CN107460278B - 一种多复合板坯生产大单重、特厚钢板的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用多次复合板坯生产大单重、特厚钢板的配方和工艺，它属于钢板的制备技术领域。制备的钢板的厚度达到500mm、单重达70吨，该工艺包括以下步骤：转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→再复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→正火→切割取样→检验→入库。本发明方法生产的大单重、特厚钢板具有强韧性匹配良好，钢质纯净致密性能均匀，抗层状撕裂性能优良。本工艺生产的钢板尺寸公差能满足执行标准。内部质量良好，复合区域超声波探伤达到锻件产品水平；生产的钢板综合性能优良，包括抗拉和屈服强度、低温冲击韧性和厚度方向抗层状撕裂性能达到或超过正常轧制工艺水平。

Description

一种多复合板坯生产大单重、特厚钢板的工艺
技术领域：
本发明涉及一种多复合板坯生产大单重特厚钢板的工艺，属于钢板的制备技术领域。
背景技术：
目前大单重大厚度钢板主要是应用于结构法兰及排放等要求其内部质量高、厚度大、单重大还要求低温冲击等性能。目前这种大厚度大单重国内主要依靠锻造生产，成本较高、工期较长、成材率低不能满足当今社会快节奏的要求。
发明内容：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种多复合板坯生产大单重特厚钢板的工艺。
本发明中一种多复合板坯生产大单重特厚钢板的工艺步骤为：制备的钢板的厚度达到500mm、单重达70吨，该工艺包括以下步骤：转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→再复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→正火→切割取样→检验→入库。
所述的一种多复合板坯生产大单重特厚钢板的工艺步骤详述为：
①、保证钢质的纯净度，包括转炉出钢下渣渣层厚度为≤50mm；精炼过程加强还原渣控制：∑FeO+MnO在0.5-1.0%，R=3.0～4.0，白渣保持时间在20-25分钟；
②钢水经真空处理，减少钢中气体含量。在真空度66Pa以下进行真空脱气，保持时间大于10min；
③喂硅钙线，改变夹杂物形态；
④板坯下线后必须及时入坑缓冷，消除组织及热应力，缓冷时间在40-50小时；
⑤板坯复合：采用真空复合技术进行两复合或三复合，并采用超声波探伤确定熔合带宽度，确保复合效果；第一次复合轧制的切割尺寸要保证二次复合轧制时少展宽或不展宽纵轧到底；
⑥加热工艺：复合坯入炉闷钢2-3小时，然后采用低速烧钢至800℃、升温速度控制≤120℃/h，保温3-4小时，最高加热温度为1240-1260℃，保温时间1.0-1.2min/mm，并采用高烧低保加热工艺，出钢前2小时降低炉温度20℃，有利于板坯表面氧化铁皮的脱落；
⑦轧制工艺，分三个阶段，第一阶段为初始阶段，轧制前3道次不得大于5 %，不得用立辊挤边。第二阶段为奥氏体再结晶阶段，采用高温低速大压下工艺，轧制温度为950℃-1150℃，单道次最大压下量为40mm-60mm，第三阶段为奥氏体非结晶轧制，轧制温度为≤900℃，累计压下率50%以上；
⑧钢板下线温度不低于500℃，下线后入坑缓冷，缓冷时间在48-50小时；
⑨正火工艺处理，钢板探伤合格后做好标识，进行正火，升温速度不超过180℃/小时，正火温度900-910℃，保温时间1.8分/mm，出炉空冷。
本发明的有益效果：本工艺生产的钢板尺寸公差能满足执行标准。内部质量良好，复合区域超声波探伤达到锻件产品水平。钢板综合性能优良，包括抗拉和屈服强度、低温冲击韧性和厚度方向抗层状撕裂性能达到或超过正常轧制工艺水平。
附图说明：
图1为本发明实施例中生产的钢板的化学成分的标准及内控要求图；
图2为本发明实施中生产的钢板的机械性能要求图；
图3为本发明实施中生产的钢板的加热制度图；
