CN103273272B - 一种综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁材料压力加工领域，具体为一种综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法。采用数值模拟技术研究单纯轧制、单纯锻造和锻造+轧制复合形成方法的坯料内部应变分布状况，提出锻、轧复合成形方法：1）首先将铸坯加热；2）加热结束后，在大型液压机上锻造变形；3）锻造变形结束后，锻坯返回加热炉保温；4）保温结束后，锻坯热送至轧机进行轧制，或缓冷至室温后再重新加热轧制。本发明适用于各种模铸宽厚板坯（扁锭）的成形过程，尤其存在中心疏松的坯料有良好的效果。本发明能够消除宽厚板铸坯心部密集性疏松缺陷，减轻显微偏析，使组织细化并均匀化。同时，保证钢板表面质量，减少加工余量，使成品宽厚板材实现“内实外精”。

Description

一种综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法

技术领域

本发明属于钢铁材料压力加工领域，具体地说就是采用一种锻造、轧制的复合成形方法，提升宽厚板坯内部和外部综合质量，它适用于各种模铸宽厚板坯（扁锭）的成形过程。

背景技术

大型宽厚板是重大工程的基础母材，其应用范围覆盖石化压力容器、高端模具、海洋工程、冶金机械、桥梁建筑等民用与国防领域，据保守估算，我国当前特厚板的市场需求在500万吨/年以上，年产值近千亿。由于设备能力和技术水平限制，我国特厚钢板一直依赖从德国迪林根、法国阿赛洛、日本JFE进口，价格十分昂贵，如海洋平台齿条钢达1万欧元/吨，压力容器板达7万元/吨。因此，开发宽厚板坯制造装备和技术，生产优质大板坯，不仅可满足国家战略需求，而且具有巨大的市场前景。

为了满足宽厚板的实际需求，近年来我国投产及新建20余条宽厚板轧钢生产线，包括宝钢5000mm轧机、鞍钢5000mm、5500mm轧机、舞钢5000mm轧机等，开口度在400～1200mm之间，年产能近3000万吨。但是，此类轧机起初采用最大厚度为400mm的连铸坯作为原料，只能轧制成厚度小于150mm的成品，无法满足特厚板（厚度200～500mm）重大的需求。对于400mm以上厚度的宽厚板铸坯，国内目前一般采用四种方法进行生产：模铸圆锭后锻造、模铸扁锭后轧制、电渣重熔扁锭后轧制、连铸坯扩散焊后轧制。模铸圆锭锻造后内在质量较好，但材料利用率较低，切头切尾量达30％以上，锻件表面质量差，加工余量大，导致制造成本高；电渣重熔方法可生产出高质量宽厚板坯，但是生产效率非常低，生产一块宽厚板坯需要20多个小时，并且制造成本高，该方法只能满足特殊需求的高档板坯需要，很难满足量大面广的普通厚板需要；连铸坯扩散焊需要将铸坯机加工成镜面，在真空室内钎焊后再送到轧机上轧制，加工周期长，生产成本高，并且无法焊接合金含量较高的钢种。因此，目前模铸扁锭后轧制成为当前一种低成本、高材料利用率的主要加工方法，但采用模铸方式生产的宽厚板坯偏析严重，容易产生缩孔疏松缺陷，在轧制过程中，变形量主要集中在坯料表面，铸坯心部变形量较小，大的缺陷不能愈合，影响钢板质量，常常造成探伤不合格。在当前对钢板内在质量要求越来越高的趋势下，开发一种低成本、高效率提升宽厚板坯内部质量的压力加工方法已迫在眉睫。

