CN104971961A - 一种连铸坯一维变形生产特厚钢板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连铸坯一维变形生产特厚钢板的方法，采用300mm连铸坯生产225mm以下厚度特厚钢板，锻造+轧制厚度方向总压下率不小于25%；锻造加热温度≥1150℃，保温≥3小时；锻造采用WHF宽平砧高温强压锻造法，一次锻压量h≥40mm，作用在连铸坯上的砧铁运行速度v≥4mm/s，锻造后缓冷时间≥24小时。轧制钢坯加热温度1100～1250℃，轧前高压水除鳞，开轧温度＞1050℃；轧后缓冷温度≥400℃，缓冷时间≥24小时。本发明可实现低压缩比条件下生产特厚钢板，显著扩大生产钢板的厚度规格，降低生产成本，提高成材率和性能合格率，其探伤合格率达90%以上。

Description

一种连铸坯一维变形生产特厚钢板的方法

技术领域

本发明属于金属材料压力加工领域，特别涉及一种采用300mm连铸坯经一维变形生产225mm以下特厚钢板的方法。

背景技术

近年来，随着我国重工业、交通运输、国防现代化的迅速发展，能源、交通、建筑、造船、机械制造等行业对特厚钢板的需求量日益增加。特厚钢板在现有厚度规格基础上，对钢板的内部质量提出了更高的要求，体现在对钢板性能、探伤等级要求越来越严格。同时特厚钢板生产企业和能力的增加，使得特厚钢板市场的竞争也日趋激烈，迫使生产企业不断提高产品质量、降低生产成本。目前，特厚板生产广泛采用三种生产工艺：一种是连铸坯直接轧制，这种方法钢板受到压缩比和连铸坯厚度限制，一般产品厚度为200mm以下，且100～200mm厚度范围性能合格率和探伤率不高。第二种是采用钢锭直接轧制，一般生产钢板厚度为150mm以上，这种方法能够增加成品钢板厚度提高压缩比，但生产成本较连铸坯显著增加。第三种采用钢锭经加工（包括锻造、二次开坯、电渣重熔等）后再进行轧制，同样这种方法会显著增加生产成本。

首钢总公司申请的“一种连铸坯生产水电站用特厚钢板的制造方法”（专利申请公布号CN201210576537.3）专利，提供了一种采用400mm厚连铸坯生产100～150mm特厚钢板，但对连铸坯质量要求较高，热处理工艺复杂。

南阳汉冶特钢有限公司申请的“超厚低合金高强度Q345系列钢板及其生产方法”（申请公布号CN101871083B）专利，涉及一种采用模铸钢锭经二次轧制获得厚度在200～250mm保性能、保探伤低合金高强度Q345系列钢板。舞阳钢铁有限责任公司申请的“一种大厚度Z向钢板的生产方法”（专利申请公布号CN101967597A）专利，主要采用电渣钢锭轧制生产150～300mm大厚度Z向钢板。舞阳钢铁有限责任公司申请的公布号为CN201210388532.8的“一种特厚超探伤标准钢板生产工艺”，公开了一种将钢锭经锻造后进行轧制特厚钢板的生产方法，其钢板性能和探伤能够得到保证。然而，以上几种特厚钢板生产方法均存在着一个共同的缺陷，即生产成本较高，厚板生产厂家难以承受的问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种可在保证产品性能和探伤合格率的基础上，降低生产成本的一维变形生产225mm以下特厚钢板的方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种连铸坯一维变形生产特厚钢板的方法，其特征在于，采用厚度为300mm连铸坯，经加热—高温锻造—缓冷—加热—轧制—缓冷工艺，生产225mm以下厚度特厚钢板，其具体方法为：

锻造+轧制厚度方向总压下率不小于25%；

锻造加热温度≥1150℃，保温≥3小时；锻造采用WHF宽平砧高温强压锻造法，在宽平砧上利用高温大应变速率进行压力渗透，砧铁一次作用在连铸坯上的锻压量即一次锻压量h≥40mm，作用在连铸坯上的砧铁运行速度v≥4mm/s，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间≥24小时；

轧制钢坯加热温度为1100～1250℃，轧前用高压水除鳞，开轧温度＞1050℃；钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度≥400℃，缓冷时间≥24小时。

与已有技术相比，本发明的有益效果为：

1.采用锻造+轧制加工工艺，实现低压缩比条件下生产特厚钢板，可显著扩大生产钢板的厚度规格，从而替代钢锭进行特厚板生产，大幅降低生产成本，提高成材率。

2.本发明可提高特厚钢板的性能合格率及探伤合格率，其探伤合格率达90%以上。

具体实施方式

本发明的主要生产工艺为：连铸坯—加热—高温锻造—缓冷—加热—轧制—缓冷，其锻造+轧制后在厚度方向的总压下率不小于25%。

实施例1：

连铸坯规格300mm×1650mm×3000mm，材质Q345B，钢板目标厚度225mm。

锻造加热温度1250℃，保温5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，在宽平砧上利用高温大应变速率进行压力渗透，使连铸坯心部缺陷锻合，组织得到细化改善。一次锻压量h为65mm，砧铁运行速度v为10mm/s，厚度方向压下率21.7%，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间26小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温4.5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1100℃，厚度方向压下率4.3%。钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度440℃，缓冷时间25小时。

