CN104762545A - 一种特厚高强钢板的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种特厚高强钢板的生产方法，采取的生产工艺路线为转炉冶炼、LF 精炼、真空精炼、模铸浇注、加热、轧制、缓冷、热处理。其化学成分质量百分比为C=0.05～0.12、 Si=0.15～0.40、 Mn=1.20～1.60、P≤0.015、S≤0.010、Cr=0.10～0.30、Mo=0.10～0.30、Ni=0.20~0.60、V=0.020~0.060、Pcm=≤0.23，其余为 Fe 和残留元素。本发明选用大断面模铸锭保证压缩比，成分上仅添加Nb、V、Ti以降低成本，LF+VD工艺保证钢质的洁净度，通过控轧+正火处理使钢的晶粒度达到7.0级以上，生产出最大厚度达124mm特厚保探伤、保力学性能及特厚60公斤级水电用钢板，屈服富余量在20～40Mpa，抗拉富余量在20～30Mpa，伸长率富余量为6%～9%，冲击性能均匀、富裕量大。

Description

一种特厚高强钢板的生产方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术，具体涉及到一种特厚高强钢板的生产方法。

技术背景

在大型水电工程项目中，压力钢管及发电机组、部分机械结构等都需要用到特厚高强度钢板。像中国《压力容器用调质高强度钢板》标准中钢板，最大厚度只到100mm，已经无法满足当前大型水电站工程用钢的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特厚高强钢板的生产方法，生产最大厚度达124mm特厚高强钢板，保性能、保探伤并具有较好的可焊接性能。

发明的技术方案：

一种特厚高强钢板的生产方法，采取的生产工艺路线为转炉冶炼、LF 精炼、真空精炼、模铸浇注、加热、轧制、缓冷、热处理。钢的化学成分质量百分比为C=0.05～0.12、 Si=0.15～0.40、 Mn=1.20～1.60、P≤0.015、S≤0.010、Cr=0.10～0.30、Mo=0.10～0.30、Ni=0.20~0.60、V=0.020~0.060、Pcm≤0.23、Ceq≤0.45，其余为 Fe 和残留元素。

包括如下工艺步骤：

a. 转炉冶炼：确保出钢C≥0.05%、P≤0.015%，出钢温度≥1600℃；点吹次数不大于2次，避免出钢过程下渣；

b. LF精炼：采取大渣量进行造渣，白渣保持时间在15min以上 ；

c. 真空精炼：在≤67Pa下保压时间≥20min；

d. 模铸浇注：采用断面为810~1030mm进行铸锭浇铸，浇注温度为液相线温度T1+(35～45℃)，钢锭脱模后堆垛缓冷24小时以上 ；

e. 加热：均热坑的保温温度1180℃～1260℃；

f. 轧制：采用CR方式轧制，开轧温度1000℃～1150℃；一阶段采用高温低速大压下轧制技术，终轧温度在＞950℃，单道次压下量40mm～60mm；二阶段开轧温度＜900℃，轧制中间坯厚度为成品厚度+(50～100）mm，终轧温度≤860℃；

g. 缓冷：钢板轧后入缓冷坑进行堆冷，钢板入缓冷坑温度≥450℃，堆冷时间≥24小时；

h. 热处理：采用调质工艺，淬火温度880～930℃，保温时间2～2.5min/cm，回火温度620~680℃，保温空冷至室温。

发明原理及化学元素用量控制：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度效果明显，但C影响钢的焊接性能和冲击韧性。综合考虑，碳的含量控制在一个合理范围内。

Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。

Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。

P：具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，尽量控制为低含量。

S：易形成 MnS 类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，尽量控制为低含量。

Cr、Mo：提高淬透性元素，保证调质后钢板厚度方向性能均匀性。

V：细化晶粒元素，可通过其细化钢板组织晶粒，提高钢板强韧性。在一定工艺条件下，也可以通过形成C化物析出，提高钢板强度。

Pcm：控制为较低的Pcm值，保证钢板的可焊性能。

本发明选用大断面模铸锭保证压缩比，成分上仅添加Nb、V、Ti以降低成本，LF+VD工艺保证钢质的洁净度，各类夹杂物级别总和不超过 2.0，通过控轧+正火处理使钢的晶粒度达到7.0级以上，生产出最大厚度达124mm特厚保探伤、保力学性能及特厚60公斤级钢板。产品的实物质量性能富余量较大，其中屈服富余量在20～40Mpa，抗拉富余量在20～30Mpa，伸长率富余量为6%～9%，冲击性能均匀、富裕量大。特厚钢板板形良好，整板不平度在8mm以内，每米不平度控制在2mm以内。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