在宽厚板铸坯生产过程中，金属液浇注到钢锭模以后，与钢锭模接触的金属液将首先凝固，而心部的金属由于热传导慢将最后凝固。钢锭心部区域将逐渐形成糊状区，由于宽厚板铸坯的厚度可达1m，糊状区内的温度梯度小，如果此时对铸坯进行保温，可实现心部同时凝固，这样可避免形成沿钢锭轴线的大型缩孔缺陷，有效提高探伤通过率（见专利ZL201010604260.1）。然而，疏松尺寸虽然减小，但更加细小分散，这些显微疏松与显微偏析共存，难以在铸造工序彻底消除。这种铸坯采用普通轧制工艺后，在断面上常常发现存在点状缺陷（图11所示），影响钢材力学性能，这种密集性缺陷普遍存在于钢板内部（分布如图12a～图12b所示），严重时会导致探伤无法通过而报废。为此，有必要开发一种有效的压力加工工艺，消除宽厚板铸坯心部缺陷，提升产品内在质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，它是高效提升宽厚板坯内部质量的压力加工方法，可以消除宽厚板铸坯心部密集性疏松缺陷，减轻显微偏析，细化晶粒。同时，保证钢板表面质量，避免表面折叠、结疤、裂纹等缺陷，使成品宽厚板材实现“内实外精”。

本发明的技术方案是：

一种综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，包括如下步骤：

1）将宽厚板铸坯进行一次加热保温；

2）一次加热保温结束后，在液压机上锻造变形；

3）锻造变形结束后，锻坯返回加热炉进行二次加热保温；

4）保温结束后，锻坯热送至轧机进行轧制；或者，随炉缓冷至室温后再重新加热轧制。

所述步骤1）中，加热温度在1100～1250℃，加热保温时间t根据铸坯厚度DX，按照下式计算：

t=DX/50

式中，t为保温时间，单位h；DX为铸坯厚度，单位mm。

所述步骤2）中，为达到锻件的目标尺寸，采用宽砧沿铸坯厚度方向X向和宽度方向Y向施加变形，通过布砧和多道次变形，使坯料沿长度方向Z向被拔长，砧子宽度与铸坯初始厚度的比值≥1，变形压实过程中的单次压下率为20%～30%，总压下比不小于2。

所述步骤2）中，锻造过程，砧子宽度与铸坯初始厚度的比值优选为1.0～1.2，变形压实过程中的总压下比优选为2.0～2.5。

所述步骤2）中，沿宽度方向Y向变形后，厚度方向X向尺寸的计算方法为：

DX_i=0.98{DX_i-1+[0.782-0.182(DY_i-1/W)]ΔY_i-1}

式中，DX_i为变形后厚度方向尺寸，mm；DX_i-1为变形前厚度方向尺寸，mm；DY_i-1为变形前宽度方向尺寸，mm；W为砧宽，mm；ΔY_i-1为沿Y方向的单次压下量，mm；

所述步骤2）中，沿厚度方向X向变形后，宽度方向Y向尺寸的计算方法为：

DY_i=0.99{DY_i-1+[0.782-0.182(DX_i-1/W)]ΔX_i-1}

式中，DY_i为变形后厚度方向尺寸，mm；DY_i-1为变形前厚度方向尺寸，mm；DX_i-1为变形前宽度方向尺寸，mm；W为砧宽，mm；ΔX_i-1为沿X方向的单次压下量，mm。

所述步骤3）中，二次加热保温温度在1100～1200℃，保温时间5～10h。

所述步骤3）中，二次加热保温温度和时间，在合金含量超过1wt%的取上限，合金含量小于0.5wt%的取下限。

所述步骤4）中，轧制温度在1100～1200℃，根据产品尺寸需要进行横轧和纵轧，轧制总压下比不小于1.5。

所述步骤4）中，轧制总压下比优选为1.5～2.5。

所述步骤4）中，单次最大轧制量ΔX_max为：

${\mathrm{\ΔX}}_{\max }=D(1-\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\μ}}^2}})$

其中，

μ=1.05-0.0005T-0.056v

单次平均压下量为：

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}=0.8\mathrm{\Δ}{X}_{\max }$

式中，ΔX_max单次最大轧制量，mm；单次平均压下量，mm；D为轧辊直径，mm；μ为摩擦系数，T为温度，℃；v为轧辊转速，m/s；

总轧制次数N为：

$N=\mathrm{INT}\left(\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}}\right)$

