CN108149135A - 一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法 - Google Patents

一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板,包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.17、Si:0.25~0.48、Mn:0.1.45~1.65、P≤0.015、S≤0.005、Als:0.020~0.040、Mo:0.95~1.05、V:0.04~0.06、Nb:0.020~0.040、Ni:0.02~0.04,其它为Fe和残留元素,通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、轧制、堆冷及热处理工艺制得,与传统的Q390E碳当量不变的情况下,通过热轧和热处理技术,确保了钢板性能达到GB‑T1591‑2008标准要求。

Description

一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法
技术领域
本发明涉及特厚低合金高强度钢板生产技术领域,具体涉及到一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法。
背景技术
为满足市场对低温重型装备用钢的需求及自身生存和发展的需要,我公司发挥模铸吨位大的优势,不断开拓、研发特厚钢板生产工艺方案,发明了一种厚度超出国标范围的Q390E模铸生产工艺。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板,厚度超出国标范围,有效保证市场对低温重型装备用钢的需求。
本发明的另一目的是提供一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板,包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.17、Si:0.25~0.48、Mn:0.1.45~1.65、P≤0.015、S≤0.005、Als:0.020~0.040、Mo:0.95~1.05、V:0.04~0.06、Nb:0.020~0.040、Ni:0.02~0.04,其它为Fe和残留元素。
本发明技术方案中的C、Si、Mn是提高钢板强度的关键元素,Ni能使钢强化,改善钢的低温性能,特别是低温冲击韧性,还可以提高钢的淬透性。Cr加入钢中能显著提高钢的抗氧化作用,增加钢的抗腐蚀能力,并能提高钢的强度和耐磨性。少量的不到0.5%的V能细化钢的晶粒,提高钢的强度、屈强比和低温韧性,改善钢的焊接性能,也能增加钢的热强性和蠕变的抗力,此外钒对碳的固定作用,还可以提高钢在高温下的抗氢侵蚀。铌能细化钢的晶粒,降低钢的过热敏感性和回火脆性,在一定的存在条件下,也能提高钢的强度和韧性及对蠕变的抗力等。
本发明的另一目的是提供一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法,其特征在于包括以下步骤:
a.KR铁水预处理: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≤0.005%,保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃;
b.转炉冶炼:入炉铁水S≤0.003%、P≤0.080%,铁水温度≥1270℃,铁水装入量误差按±1t来控制,废钢严格采用优质边角料,过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制,造渣碱度R按2.5-4.0控制,出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.005%,出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石。出钢前用挡渣塞挡前渣出钢,出钢结束前采用挡渣锥挡渣,保证渣层厚度≤30mm,转炉出钢过程中要求全程吹氩;
c.吹氩处理:氩站一次性加入铝线,在氩站要求强吹氩3min,流量200-500NL/min,钢液面裸眼直径控制在300~500mm,离氩站温度不得低于1570℃;
d.LF精炼:精炼过程中全程吹氩,加入渣料,碱度按4.0-6.0控制,加入脱氧剂,加热采用电流进行加热,加热时间按两次控制,一加热7-12min、二加热6-10min,二加热过程中补加脱氧剂,并要求粘渣次数大于6次,离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,不采用真空脱气的上钢温度1565±15℃,采用真空脱气的上钢温度1610±15℃;
e.VD精炼:VD真空度必须达到67Pa以下,保压时间必须≥15min,破真空后软吹2-5min或不吹,软吹过程中钢水不得裸露,在线包抽真空时间1.7min,覆盖剂保证铺满钢液面,加覆盖剂前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃;
f.模铸:上线使用前锭模温度≤120℃,浇注时中注管上口与钢包下水口的距离控制在≤140mm,浇注前,模铸保护渣一半采取草绳吊挂的方式挂在锭模中,吊挂高度高于锭模底部300~400mm,另一半在开浇后1~4min内加完,浇注到帽口1/3位置时,向每个锭模内添加40Kg碳化稻壳,浇注完毕后,先用氧管将帽口内的碳化稻壳铺平后,再向每个锭内添加40-80Kg的碳化稻壳,并用氧管均匀铺平;浇注完毕60min内,要对每支锭及时补加40Kg以上的碳化稻壳保证帽口部位不见红,同时要求在注毕1-2h内,向每个锭模内补加40-80Kg的碳化稻壳;
g.加热:焖钢温度600-650℃,时间2-4h,升温速度100℃/h,当温度升至900℃时保温4h,温度升至1000℃时升温速度不限,温度升至1310℃时保温14-15h出钢;
h.轧制: 严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求,开轧温度1050℃~1100℃,进钢速度1.5m/s,累计压下率≥60%,不凉钢热轧,终轧温度880~950℃;
i.堆冷:采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力,同时可大大降低钢板中氢的含量,充分实现热扩散效果,改善钢板探伤缺陷;堆垛缓冷温度不低于450℃,堆冷时间≥96小时;
j.热处理:在外机炉进行正火快冷处理,快速加热至奥氏体相变点以上使晶粒细化和碳化物分布均匀化,去除材料的内应力,提高冲击韧性,采用快冷方法提高材料强度温度;热处理工艺为:保温温度900±20℃,保温系数2.0-2.4min/mm,入水温度≥780℃;出炉后水冷280-350S。
