CN104561771A - 一种低压缩比低合金高强度加硼厚板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压缩比低合金高强度加硼厚板及其生产方法，其化学成分按质量百分比为：C：0.9～0.13%、Si：0.20-0.50%、Mn：1.30～1.50%、P≤0.020%、S≤0.003%、Als：0.015%～0.035%、Nb：0.02～0.05%，B：0.0009～0.0014%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明采取连铸坯生产，其生产工艺为：采取脱硫后铁水，铸坯推钢式连续加热，对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制，对终轧后钢板进行ACC层流冷却，对冷至室温60-100mm厚度要进行正火处理。本发明只采取Nb微合金化处理，对连铸坯进行两阶段控制轧制，通过再结晶区变形，使奥氏体再结晶晶粒细化效果明显，有助于获得细小组织，并使微合金Nb及B元素充分扩散，减少B元素的聚集。轧后快速冷却，可有效抑制晶粒长大及硼相的产生。

Description

一种低压缩比低合金高强度加硼厚板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种采取连铸坯热轧生产的100mm以下保性能低合金高强度加硼厚板及其生产方法，并适用于国内其它钢厂对含B 钢高的低合金高强度钢的生产。

背景技术

由于国内实施出口退税政策，加硼钢生产成为目前国内各大钢厂普遍生产的钢种。常规加硼的钢种类别主要为普碳系列及低合金系列的钢种，厚度一般不大于60mm，由于生产难度较小，市场竞争激烈。但目前，国内钢厂在生产100mm以下低合金高强度加硼特厚板较少，尤其低温冲击韧性要求在-20℃以下的钢板更少，大多钢厂因生产该钢种时因厚度较厚，生产钢板出现硼相（脆化相）导致冲击性能值较差而无法生产，或质量合格率低。为解决100mm以下低合金高强度加硼钢厚板的生产，本发明通过成分优化配置、工艺路线选择及控制，可有效解决目前存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采取连铸坯热轧生产的100mm以下保性能低合金高强度加硼厚板及其生产方法，通过采取LF精炼，采用控轧热处理工艺，并采取低碳加Nb成分保证性能合格率，使最终生产的100mm以下含B的低合金高强度钢具有良好的力学性能。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种低压缩比低合金高强度加硼厚板，其化学成分按质量百分比为：C：0.9～0.13%、Si：0.20-0.50%、Mn：1.30～1.50%、P≤0.020%、S≤0.003%、Als：0.015%～0.035%、Nb：0.02～0.05%，B：0.0009～0.0014%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明采取连铸坯生产，连铸坯厚度为300mm，其生产工艺为：

（1）转炉铁水采取脱硫后铁水，铁水S含量≤0.003%；转炉采取顶底复产冶炼，出钢C≥0.06%；氩站采取钢包精炼渣提前造渣；LF精炼采取大渣量操作，避免渣稀吸气现象发生；连铸采取0.70m/min 拉速浇注，中包钢水过热度控制在 15±5℃；铸坯切割后堆冷24～36h后送轧；

（2）铸坯推钢式连续加热加热，最高加热温度控制在 1200～1220℃，同一段温度均匀性控制在20℃以内，加热时间12～14min/cm，均热时间40～50min，使钢中的微合金元素Nb充分溶解，发挥其强韧化作用，保证最终成品成份及性能的均匀性；

(3)对出炉后的板坯进行高压水除磷处理，去除板坯在加热过程中所产生的氧化铁皮；

(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制，所述两阶段控制轧制为再结晶区轧制和未再结晶区轧制，再结晶区轧制，变形速率大于3s-1，累积变形量大于60％，终轧温度控制在1050～1080℃范围内，得到中间坯，中间坯待温厚度(mm) 为1.4～1.5 倍成品厚度，采用ACC冷却设备加速冷却至850～900℃，再进行未再结晶区轧制；未再结晶区轧制压缩比保持在1.5～1.6倍，终轧温度控制在780～850℃范围之内；

(5) 对终轧后钢板进行ACC层流冷却，冷却速度范围控制在8-15℃/s以内，获得较小的铁素体- 珠光体晶粒，终冷温度控制在620～680℃范围内，将层流冷却后的钢板下线堆冷24-48小时，有利于组织性能均匀以及较高的冲击韧性；

（6）对冷至室温60-100mm厚度要进行正火处理，正火温度910℃±5℃，升温速率1.15～1.25min/mm，保温时间(min) 为1.0～1.2倍成品厚度。

本发明的有益效果在于：只采取Nb微合金化处理，对连铸坯进行两阶段控制轧制，结合实际设备能力，设定最佳变形温度和变形量：通过再结晶区变形，使奥氏体再结晶晶粒细化效果明显，而在未再结晶区进一步压下变形，奥氏体晶粒被压扁，能够获得足够的相变形核部位和畸变能，有助于获得细小组织，并使微合金Nb及B元素充分扩散，减少B元素的聚集。轧后快速冷却，可有效抑制晶粒长大及硼相的产生。

