CN104971962B - 一种连铸坯二维变形生产特厚钢板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连铸坯二维变形生产特厚钢板的方法，采用厚度为300mm连铸坯生产245mm以下厚度特厚钢板，锻造+轧制厚度方向总压下率不小18.3%；连铸坯采用厚度和宽度两个方向锻造工艺，锻造顺序为先进行宽度方向锻造，宽度方向一次锻压量为90～200mm后进行厚度方向锻造，厚度方向一次锻压量≥35mm；锻造后钢坯进行缓冷；轧制钢坯加热温度为1100～1250℃，开轧温度＞1050℃；轧后缓冷温度≥400℃，缓冷时间≥24小时。本发明实现了采用连铸坯低压缩比生产245mm以下厚度的特厚钢板，可扩大连铸坯生产钢板的规格范围，在固定切边量条件下，成品板宽规格下限可以减少380mm，提高钢板成材率，降低生产成本，其探伤合格率达90%以上。
Description
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连铸坯经二维变形生产245mm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。
综上所述，目前特厚钢板（厚度100mm以上）的生产方法不能实现低成本高合格率的目标，而且生产钢板宽度受到坯料规格限制，当生产宽度小于连铸坯宽度钢板时，需要进行大量切边，成材率较低，生产方式不够灵活。
发明内容
本发明旨在提供一种可降低生产成本，扩大连铸坯生产钢板的规格范围，提高钢板性能合格率和成材率的二维变形生产245mm以下特厚钢板的方法。
为达此目的，本发明采取了如下解决方案：
一种连铸坯二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245mm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18.3%；
连铸坯采用厚度和宽度两个方向锻造工艺，锻造加热温度≥1150℃，保温≥2.5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，作用在连铸坯上的砧铁运行速度v≥4mm/s，锻造顺序为先进行1-2次宽度方向锻造，宽度方向一次锻压量hk为90～200mm；后进行1-2次厚度方向锻造，厚度方向一次锻压量hh≥35mm；
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间≥48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℃，采用1-4道次轧制；
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度≥400℃，缓冷时间≥24小时。
本发明的有益效果为：
1.实现了低压缩比条件下生产特厚钢板。
2.实现了采用300mm连铸坯生产245mm以下厚度的特厚钢板，扩大连铸坯生产钢板的规格范围。
3.在固定切边量条件下，成品板宽规格下限可以减少380mm，提高钢板成材率，降低生产成本。
4.可提高性能合格率，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18.3%。
实施例1：
连铸坯规格300mm×1650mm×3000mm，钢板规格200×1450×5120mm，材质Q345E。
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。先进行两次宽度方向锻造，第一次锻压量hk1为100mm，砧铁运行速度v为5mm/s；第二次锻压量hk2为100mm，砧铁运行速度v为5mm/s。然后进行厚度方向锻造，一次锻压量hh为50mm，砧铁运行速度v为10mm/s，厚度方向压下率为15.6%。
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间48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1080℃，采用两道次轧制，厚度方向总压下量25.9%，第一道次压下量38mm；第二道次压下量32mm。
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度420℃，缓冷时间26小时。
正火后钢板性能：屈服强度331MPa，抗拉强度518MPa，A31%，-40℃冲击功108J，探伤合格。
实施例2：
连铸坯规格300mm×1950mm×3200mm，钢板规格245×1795×4680mm，材质Q345B。
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。先进行两次宽度方向锻造，第一次锻压量hk1为150mm，砧铁运行速度v为5mm/s；第二次锻压量hk2为150mm，砧铁运行速度v为4mm/s。然后进行厚度方向锻造，一次锻压量hh为50mm，砧铁运行速度v为10mm/s，厚度方向压下率为15.6%。
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间50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℃，采用两道次轧制，厚度方向总压下量11.2%，第一道次压下量25mm；第二道次压下量6mm。
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度430℃，缓冷时间25小时。
轧后钢板性能：屈服强度310MPa，抗拉强度498MPa，A20.2%，20℃冲击功55J，探伤合格。
实施例3：
连铸坯规格300mm×1650mm×4000mm，钢板规格180×1470×4780mm，材质Q345E。
锻造加热温度1250℃，保温5.2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。先进行一次宽度方向锻造，一次锻压量hk为200mm，砧铁运行速度v为15mm/s。然后进行两次厚度方向锻造，第一次锻压量hh1为60mm，砧铁运行速度v为10mm/s；第二次锻压量hh2为40mm，砧铁运行速度v为8mm/s，厚度方向压下率为31.2%。
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间50小时。
轧制钢坯加热温度为1150℃，保温4.6小时。轧前用高压水除鳞，开轧温度1060℃，采用两道次轧制，厚度方向总压下量18.2%，第一道次压下量30mm；第二道次压下量10mm。
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度430℃，缓冷时间28小时。
正火后钢板性能：屈服强度385MPa，抗拉强度554MPa，A32%，-40℃冲击功133J，探伤合格。
实施例4：
连铸坯规格300mm×1650mm×3000mm，钢板规格100×1662×8935mm，材质FH40。
锻造加热温度1200℃，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。先进行两次宽度方向锻造，第一次锻压量hk1为200mm，砧铁运行速度v为14mm/s；第二次锻压量hk2为120mm，砧铁运行速度v为10mm/s。然后进行两次厚度方向锻造，第一次锻压量hh1为70mm，砧铁运行速度v为8mm/s；第二次锻压量hh2为50mm，砧铁运行速度v为8mm/s，厚度方向压下率为35.9%。
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间55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1070℃，采用四道次轧制，厚度方向总压下量53.3%，第一道次压下量33mm；第二道次压下量30mm；第三道次压下量28mm；第四道次压下量23mm。
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度450℃，缓冷时间29小时。
TMCP后钢板性能：屈服强度460MPa，抗拉强度555MPa，A27%，-60℃冲击功87J，探伤合格。
实施例5：
连铸坯规格300mm×1650mm×3000mm，钢板规格140×1790×5120mm，材质Q460C。
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。先进行一次宽度方向锻造，一次锻压量hk为110mm，砧铁运行速度v为17mm/s。然后进行两次厚度方向锻造，第一次锻压量hh1为45mm，砧铁运行速度v为13mm/s；第二次锻压量hh2为35mm，砧铁运行速度v为10mm/s，厚度方向压下率为25.8%。
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间50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1110℃，采用四道次轧制，厚度方向总压下量39.1%，第一道次压下量25mm；第二道次压下量25mm；第三道次压下量21mm；第四道次压下量19mm。
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度440℃，缓冷时间25小时。
轧后钢板性能：屈服强度431MPa，抗拉强度618MPa，A24%，0℃冲击功98J，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)
1.一种连铸坯二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245mm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18.3%；
连铸坯采用厚度和宽度两个方向锻造工艺，锻造加热温度≥1150℃，保温≥2.5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，作用在连铸坯上的砧铁运行速度v≥4mm/s，锻造顺序为先进行1-2次宽度方向锻造，宽度方向一次锻压量hk为90～200mm；后进行1-2次厚度方向锻造，厚度方向一次锻压量hh≥35mm；
锻造后钢坯进行缓冷，缓冷时间≥48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℃，采用1-4道次轧制；
钢板轧后进行缓冷，缓冷温度≥400℃，缓冷时间≥24小时。
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