CN111254361A - 一种高强度结构用q1100d/e特薄钢板的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高强度结构用特薄钢板的生产方法，工艺路线为转炉炼钢→LF炉精炼→VD精炼→连铸→加热→轧制→淬火→回火，其特征在于：钢的成分质量百分比为C=0.16～0.17，Si=0.15～0.30，Mn=1.10～1.20，P≤0.008，S≤0.002，AlT=0.002～0.050，Nb=0.020～0.025，V=0.05～0.06，Ti=0.018～0.025，Ni=0.30～0.35，Cr=0.20～0.3，Mo=0.58～0.65，CEV≤0.6，其余为Fe及不可控制的杂质元素。钢板厚度为8～10mm，在保证钢板强韧性和焊接性能的基础上，控制钢板不平度≤4mm/1m，6倍板厚弯直径下，冷弯曲180°无裂纹。

Description

一种高强度结构用Q1100D/E特薄钢板的生产方法

技术领域

本发明属于技术领域，涉及一种一种高强度结构用钢板的生产方法。

背景技术

工程机械不断向着大型化和轻量化方向发展，其用钢强度级别越来越高。相比已经能够稳定的生产屈服强度500、550、690、890、960MPa等多个级别的高强度结构用钢，工程机械制造业十分需要屈服强度为1100 MPa 以上的超高强钢。这些超高强钢主要用于混凝土泵车、汽车起重机的伸缩起重臂、履带起重机底座及拉板、大吨位液压支架等关键结构件，需要具有优良的成形性、良好的焊接性和好的低温冲击韧度。现有技术对于厚度在8～10mm特薄Q1100D/E钢板的生产十分困难，特别是其强度性能的稳定性、板型平直度的稳定性难以掌控。

发明内容

本发明旨在提供一种高强度结构用Q1100E钢板的生产方法，钢板厚度为8～10mm，在保证钢板强韧性和焊接性能的基础上，控制钢板不平度≤4mm/1m,6倍板厚弯直径下，冷弯曲180°无裂纹。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种高强度结构用特薄钢板的生产方法，工艺路线为转炉炼钢→LF炉精炼→VD精炼→连铸→加热→轧制→淬火→回火。钢的成分质量百分比为C=0.16～0.17，Si=0.15～0.30，Mn=1.10～1.20，P≤0.008，S≤0.002，AlT=0.002～0.050，Nb=0.020～0.025，V=0.05～0.06，Ti=0.018～0.025，Ni=0.30～0.35，Cr=0.20～0.3，Mo=0.58～0.65，CEV≤0.6，其余为Fe及不可控制的杂质元素。工艺步骤包括：

a. 转炉炼钢：转炉终点成分稳定控制在C≥0.06%，P≤0.006%；出钢时开启全程吹氩，采用滑板自动挡渣；使用金属锰、低碳铬铁进行合金化，同时加入顶渣进行渣洗；脱氧剂按照铝铁≥300kg，Al线喂入量≥200m加入；

b. LF炉精炼：温度达到1600℃以上后加入铝粒、铝线脱氧剂，大氩气搅拌脱氧脱硫，出站硫含量控制在0.002%以下；硼铁在冶炼后期加入，加入量不低于10kg/炉；软吹5min组织出站；

c. VD精炼：全程吹氩，抽真空0.5 tor以下，VD保真空时间不小于15min，确保[H]≤1.5ppm；破空后分两次喂入钙线≥200m，两次喂钙线间隔1～2min，钢水出VD炉前软吹不小于12min；

d. 连铸：全程保护浇铸，大包长水口保护氩气20～60L/min，侵入式水口密封氩气2～10 L/min，拉速0.85m/ min，过热度6-16℃，采用低碳保护渣或中碳钢保护渣，浇铸过程结晶器液面波动在±3mm以内；

e. 加热：温度控制在1200～1240℃，粗轧开轧温度≥1050℃；

f. 轧制：采用二阶段轧制，轧制过程采用高温大压下轧制，粗轧有三道次压下率大于18%，中间坯厚度≥3倍板厚；精轧采用热轧，精轧后不打水空冷至室温；

g. 淬火：奥氏体化加热温度900±10℃，加热时间板厚+（20～30）min，出炉后采用压辊式上下对称高压水冷却快速淬火至室温，辊缝偏差±1mm，淬火水压0.8bar以上；

h. 回火：回火温度250±10℃，回火时间板厚*3.5+（30～40）min。

按以上技术方案生产的钢板性能实绩如表1 。

表1实施例钢板力学性能检测结果

本发明具有以下优点：

(1) 通过转炉直吹保证超低磷命中，省略炉外脱磷扒渣工艺，控制精炼渣中氧化夹杂物；同时，通过LF炉深脱氧深脱硫钙化处理，VD强化真空处理后二次钙化处理，再保证一定时间的钢水软吹氩效果，得到高洁净度钢水。取样分析结果表明：钢水中夹杂物得到有效变形，数量少，颗粒度小，最大为DS0.5级。

(2) 炼钢采取16℃以下低过热度控制，连铸采用0.85m/ min低拉速浇铸，同时严格把控连铸过程各项工艺参数，结晶器液面波动在±3mm以内，得到良好铸坯内部组织，低倍质量良好。100%达到“中心偏析C类≤1.0级（YB4003-1997），无内裂纹、无缩孔、A类和B类不存在”标准，保证了轧制成品的内部质量。