式中，ΔX_total为轧制流程的总压下量，即钢坯初始厚度与最终厚度之差，mm；INT(x)为取整函数；单次平均压下量，mm；

为保证板形质量，开始轧制和最终轧制时压下量较小，中间道次压下量较大，压下量的分配引入正态分布函数f(x)：

$f\left(x\right)=\frac{1}{0.55N\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{{(N_i-\frac{N}{2})}^2}{2{\left(0.55N\right)}^2})$

式中，N_i为轧制的道次数，N_i∈(1,N)；

轧制量的分配函数f′(x)表达为：

$f^{\′}\left(x\right)=f\left(x\right)/{\mathrm{\Σ}}_1^{N}f\left(x\right)$

最终，第N_i轧制道次的压下量ΔX_i按下式计算：

ΔX_i=ΔX_total·f′(N_i)

式中，N_i为轧制的道次数，N_i∈(1,N)；ΔX_total为轧制流程的总压下量，mm。

本发明的有益效果是：

1、本发明提出的一种综合提升宽厚板铸坯内外质量的锻、轧复合成形方法，此方法与普通轧制方法相比，既能通过锻造增加坯料内部应变，又能通过轧制增加坯料表面（次表面）应变，从而使应变分布更加均匀，晶粒更加细小有利于铸坯内部疏松缺陷的愈合，减少钢板因中心密集性疏松而无法通过探伤检验导致报废的可能。

2、本发明提出的一种综合提升宽厚板铸坯内外质量的锻、轧复合成形方法，此方法与普通锻造方法相比，锻造火次减少1～2火，同时后期轧制能大幅提升钢板表面尺寸精度，降低加工余量10～20%，经济性更好。

3、本发明提出的锻、轧复合成形方法及其压下量计算公式，能够综合提升宽厚板内外质量，既保障内部组织致密、晶粒细小，又保障表面尺寸精度高、加工余量小，特别适合一些海洋平台齿条板、压力容器板、模具板等制造难度较大的高附加值产品。

总之，采用本发明方法生产的钢板，能够使坯料组织致密、晶粒细小，同时也能保证坯料表面尺寸精度高，加工余量小。

附图说明

图1a～图1d为锻造加轧制复合成形工艺流程示意图，其中：

图1a为宽厚板铸坯一次加热示意图，图1b为宽厚板铸坯锻造过程示意图，图1c为宽厚板铸坯锻后回炉二次加热示意图，图1d为宽厚板铸坯轧制过程示意图。

图中，1－宽厚板模铸坯；2－加热炉；3－液压机；4－轧机。

图2为实施例1中加热后的宽厚板坯示意图。

图3为实施例1中锻造后的宽厚板坯示意图。

图4为实施例1中轧制后的宽厚板坯示意图。

图5为对比例1中单纯轧制方案的坯料应变场。

图6为对比例1中单纯锻造方案的坯料应变场。

图7为对比例1中锻造加轧制复合成形方案的坯料应变场。

图8为对比例1中单纯轧制方案的坯料由里到外（五等分）的应变值。

图9为对比例1中单纯锻造方案的坯料由里到外（五等分）的应变值。

图10为对比例1中锻造加轧制方案的坯料由里到外（五等分）的应变值。

图11为普通工艺轧制后钢板断面上的密集性缺陷低倍组织图。

图12a～图12b为铸造钢坯内部疏松性缺陷分布图。其中，图12a为主视图；图12b为俯视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明。

如图1a～图1d所示，本发明锻造加轧制复合成形工艺流程是：

（1）在加热炉2中，对宽厚板铸坯（宽厚板模铸坯1）进行一次加热保温（图1a）；

（2）在液压机3中，对宽厚板铸坯进行锻造（图1b）；

（3）在加热炉2中，对宽厚板铸坯进行锻后回炉二次加热保温（图1c）；

（4）通过轧机4对宽厚板铸坯进行轧制（图1d）。

其中，加热炉2为车底式炉。

本发明提出了一种综合提升宽厚板铸坯内外质量的锻、轧复合成形方法，包括如下步骤：

1）将宽厚板铸坯加热。

在车底式炉中加热，加热温度在1100～1250℃，具体根据钢种决定，加热保温时间t根据铸坯厚度DX，按照下式计算：

t=DX/50          (1)