钢板性能：屈服强度398MPa，抗拉强度525MPa，A20.5%，20℃冲击功61J，探伤合格。实施例2：

连铸坯规格300mm×1950mm×3800mm，材质Q345B，钢板目标厚度225mm。

锻造加热温度1250℃，保温5.5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，在宽平砧上利用高温大应变速率进行压力渗透，使连铸坯心部缺陷锻合，组织得到细化改善。一次锻压量h为55mm，砧铁运行速度v为12mm/s，厚度方向压下率18.3%，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间24小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1090℃，厚度方向压下率7.8%。钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度450℃，缓冷时间28小时。

钢板性能：屈服强度410MPa，抗拉强度530MPa，A21%，20℃冲击功68J，探伤合格。

实施例3：

连铸坯规格300mm×2200mm×3000mm，材质Q345B，钢板目标厚度200mm。

锻造加热温度1250℃，保温5.5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，在宽平砧上利用高温大应变速率进行压力渗透，使连铸坯心部缺陷锻合，组织得到细化改善。一次锻压量h为70mm，砧铁运行速度v为7mm/s，厚度方向压下率23.3%，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间28小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1100℃，厚度方向压下率13%。钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度400℃，缓冷时间24小时。

钢板性能：屈服强度412MPa，抗拉强度555MPa，A20.5%，20℃冲击功80J，探伤合格。

实施例4：

连铸坯规格300mm×1650mm×3500mm，材质Q345E，钢板目标厚度150mm。

锻造加热温度1250℃，保温5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，两次锻压，第一次锻压量h₁为60mm，砧铁运行速度v₁为10mm/s；第二次锻压量h₂为40mm，砧铁运行速度v₂为5mm/s，厚度方向总压下率33.3%，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间25小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温4.5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1080℃。采用两道轧制，压下量分别为28mm和22mm，厚度方向总压下率25%。轧后缓冷温度430℃，缓冷时间27小时。

钢板性能：屈服强度341MPa，抗拉强度531MPa，A25.5%，20℃冲击功65J，探伤合格。

实施例5：

连铸坯规格300mm×1650mm×5000mm，材质Q345E，钢板目标厚度165mm。

锻造加热温度1250℃，保温5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，两次锻压，第一次锻压量h₁为50mm，砧铁运行速度v₁为15mm/s；第二次锻压量h₂为50mm，砧铁运行速度v₂为10mm/s，厚度方向总压下率33.3%，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间28小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温4.5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1105℃。采用两道轧制，压下量分别为30mm和5mm，厚度方向总压下率17.5%。轧后缓冷温度450℃，缓冷时间26小时。

钢板性能：屈服强度333MPa，抗拉强度528MPa，A24%，20℃冲击功65J，探伤合格。

实施例6：

连铸坯规格300mm×1950mm×3000mm，材质S355J0，钢板目标厚度150mm。

锻造加热温度1250℃，保温5.5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，两次锻压，第一次锻压量h₁为55mm，砧铁运行速度v₁为12mm/s；第二次锻压量h₂为45mm，砧铁运行速度v₂为12mm/s，厚度方向总压下率33.3%，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间25小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温4.5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1100℃。采用两道轧制，压下量分别为30mm和20mm，厚度方向总压下率25%。钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度420℃，缓冷时间26小时。

钢板性能：屈服强度363MPa，抗拉强度547MPa，A27%，20℃冲击功121J，探伤合格。

实施例7：

连铸坯规格300mm×1650mm×3000mm，材质A572-42，钢板目标厚度120mm。

锻造加热温度1250℃，保温5小时。采用WHF宽平砧高温强压锻造法，两次锻压，第一次锻压量h₁为60mm，砧铁运行速度v₁为12mm/s；第二次锻压量h₂为60mm，砧铁运行速度v₂为4mm/s，厚度方向总压下率40%，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间25小时。

轧制钢坯加热温度为1150℃，保温4.5小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1100℃。采用两道轧制，压下量分别为35mm和25mm，厚度方向总压下率33.3%。钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度430℃，缓冷时间25小时。

钢板性能：屈服强度370MPa，抗拉强度578MPa，A29%，20℃冲击功275J，探伤合格。

实施例经连铸坯锻轧加工后的钢板低倍组织获得明显改善，疏松和偏析程度显著优于同规格连铸坯直接轧制生产钢板。

Claims (1)

1.一种连铸坯一维变形生产特厚钢板的方法，其特征在于，采用厚度为300mm连铸坯，经加热—高温锻造—缓冷—加热—轧制—缓冷工艺，生产225mm以下厚度特厚钢板，其具体方法为：

锻造+轧制厚度方向总压下率不小于25%；

锻造加热温度≥1150℃，保温≥3小时；锻造采用WHF宽平砧高温强压锻造法，在宽平砧上利用高温大应变速率进行压力渗透，砧铁一次作用在连铸坯上的锻压量即一次锻压量h≥40mm，作用在连铸坯上的砧铁运行速度v≥4mm/s，锻造过程采用匀速变形，锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间≥24小时；

轧制钢坯加热温度为1100～1250℃，轧前用高压水除鳞，开轧温度＞1050℃；钢板轧制后进行缓冷，缓冷温度≥400℃，缓冷时间≥24小时。