图4为本发明实施中生产的钢板的化学成分实测值图；
图5为本发明实施中生产的钢板的机械性能实测值图。
具体实施方式：
本具体实施方式采用以下技术方案和实施例对发明进行进一步的详细说明。
本发明中一种多复合板坯生产大单重特厚钢板的工艺步骤为：制备的钢板的厚度达到500mm、单重达70吨，该工艺包括以下步骤：转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→再复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→正火→切割取样→检验→入库。
所述的一种多复合板坯生产大单重特厚钢板的工艺步骤详述为：
①保证钢质的纯净度，包括转炉出钢下渣渣层厚度为≤50mm；精炼过程加强还原渣控制：∑FeO+MnO在0.5-1.0%，R=3.0～4.0，白渣保持时间在20-25分钟；
②钢水经真空处理，减少钢中气体含量。在真空度66Pa以下进行真空脱气，保持时间大于10min；
③喂硅钙线，改变夹杂物形态；
④板坯下线后必须及时入坑缓冷，消除组织及热应力，缓冷时间在40-50小时；
⑤板坯复合：采用真空复合技术进行两复合或三复合，并采用超声波探伤确定熔合带宽度，确保复合效果；第一次复合轧制的切割尺寸要保证二次复合轧制时少展宽或不展宽纵轧到底；
⑥加热工艺：复合坯入炉闷钢2-3小时，然后采用低速烧钢至800℃、升温速度控制≤120℃/h，保温3-4小时，最高加热温度为1240-1260℃，保温时间1.0-1.2min/mm，并采用高烧低保加热工艺，出钢前2小时降低炉温度20℃，有利于板坯表面氧化铁皮的脱落；
⑦轧制工艺，分三个阶段，第一阶段为初始阶段，轧制前3道次不得大于5 %，不得用立辊挤边，第二阶段为奥氏体再结晶阶段，采用高温低速大压下工艺，轧制温度为950℃-1150℃，单道次最大压下量为40mm-60mm，第三阶段为奥氏体非结晶轧制，轧制温度为≤900℃，累计压下率50%以上；
⑧钢板下线温度不低于500℃，下线后入坑缓冷，缓冷时间在48-50小时；
⑨正火工艺处理，钢板探伤合格后做好标识，进行正火，升温速度不超过180℃/小时，正火温度900-910℃，保温时间1.8分/mm，出炉空冷。
本发明的有益效果：本工艺生产的钢板尺寸公差能满足执行标准。内部质量良好，复合区域超声波探伤达到锻件产品水平。钢板综合性能优良，包括抗拉和屈服强度、低温冲击韧性和厚度方向抗层状撕裂性能达到或超过正常轧制工艺水平。
实施例：以生产的钢板厚度为320mm、单重达到73吨为例，它的具体制备过程为：采用400mm板坯四复合（坯料单重85吨）轧制大单重S355J2+N钢板的工艺、技术要求。钢板规格320×3900×7500mm，钢板实际单重73吨。
1、此钢板的化学成分的标准及内控要求见图1的规定
备注 a、Nb +V+ Ti≤0.22%,
b、碳当量(CEV)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
2、力学性能，钢板拉伸和冲击性能检验结果应符合图2的规定。
3、大体的制造方法
转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→二次复合→加热→轧制→缓冷→探伤→正火→切割→性能检验→入库
4、炼钢过程中的工艺要求
4.1 原料要求
转炉、精炼炉所使用的铁合金、增碳剂、脱氧剂及造渣材料应保持干燥，潮湿的材料禁用。各种原辅材料的质量必须符合冶炼用原辅材料标准的规定。
4.2 转炉冶炼
转炉终点C≥0.08%，P≤0.008%，T:≥1620℃。
脱氧及合金化：采用硅铝铁、硅锰、锰铁、硅铁进行脱氧合金化，合金加入包中数量根据实际成分及表1要求进行调整，保证到精炼成分控制要求。
终点渣控制： R=2.8～3.5。
转炉出钢下渣渣层厚度≤30mm。
4.3 LF炉冶炼
到站喂铝线1米～1.5米/吨钢，保证铝含量的要求。扩散脱氧剂采用铝粒、SiC，视渣况调渣。
精炼过程要保持微正压操作，控制好精炼过程软吹Ar，保持良好的还原气氛。
还原渣控制：∑FeO+MnO≤1.0%，R=3.0～4.0，白渣保持时间≥20分钟。