式中，t为保温时间，单位h；DX为铸坯厚度，单位mm。

2）加热结束后，在大型液压机上锻造变形。

如图2所示，为达到锻件的目标尺寸，采用宽砧沿铸坯厚度方向（X向）和宽度方向（Y向）施加变形，通过布砧和多道次变形，使坯料沿长度方向（Z向）被拔长，砧子宽度与铸坯初始厚度的比值≥1（优选为1.0～1.2），变形压实过程中的单次压下率为20%～30%，总压下比不小于2（优选为2.0～2.5）。

沿宽度方向（Y）变形后，厚度方向（X）尺寸的计算方法为：

DX_i=0.98{DX_i-1+[0.782-0.182(DY_i-1/W)]ΔY_i-1}          (2)

式中，DX_i为变形后厚度方向尺寸，mm；DX_i-1为变形前厚度方向尺寸，mm；DY_i-1为变形前宽度方向尺寸，mm；W为砧宽，mm；ΔY_i-1为沿Y方向的单次压下量，mm。

沿厚度方向（X）变形后，宽度方向（Y）尺寸的计算方法为：

DY_i=0.99{DY_i-1+[0.782-0.182(DX_i-1/W)]ΔX_i-1}          (3)

式中，DY_i为变形后厚度方向尺寸，mm；DY_i-1为变形前厚度方向尺寸，mm；DX_i-1为变形前宽度方向尺寸，mm；W为砧宽，mm；ΔX_i-1为沿X方向的单次压下量，mm。

3）锻造变形结束后，锻坯返回加热炉保温（图3）。

二次加热保温温度在1100～1200℃，保温时间5～10h，具体根据钢种决定，合金含量超过1wt%取上限，合金含量小于0.5wt%的取下限。通过高温保温，使已闭合的孔洞型缺陷有充分的时间愈合，并通过合金元素扩散减轻显微偏析。

4）保温结束后，锻坯热送至轧机进行轧制，或随炉缓冷至室温后再重新加热轧制（图4）。

轧制温度在1100～1200℃，根据产品尺寸需要进行横轧和纵轧，轧制总压下比不小于1.5（优选为1.5～2.5）。单次轧制量按如下公式计算：

单次最大轧制量ΔX_max为：

${\mathrm{\ΔX}}_{\max }=D(1-\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\μ}}^2}})---\left(4\right)$

其中，

μ=1.05-0.0005T-0.056v          (5)

单次平均压下量为：

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}=0.8\mathrm{\Δ}{X}_{\max }---\left(6\right)$

式中，ΔX_max单次最大轧制量，mm；单次平均压下量，mm；D为轧辊直径，mm；μ为摩擦系数，T为温度，℃；v为轧辊转速，m/s。

总轧制次数N为：

$N=\mathrm{INT}\left(\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}}\right)---\left(7\right)$

式中，ΔX_total为轧制流程的总压下量，即钢坯初始厚度与最终厚度之差，mm；INT(x)为取整函数；单次平均压下量，mm。

为保证板形质量，开始轧制和最终轧制时压下量较小，中间道次压下量较大，压下量的分配引入正态分布函数f(x)：

$f\left(x\right)=\frac{1}{0.55N\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{{(N_i-\frac{N}{2})}^2}{2{\left(0.55N\right)}^2})---\left(8\right)$

式中，N_i为轧制的道次数，N_i∈(1,N)。

轧制量的分配函数f′(x)可表达为：

$f^{\′}\left(x\right)=f\left(x\right)/{\mathrm{\Σ}}_1^{N}f\left(x\right)---\left(9\right)$

最终，第N_i轧制道次的压下量ΔX_i可按下式计算：

ΔX_i=ΔX_total·f′(N_i)          (10)