由于本发明采用了上述技术方案,通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、轧制、堆冷、热处理工艺,在保证Q390E成分的基础上,冶炼过程中,严格控制钢中P(磷)、S(硫)等有害元素,保证钢水的纯净度基本达到洁净钢水平,为保证厚度尺寸和探伤要求采用48T大锭型模铸。在后续加热过程中,适当延长保温时间和提高加热温度,使模铸锭均匀烧透。在轧制过程中,采取高温、低速、大压下量来均匀组织、保证探伤质量。采用正火快冷的热处理工艺,提高热轧模铸板的强度,同时满足其韧性要求,保证了Q390E钢板性能需求。与传统的Q390E碳当量不变的情况下,通过热轧和热处理技术,确保了钢板性能达到GB-T 1591-2008标准要求。
具体实施方式
下面通过实例1对本发明的技术特征做进一步描述。
实施例1:通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、模铸、加热、热轧、堆冷、热处理工艺、获得一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板,它包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.14、Si:0.26、Mn:1.58、P:0.012、S:0.002、Als:0.021、V:0.040、Ni:0.020、Nb:0.030,其它为Fe和残留元素。
对上述实施例1进行机械力学性能分析:
成分及机械力学性能按GB-T 1591-2008执行,机械力学性能具体见下表1:
试生产钢板性能如下表2:
本次试生产420mm厚390E共计3批,采用热轧+正火快冷工艺,通过表2得知:屈服强度控制在321~332 MPa,平均达到了327 MPa;抗拉强度控制在490~512 MPa,平均达到了498MPa;伸长率控制在20%-28%,平均达到24%;-40℃ V型冲击功控制在86~177J,平均达到了137J;按 GB-T 1591-2008标准中Q345E最大厚度性能要求,屈服强度富裕17MPa,抗拉强度富裕28MPa,伸长率富裕6%,冲击功富裕103J;完全满足420mm厚Q390E的标准。
外检及探伤:上述实施例得到的钢板外检,正品率100%,按JB/T 47030进行探伤,合一级率为80%,合三级率为100%,达到了预期效果。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例,上述具体实施例不是对本发明的限制,凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换,均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板,包含如下质量百分比的化学成分(单位,wt%):C:0.10~0.17、Si:0.25~0.48、Mn:0.1.45~1.65、P≤0.015、S≤0.005、Als:0.020~0.040、Mo:0.95~1.05、V:0.04~0.06、Nb:0.020~0.040、Ni:0.02~0.04,其它为Fe和残留元素。
2.一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法,其特征在于包括以下步骤:
a.KR铁水预处理: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≤0.005%,保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃;
b.转炉冶炼:入炉铁水S≤0.003%、P≤0.080%,铁水温度≥1270℃,铁水装入量误差按±1t来控制,废钢严格采用优质边角料,过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制,造渣碱度R按2.5-4.0控制,出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.005%,出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石,
出钢前用挡渣塞挡前渣出钢,出钢结束前采用挡渣锥挡渣,保证渣层厚度≤30mm,转炉出钢过程中要求全程吹氩;
c.吹氩处理:氩站一次性加入铝线,在氩站要求强吹氩3min,流量200-500NL/min,钢液面裸眼直径控制在300~500mm,离氩站温度不得低于1570℃;
d.LF精炼:精炼过程中全程吹氩,加入渣料,碱度按4.0-6.0控制,加入脱氧剂,加热采用电流进行加热,加热时间按两次控制,一加热7-12min、二加热6-10min,二加热过程中补加脱氧剂,并要求粘渣次数大于6次,离站前加入硅钙线,加硅钙线前必须关闭氩气,不采用真空脱气的上钢温度1565±15℃,采用真空脱气的上钢温度1610±15℃;
e.VD精炼:VD真空度必须达到67Pa以下,保压时间必须≥15min,破真空后软吹2-5min或不吹,软吹过程中钢水不得裸露,在线包抽真空时间1.7min,覆盖剂保证铺满钢液面,加覆盖剂前必须关闭氩气,上钢温度1565±15℃;
f.模铸:上线使用前锭模温度≤120℃,浇注时中注管上口与钢包下水口的距离控制在≤140mm,浇注前,模铸保护渣一半采取草绳吊挂的方式挂在锭模中,吊挂高度高于锭模底部300~400mm,另一半在开浇后1~4min内加完,浇注到帽口1/3位置时,向每个锭模内添加40Kg碳化稻壳,浇注完毕后,先用氧管将帽口内的碳化稻壳铺平后,再向每个锭内添加40-80Kg的碳化稻壳,并用氧管均匀铺平;浇注完毕60min内,要对每支锭及时补加40Kg以上的碳化稻壳保证帽口部位不见红,同时要求在注毕1-2h内,向每个锭模内补加40-80Kg的碳化稻壳;
g.加热:焖钢温度600-650℃,时间2-4h,升温速度100℃/h,当温度升至900℃时保温4h,温度升至1000℃时升温速度不限,温度升至1310℃时保温14-15h出钢;
h.轧制: 严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求,开轧温度1050℃~1100℃,进钢速度1.5m/s,累计压下率≥60%,不凉钢热轧,终轧温度880~950℃;
i.堆冷:采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力,同时可大大降低钢板中氢的含量,充分实现热扩散效果,改善钢板探伤缺陷;堆垛缓冷温度不低于450℃,堆冷时间≥96小时;
j.热处理:在外机炉进行正火快冷处理,快速加热至奥氏体相变点以上使晶粒细化和碳化物分布均匀化,去除材料的内应力,提高冲击韧性,采用快冷方法提高材料强度温度;热处理工艺为:保温温度900±20℃,保温系数2.0-2.4min/mm,入水温度≥780℃;出炉后水冷280-350S。
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