4.4真空脱气
真空度66Pa以下，保持时间≥20min。
调整氩气流量，通过窥视孔观察钢液搅拌情况，保证充分搅拌，同时避免上涨溢渣。
喂硅钙线，软吹时间≥10分钟。
吊包温度：1550℃～1560℃，根据连铸中包温度要求可适当调整。
4.5连铸
液相线温度：1515℃，板坯连浇中包过热度控制 ：15℃～25℃。
生产前对铸机进行进行维护和检修，保证铸机状态完好。
板坯下线后必须及时入坑缓冷，缓冷时间≥48小时。缓冷后板坯表面上表清理检查，表面缺陷严重的坯料不得用于复合坯。
用于复合坯料对应的炉次要求取样进行低倍检测，中心偏析应达到 C 级，板坯中间裂纹和三角区及角部裂纹≤0.5 级；气体含量应该满足 [H]≤2.0PPm、[O]≤25PPm和[N]≤80PPm。低倍不符合要求的板坯不用于复合坯生产。
5、轧钢工艺要点
加热制度如图3所示，板坯装出炉吊运时钳齿吊夹钳不得在复合坯焊接处； 除鳞水压力＞23MPa，保证除鳞效果。开轧温度控制在1050℃～1150℃。轧制前3道次不得大于5%，不得用立辊挤边；后续道次在保证设备安全的情况下采取低速大压下轧制工艺，提高单道次压下量，减少压下道次。轧制过程可采用高压水除鳞、采用立辊齐边。终轧前增加平整道次，保证钢板不平度≤5mm/m，整块板坯不平度≤8mm。 钢板下线温度不低于500℃，下线后入坑缓冷，缓冷时间不少于48小时。钢板探伤合格后做好标识，按通知规格切割。
6.第二次复合，钢板按切割尺寸组合后进行二次复合，并按上述“轧钢工艺要点”执行。两次复合后进行超声波探伤，确定探伤合格尺寸规格。同时在定尺外合格区域取样进行性能检验，并根据性能检测结果确定钢板是否正火。
7.钢板热处理，钢板在车底式加热炉中正火，装炉前清理台车上氧化铁皮，提高热处理效果，正火温度：910℃±10℃，保温时间1.8min/mm～2.0min/mm。正火后快速入水，返红温度550℃～650℃。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种多复合板坯生产大单重、特厚钢板的生产工艺，其特征在于：制备的钢板的厚度达到500mm、单重达70吨，该工艺包括以下步骤：转炉冶炼→精炼→真空处理→连铸→复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→再复合→加热→轧制→缓冷→探伤→切割→正火→切割取样→检验→入库，其详细步骤为：①、保证钢质的纯净度，包括转炉出钢下渣渣层厚度为≤50mm；精炼过程加强还原渣控制：∑FeO+MnO在0.5-1.0%，R=3.0～4.0，白渣保持时间在20-25分钟；
②钢水经真空处理，减少钢中气体含量，在真空度66Pa以下进行真空脱气，保持时间大于10min；
③喂硅钙线，改变夹杂物形态；
④板坯下线后必须及时入坑缓冷，消除组织及热应力，缓冷时间在40-50小时；
⑤板坯复合：采用真空复合技术进行两复合或三复合，并采用超声波探伤确定熔合带宽度，确保复合效果；第一次复合轧制的切割尺寸要保证二次复合轧制时少展宽或不展宽纵轧到底；
⑥加热工艺：复合坯入炉闷钢2-3小时，然后采用低速烧钢至800℃、升温速度控制≤120℃/h，保温3-4小时，最高加热温度为1240-1260℃，保温时间1.0-1.2min/mm，并采用高烧低保加热工艺，出钢前2小时降低炉温度20℃，有利于板坯表面氧化铁皮的脱落；
⑦、轧制工艺，分三个阶段，第一阶段为初始阶段，轧制前3道次不得大于5 %，不得用立辊挤边，第二阶段为奥氏体再结晶阶段，采用高温低速大压下工艺，轧制温度为950℃-1150℃，单道次最大压下量为40mm-60mm，第三阶段为奥氏体非结晶轧制，轧制温度为≤900℃，累计压下率50%以上；
⑧、钢板下线温度不低于500℃，下线后入坑缓冷，缓冷时间在48-50小时；
⑨、正火工艺处理，钢板探伤合格后做好标识，进行正火，升温速度不超过180℃/小时，正火温度900-910℃，保温时间1.8分/mm，出炉空冷。
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