式中，N_i为轧制的道次数，N_i∈(1,N)；ΔX_total为轧制流程的总压下量，mm。

本发明中，宽厚板铸坯和宽厚板坯产品为长方体结构，其中：

宽厚板铸坯的规格尺寸范围为：长2500～3200mm×宽1900～3200mm×厚600～1000mm；

宽厚板铸坯经锻造、轧制后，宽厚板坯产品的规格尺寸范围为：长3000～15000mm×宽2000～5000mm×厚100～300mm。

实施例1

本实施例所使用的宽厚板铸坯，其原始尺寸约为厚840mm×宽2100mm×长3200mm，材质为SA517GrQ，用于自升式海洋平台齿条板。坯料加热温度为1200℃，第一火保温时间为15h。采用850mm的宽砧进行锻造，先沿Y方向拔长一趟，再沿X方向拔长4趟，每趟之间坯料翻转180°，以保证变形均匀。根据公式(2)和公式(3)，计算锻造过程工艺参数如表1：

表1轧制前锻造过程的工艺参数

趟次	ω	ΔX	DX	ΔY	DY	ΔZ	DZ
								0	-	-	840	-	2100	-	3200
1	0°	-	890	200	1900	-	3340
								2	180°	-	950	200	1700	-	3500
3	180°	190	760	-	1780	-	4180
								4	180°	150	610	-	1840	-	5040
5	180°	120	490	-	1890	-	6110

表中，ω为各道次之间坯料的翻转角度（°）；ΔX为沿厚度方向（X）的变形量，mm；DX为变形后厚度方向（X）的尺寸，mm；ΔY为沿宽度方向（Y）的变形量，mm；DY为变形后宽度方向（X）的尺寸，mm；ΔZ为沿长度方向（Z）的变形量，mm；DZ为变形后长度方向（Z）的尺寸，mm。

按照上述方案执行，锻造后的坯料尺寸为490mm×1890mm×6110mm，锻后坯料温度为1000℃，立即回炉进行高温扩散，加热至1200℃保温8h，然后炉冷到室温，检查表面质量后，运至5m轧机生产线，加热至1200℃保温5h，进行纵向轧制，轧辊直径为1200mm，轧辊转速为3m/s。

按照公式(4)，单次最大轧制量ΔX_max为：

${\mathrm{\ΔX}}_{\max }=D(1-\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\μ}}^2}})=45\mathrm{mm}$

单次平均压下量为：

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}=0.8{\mathrm{\ΔX}}_{\max }=36\mathrm{mm}$

总轧制次数N为：

$N=\mathrm{INT}\left(\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}}\right)=9$

根据公式(8)、(9)和(10)，计算各道次的具体压下量数值如表2所示：

表2锻后轧制的工艺参数

图5、图6和图7分别给出了加热、锻造和轧制后的宽厚板坯，经过探伤和力学性能检测，板坯质量达到GB/T2970一级标准，未发现超过φ3mm当量的缺陷，-40℃冲击功在80J以上，厚度方向断面收缩率Z>50%，完全满足使用要求。

对比例

为验证本发明的先进性，采用数值模拟技术比较了轧制、锻造和锻造+轧制三种工艺方式下坯料的变形情况。

表3给出了单纯轧制方案的工艺参数，表4给出了单纯锻造的工艺参数。根据这些参数，在有限元模拟软件ABAQUS中分别模拟了单纯轧制、单纯锻造和锻造+轧制三种方案的成形过程。图5为模拟得到的单纯锻造后坯料内部应变场分布图，图6为模拟得到的单纯轧制后坯料内部应变场分布图，图7为模拟得到的锻造+轧制后坯料内部应变场分布图。由三种工艺方式的应变场比较可见，采用单纯的轧制方法，应变主要分布在坯料表面；采用单纯的锻造方法，应变主要分布在锻件心部，并且应变沿长度方向分布不均匀；而采用锻造+轧制的复合成形方法，可以最大程度地实现应变由表及里分布的均匀性，进而保障组织的均匀性和中心质量。图8～图10进一步给出了三种工艺条件下坯料从心部到表面（五等分）的应变分布，由图可见，在单纯轧制情况下，坯料心部应变仅为1.6，而表面应变则达到了3.9，应变梯度很大。对于厚断面铸坯而言，缺陷往往集中在心部，较小的心部应变量无法满足愈合缺陷的要求；在单纯锻造情况下，坯料心部应变达2.4，表面应变为1.4，沿厚度存在一定应变梯度，并且沿长度方向应变分布不均匀，这常常会导致接砧区域应变量过小，使中心缺陷无法愈合，并且由于表面应变量较小，坯料的表面质量较差；在锻造+轧制复合工艺下，坯料心部应变为2.1，表面应变为2.3，应变分布较为均匀，这样既可保证锻件心部的缺陷充分愈合，又可保障表面的板形质量。