具体实施方式

本发明采用的连铸坯厚度为300mm。

1、化学成分控制：C：0.9～0.13%、Si：0.20-0.50%、Mn：1.30～1.50%、P≤0.020%、S≤0.003%、Als：0.015%～0.035%、Nb：0.02～0.05%，B：0.0009～0.0014%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2、生产工艺流程控制：铁水脱硫→120t顶底复吹转炉→氩站吹氩精炼→LF 精炼→连铸→铸坯堆冷→钢板轧制→钢板轧制后保温堆冷→精整→检验→入库

3、铁水脱硫：到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR 搅拌脱硫后保证铁水S≤0.003%，脱硫周期按≤21min控制、脱硫温降按≤20℃控制；

4、120t顶底复吹转炉：入炉铁水S≤0.003%，铁水温度≥1250℃，转炉金属装入量误差按±1t控制，造渣碱度按2.8-3.2控制；出钢目标：C≥0.06%，P≤0.018%、S≤0.014%；出钢过程采取挡渣锥挡渣出钢，保证下渣厚度控制在≤30mm 以内；出钢过程采取全程吹氩；

5、氩站吹氩精炼：钢水到氩站后先向钢包内加入铝线，加入量按3m/t 钢控制，铝线加入后向钢包内加入钢包精炼渣2Kg/t 钢，加入后吹氩3min 后离站；

6、连铸：连铸采取0.70m/min 低拉速浇注，中包钢水过热度控制在15±5℃ ；同时做好大包到中包、中包到结晶器全程保护浇注；严控结晶器液面稳定，防止液面波动卷渣；

7、铸坯堆冷：铸坯切割后堆冷24h 后送轧；

8、钢板控轧控冷：轧制过程要求后三道次压下率总和控制在40%以上，终轧温度控制在780～850℃范围，控轧后层流冷却终冷温度620～680℃范围内；

9、钢板轧制后保温堆冷：钢板轧制下线后必须快速堆冷，堆冷要求在保温箱内进行，堆冷时间24～48h；

10、对冷至室温60-100mm厚度要进行正火处理，正火温度910℃±5℃，升温速率1.15～1.25min/mm，保温时间(min) 为1.0～1.2倍成品厚度。

对按照本工艺生产的铸坯轧制后，进行力学性能及外观检测，检测结果分别见表1、表2 所示。

表1 力学性能检测结果

表2 外检检测结果

Claims (2)

1.一种低压缩比低合金高强度加硼厚板，其化学成分按质量百分比为：C：0.9～0.13%、Si：0.20-0.50%、Mn：1.30～1.50%、P≤0.020%、S≤0.003%、Als：0.015%～0.035%、Nb：0.02～0.05%，B：0.0009～0.0014%，N≤0.005%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.一种如权利要求1所述低压缩比低合金高强度加硼厚板的生产方法，其采取连铸坯生产，连铸坯厚度为300mm，其生产方法为：

（1）转炉铁水采取脱硫后铁水，铁水S含量≤0.003%；转炉采取顶底复产冶炼，出钢C≥0.06%；氩站采取钢包精炼渣提前造渣；LF精炼采取大渣量操作，避免渣稀吸气现象发生；连铸采取0.70m/min 拉速浇注，中包钢水过热度控制在 15±5℃；铸坯切割后堆冷24～36h后送轧；

（2）铸坯推钢式连续加热加热，最高加热温度控制在 1200～1220℃，同一段温度均匀性控制在20℃以内，加热时间12～14min/cm，均热时间40～50min，使钢中的微合金元素Nb充分溶解，发挥其强韧化作用，保证最终成品成份及性能的均匀性；

(3)对出炉后的板坯进行高压水除磷处理，去除板坯在加热过程中所产生的氧化铁皮；

(4)对除磷后的坯料立即进行两阶段控制轧制，所述两阶段控制轧制为再结晶区轧制和未再结晶区轧制，再结晶区轧制，变形速率大于3s-1，累积变形量大于60％，终轧温度控制在1050～1080℃范围内，得到中间坯，中间坯待温厚度(mm) 为1.4～1.5 倍成品厚度，采用ACC冷却设备加速冷却至850～900℃，再进行未再结晶区轧制；未再结晶区轧制压缩比保持在1.5～1.6倍，终轧温度控制在780～850℃范围之内；

(5) 对终轧后钢板进行ACC层流冷却，冷却速度范围控制在8-15℃/s以内，获得较小的铁素体- 珠光体晶粒，终冷温度控制在620～680℃范围内，将层流冷却后的钢板下线堆冷24-48小时，有利于组织性能均匀以及较高的冲击韧性；

（6）对冷至室温60-100mm厚度要进行正火处理，正火温度910℃±5℃，升温速率1.15～1.25min/mm，保温时间(min) 为1.0～1.2倍成品厚度。