上的两个阶段，两阶段之间有时间间隔。冷却时采用ACC冷却。
(四)正火热处理工艺：正火处理温度为890-860℃，炉内保温时间为1.5-2.0min/mm，正火钢板出炉后放置在通风处单张平放，钢板收集温度≤100℃。钢板在冷床上必须冷却到足够温度以下才能进行后续处理，即收集温度。
按照本发明提供的成分设计和生产工艺，除本说明书已经说明的情况外，本实施例采用连铸坯的尺寸为300mm×1800mm×3500mm，采用双机架两阶段控轧，最终生产厚度为140mm的高韧性抗层状撕裂的Q345EZ35特厚钢板，即，压缩比为2.14(300mm/140mm)。实例的化学成分见表1，生产工艺见表2，实物的性能检验结果见表3。
表1根据本发明的140mm厚的Q345EZ35钢板的化学成分(wt％)
表2根据本发明的140mm厚的Q345EZ35钢板的轧制及热处理工艺
表3根据本发明的140mm厚的Q345EZ35钢板的性能
从以上表中数据可以看出，该工艺简单易于操作，钢板具有强度适中，塑性好，低温韧性高的特点，加之成本相对低廉，适合大规模工业生产。
从图1至图3的金相组织来看，钢板沿厚度方向不同位置的组织较为均匀，晶粒度均在7.5-8级之间，且无明显带状组织。
本发明并不局限于上述实例，按照本发明提供的成分要求和生产工艺要求，均可实施。
Claims (8)
1.一种小压缩比条件下使用连铸坯生产特厚钢板的工艺方法，其特征在于，所述方法包括：
冶炼和连铸工艺：采用转炉冶炼，通过LF+RH精炼来添加微合金元素Nb和Ti，进行微合金化；采用全保护浇注，连铸坯下线缓冷48h以上；
加热工艺：加热温度为1180～1220℃，加热参考时间按8-10min/cm以保证钢坯烧匀烧透，均热时间不少于40min；
轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧机进行≥1000℃的完全再结晶轧制，待温厚度≥1.2倍成品厚度，精轧开轧温度控制在880-850℃，轧后钢板立即进行加速冷却，冷却速度在5～7℃/s，终冷温度控制在630～600℃之间；
正火热处理工艺：正火处理温度为890-860℃，炉内保温时间为1.5-2.0min/mm，正火钢板出炉后放置在通风处单张平放，钢板收集温度≤100℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连铸坯的厚度为300mm，以2.14的压缩比生产厚度为140mm的Q345EZ35的特厚钢板。
3.根据权利要求1和2中任意一项所述的方法，其特征在于，所述特厚钢板的化学成分按重量百分比计为：C≤0.18％、Si≤0.50％、Mn≤1.70％、Nb≤0.07％、Ti≤0.020％、Als≥0.015％、P≤0.025％、S≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在转炉冶炼过程中，采用铝锰钛脱氧，参考加入量为2kg/t；采用硅锰、高碳锰铁、Nb铁进行合金化。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当钢水出至1/4时开始均匀加入硅锰、高碳锰铁、Nb铁，钢水出至3/4时加完，将合金对准钢流冲击区加入。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过LF钢包精炼、RH真空脱气精炼，降低O、H、N等有害气体及S含量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中，在LF钢包精炼中，采用铝粒、碳化硅、碳化钙调渣，终渣碱度控制在2.5以上；喂铝线增铝，喂钛线增钛，精炼时间不低于40分钟。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中，RH真空脱气精炼采用本处理模式，纯脱气时间大于5分钟；RH处理结束后，喂钙铁线0.38-0.8kg/t钢，软吹10分钟以上。
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