表3完全轧制方案的工艺参数

道次	正态分布函数	压下量分配函数	单次压下量(mm）	板厚（mm）
					0	-	-	-	900
1	0.025957596	0.040779932	29.4	870.6
					2	0.027846637	0.043747656	31.6	839
3	0.029627284	0.046545089	33.6	805.4
					4	0.031262356	0.049113822	35.5	769.9
5	0.032716163	0.051397784	37.1	732.8
					6	0.033955788	0.053345261	38.5	694.3
7	0.034952323	0.054910839	39.6	654.7
					8	0.03568199	0.056057162	40.5	614.2
9	0.036127082	0.05675641	41	573.2
					10	0.036276677	0.056991426	41.1	532.1
11	0.036127082	0.05675641	41	491.1
					12	0.03568199	0.056057162	40.5	450.6
13	0.034952323	0.054910839	39.6	411
					14	0.033955788	0.053345261	38.5	372.5
15	0.032716163	0.051397784	37.1	335.4
					16	0.031262356	0.049113822	35.5	299.9
17	0.029627284	0.046545089	33.6	266.3
					18	0.027846637	0.043747656	31.6	234.7
19	0.025957596	0.040779932	29.4	205.3
					20	0.023997553	0.037700664	27.2	178.1

表4完全锻造方案的工艺参数

趟次	ω	ΔZ	ΔX	DX	ΔY	DY	DZ
								0	-	-	-	840	-	2100	3200
1	0°	-	-	890	200	1900	3340
								2	180°	-	-	950	200	1700	3500
3	90°	-	190	760	-	1780	4180
								4	180°	-	150	610	-	1840	5040
5	180°	-	120	490	-	1890	6110
								6	180°	-	100	390	-	1930	7520
7	180°	-	80	310	-	1960	9320
								8	180°	-	60	250	-	1970	11500
9	180°	-	50	200	-	1980	14300
								10	180°	-	22	178	-	1970	16150

表中，ω为各道次之间坯料的翻转角度（°）；ΔX为沿厚度方向（X）的变形量，mm；DX为变形后厚度方向（X）的尺寸，mm；ΔY为沿宽度方向（Y）的变形量，mm；DY为变形后宽度方向（X）的尺寸，mm；ΔZ为沿长度方向（Z）的变形量，mm；DZ为变形后长度方向（Z）的尺寸，mm。

实施例和对比例的结果表明，本发明采用数值模拟技术研究单纯轧制、单纯锻造和锻造+轧制复合形成方法的坯料内部应变分布状况，提出锻、轧复合成形方法：1）首先将铸坯加热；2）加热结束后，在大型液压机上锻造变形；3）锻造变形结束后，锻坯返回加热炉保温；4）保温结束后，锻坯热送至轧机进行轧制，或缓冷至室温后再重新加热轧制。本发明适用于各种模铸宽厚板坯（扁锭）的成形过程，尤其存在中心疏松的坯料有良好的效果。本发明可以解决目前宽厚板坯内部质量问题，能够消除宽厚板铸坯心部密集性疏松缺陷，减轻显微偏析，使组织细化并均匀化。采用本发明制定的锻造+轧制复合成形工艺，能够使坯料组织致密、晶粒细小，同时也能保证坯料表面尺寸精度高，加工余量小，使成品宽厚板材实现“内实外精”。

Claims (9)