生产最大厚度为124 mm保性能、保探伤的水电工程用特厚高强钢板，采取的生产工艺路线：转炉冶炼、LF 精炼、真空精炼、模铸浇注、加热、轧制、缓冷、热处理。钢的化学成分质量百分比 (单位，wt%)：C=0.05～0.12、 Si=0.15～0.40、 Mn=1.20～1.60、P≤0.015、S≤0.010、Cr=0.10～0.30、Mo=0.10～0.30、Ni=0.20~0.60、V=0.020~0.060、Pcm=≤0.23，其它为 Fe 和残留元素。

包括如下工艺步骤 ：

a. 转炉冶炼：确保出钢C≥0.05%、P≤0.015%，出钢温度≥1600℃；点吹次数不大于2次，避免出钢过程下渣；

b. LF精炼：采取大渣量进行造渣，白渣保持时间在15min以上 ；

c. 真空精炼：在≤67Pa下保压时间≥20min；

d. 浇铸：采用断面为810~1030mm的模铸锭浇铸，浇注温度为液相线温度T1+(35～45℃) 控制，钢锭脱模后堆垛缓冷24小时以上 ；

e. 加热：均热坑的保温温度1180℃～1260℃；

f. 轧制：采用CR方式轧制，开轧温度1000℃～1150℃；一阶段采用高温低速大压下轧制技术，终轧温度在＞950℃，单道次压下量40mm～60mm；二阶段开轧温度＜900℃，轧制中间坯厚度为成品厚度+(50～100）mm，终轧温度≤860℃；

g. 缓冷：钢板轧后入缓冷坑进行堆冷，钢板入缓冷坑温度≥450℃，堆冷时间≥24小时；

h. 热处理：采用调质工艺，淬火温度880～930℃，保温时间2～2.5min/cm，回火温度620~680℃，保温空冷至室温。

系列实施例为水电工程用特厚高强钢板的生产方法，化学成分如表1，力学性能检测结果如表2 所示。

表 1   实施例的化学成分（%）

 表 2   实施例力学性能检测结果

 使用本发明所述方法生产的产品共4块，探伤二级合格率100%，性能合格率100%。力学性能富余量高，其中屈服强度富余量在25Mpa以上，抗拉强度富余量在13~61Mpa，伸长率富余量为4%～9%，-20℃冲击性能全部达到100J以上，钢板抗层状撕裂性能良好，Z向拉伸断面收缩率全部在35%以上，满足了水电工程用特厚高强钢板使用需求。

Claims (1)

1.  一种特厚高强钢板的生产方法，采取的生产工艺路线为转炉冶炼、LF 精炼、真空精炼、模铸浇注、加热、轧制、缓冷、热处理，其特征在于：钢的化学成分质量百分比为C=0.05～0.12、 Si=0.15～0.40、 Mn=1.20～1.60、P≤0.015、S≤0.010、Cr=0.10～0.30、Mo=0.10～0.30、Ni=0.20~0.60、V=0.020~0.060、Pcm≤0.23、Ceq≤0.45，其余为 Fe 和残留元素；包括如下工艺步骤：

a. 转炉冶炼：确保出钢C≥0.05%、P≤0.015%，出钢温度≥1600℃；点吹次数不大于2次，避免出钢过程下渣；

b. LF精炼：采取大渣量进行造渣，白渣保持时间在15min以上 ；

c. 真空精炼：在≤67Pa下保压时间≥20min；

d. 模铸浇注： 采用断面为 810~1030mm进行铸锭浇铸，浇注温度为液相线温度T1+(35～45℃)，钢锭脱模后堆垛缓冷24小时以上 ；

e. 加热：均热坑的保温温度1180℃～1260℃；

f. 轧制：采用CR方式轧制，开轧温度1000℃～1150℃；一阶段采用高温低速大压下轧制技术，终轧温度在＞950℃，单道次压下量40mm～60mm；二阶段开轧温度＜900℃，轧制中间坯厚度为成品厚度+(50～100）mm，终轧温度≤860℃；

g. 缓冷：钢板轧后入缓冷坑进行堆冷，钢板入缓冷坑温度≥450℃，堆冷时间≥24小时；

h. 热处理：采用调质工艺，淬火温度880～930℃，保温时间2～2.5min/cm，回火温度620~680℃，保温空冷至室温。