1.一种综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将宽厚板铸坯进行一次加热保温；

2)一次加热保温结束后，在液压机上锻造变形；

3)锻造变形结束后，锻坯返回加热炉进行二次加热保温；

4)保温结束后，锻坯热送至轧机进行轧制；或者，随炉缓冷至室温后再重新加热轧制；

所述步骤4)中，单次最大轧制量ΔX_max为：

${\mathrm{\ΔX}}_{\max }=D(1-\frac{1}{\sqrt{1+{\mathrm{\μ}}^2}})$

其中，

μ＝1.05-0.0005T-0.056v

单次平均压下量为：

$\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}=0.8\mathrm{\Δ}{X}_{\max }$

式中，ΔX_max单次最大轧制量，mm；单次平均压下量，mm；D为轧辊直径，mm；μ为摩擦系数，T为温度，℃；v为轧辊转速，m/s；

总轧制次数N为：

$N=\mathrm{INT}\left(\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{total}}}{\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{X}}\right)$

式中，ΔX_total为轧制流程的总压下量，即钢坯初始厚度与最终厚度之差，mm；INT(x)为取整函数；单次平均压下量mm；

为保证板形质量，开始轧制和最终轧制时压下量较小，中间道次压下量较大，压下量的分配引入正态分布函数f(x)：

$f\left(x\right)=\frac{1}{0.55N\sqrt{2\mathrm{\π}}}\exp (-\frac{{(N_i-\frac{N}{2})}^2}{2{\left(0.55N\right)}^2})$

式中，N_i为轧制的道次数，N_i∈(1,N)；

轧制量的分配函数f′(x)表达为：

$f^{\′}\left(x\right)=f\left(x\right)/{\mathrm{\Σ}}_1^{N}f\left(x\right)$

最终，第N_i轧制道次的压下量ΔX_i按下式计算：

ΔX_i＝ΔX_total·f′(N_i)

式中，N_i为轧制的道次数，N_i∈(1,N)；ΔX_total为轧制流程的总压下量，mm。

2.按照权利要求1所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤1)中，加热温度在1100～1250℃，加热保温时间t根据铸坯厚度DX，按照下式计算：

t＝DX/50

式中，t为保温时间，单位h；DX为铸坯厚度，单位mm。

3.按照权利要求1所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤2)中，为达到锻件的目标尺寸，采用宽砧沿铸坯厚度方向X向和宽度方向Y向施加变形，通过布砧和多道次变形，使坯料沿长度方向Z向被拔长，砧子宽度与铸坯初始厚度的比值≥1，变形压实过程中的单次压下率为20％～30％，总压下比不小于2。

4.按照权利要求3所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤2)中，锻造过程，砧子宽度与铸坯初始厚度的比值优选为1.0～1.2，变形压实过程中的总压下比优选为2.0～2.5。

5.按照权利要求1所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，

所述步骤2)中，沿宽度方向Y向变形后，厚度方向X向尺寸的计算方法为：

DX_i＝0.98{DX_i-1+[0.782-0.182(DY_i-1/W)]ΔY_i-1}

式中，DX_i为变形后厚度方向尺寸，mm；DX_i-1为变形前厚度方向尺寸，mm；DY_i-1为变形前宽度方向尺寸，mm；W为砧宽，mm；ΔY_i-1为沿Y方向的单次压下量，mm；

所述步骤2)中，沿厚度方向X向变形后，宽度方向Y向尺寸的计算方法为：

DY_i＝0.99{DY_i-1+[0.782-0.182(DX_i-1/W)]ΔX_i-1}

式中，DY_i为变形后厚度方向尺寸，mm；DY_i-1为变形前厚度方向尺寸，mm；DX_i-1为变形前宽度方向尺寸，mm；W为砧宽，mm；ΔX_i-1为沿X方向的单次压下量，mm。

6.按照权利要求1所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤3)中，二次加热保温温度在1100～1200℃，保温时间5～10h。

7.按照权利要求6所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤3)中，二次加热保温温度和时间，在合金含量超过1wt％的取上限，合金含量小于0.5wt％的取下限。

8.按照权利要求1所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤4)中，轧制温度在1100～1200℃，根据产品尺寸需要进行横轧和纵轧，轧制总压下比不小于1.5。

9.按照权利要求8所述的综合提升宽厚板坯内外质量的锻、轧复合成形方法，其特征在于，所述步骤4)中，轧制总压下比优选为1.5～2.5。