(3) 合适的轧制和热处理工艺，生产的钢板的拉伸性能和冲击性能都比较好。

附图说明

图1为本发明方法生产钢板的组织图。

图2为本发明方法生产钢板拉伸性能检测结果图。

图3为本发明方法生产钢板延伸率性能检测结果图。

图4为本发明方法生产钢板冲击性能检测结果图。

具体实施方式

实例一：8mm的Q1100E特薄钢板的生产方法

钢的组成含量质量百分比为：C=0.16，Si=0.25，Mn=1.14，P=0.008，S=0.0008，AlT=0.034，Nb=0.023，V=0.053，Ti=0.022，Ni=0.32，Cr=0.23，Mo=0.63，CEV=0.56，余量为Fe和不可避免的杂质。工艺及主要参数：

转炉装入119吨铁水，29.5吨废钢，终点碳0.07%，磷0.006%，定氧321PPM，出钢温度1595℃。出钢过程使用滑板双挡，合金化加入硅铁306kg、金属锰1218kg、低碳铬铁367kg，脱氧剂加入311kg铝铁，200m铝铁，顶渣加入390kg石灰，126kg预熔渣。

该炉次使用3#B类钢水罐，LF炉在站时间85min，加入石灰1195kg，60kg铝粒，喂入600m铝线，调整成分另加入1395kg钛铁、1395kg钼铁、275金属锰、100kg硅铁、40kg钒铁、40kg铌铁、150kg钒铁、440kg镍板、12kg硼铁、20kg碳粉，钢水化学成分全部命中内控范围（下表1），喂入200m钙线进行钙化处理，出站温度1640℃。

VD炉进站温度1626℃，抽真空7min保真空15min，合计真空处理22min，破空温度1584℃。破空定氢1.3PPM，破空分2次喂入300m钙线进行二次钙化处理，软吹20后出站，出站温度1548℃。

连铸采取西宝包晶钢保护渣，全程保护浇铸，拉速0.85M/Min。液相线温度1512℃，中包钢水温度最低值1525℃，最高值1527℃，过热度最低值13℃，最高值15℃。浇铸过程结晶器液面波动±2mm。

加热温度控制在1238℃，采用二阶段轧制，保证粗轧开轧温度1082℃,轧制过程采用高温大压下轧制，粗轧连续有三道次压下率19.6、20.5、18.5%，中间坯厚度60mm；精轧采用热轧，精轧轧制成8mm钢板，不打水，空冷至室温。

离线热处理淬火奥氏体化加热温度900±10℃，加热时间30min，出炉后采用高压水冷却快速淬火至室温，辊缝调节至0.8mm,淬火水压0.85bar。喷嘴流量精度±6m3/h。淬火后直接回火，回火温度250±10℃，回火时间60min。

生产出的8mm钢板性能检验：屈服强度1146MPa、抗拉强度1336MPa、延伸率14.5%、冷弯合格、冲击样厚度减薄为5mm，冲击温度-40℃，冲击功分别为57J，63 J，70 J，平均冲击功63 J，不平度＜4mm/1m。

实例二：8mm的高强度结构用Q1100E特薄钢板的生产方法

钢的组成含量质量百分比为：C=0.16，Si=0.24，Mn=1.12，P=0.007，S=0.0014，AlT=0.029，Nb=0.022，V=0.050，Ti=0.022，Ni=0.30，Cr=0.22，Mo=0.59，CEV=0.54，余量为Fe和不可避免的杂质。工艺及主要参数：

铁水目标终点控制：C≥0.07%；P≤0.008%，（质量百分数，以下成分均为质量百分数），出钢时开启全程吹氩，进行挡渣出钢；出钢过程往钢包中加入脱氧合金进行脱氧合金化，同时可加入顶渣进行渣洗；出钢后Al线喂入量220m。并视装入量、终点C、钢水氧化性的变化进行适当调整。

进行造白渣及加热升温，全程底吹氩；白渣造好后，进行合金成分微调。钢水出站前按先Ti铁后B铁顺序加入，每炉B铁加入量10kg。精炼结束时进行钙处理，纯钙线喂入量240m。出站前对钢水进行软吹氩操作，软吹氩时间应10min。如过热度＞16-20℃时需取温高位置对应板坯低倍检验。连铸全过程采用低碳保护渣或中碳钢保护渣。连铸实行全程保护浇铸。浇注时控制中间包钢水液面深度和结晶器液面波动。

加热温度控制在1227℃，采用二阶段轧制，保证粗轧开轧温度1078℃,轧制过程采用高温大压下轧制，粗轧连续有三道次压下率18.6、18.2、18.5%，中间坯厚度70mm；精轧采用热轧，精轧轧制成10mm钢板，不打水，空冷至室温。

离线热处理淬火奥氏体化加热温度900±10℃，加热时间35min，出炉后采用高压水冷却快速淬火至室温，辊缝调节至0.5mm,淬火水压0.85bar。喷嘴流量精度±6m3/h。淬火后直接回火，回火温度250±10℃，回火时间75min。

生产出的10mm钢板性能检验：屈服强度1289MPa、抗拉强度1356MPa、延伸率20.5%、冷弯合格、冲击样厚度减薄为7.5mm，冲击温度-40℃，冲击功分别为61J J，71 J，66 J，平均冲击功66 J，不平度＜3mm/1m。

Claims (1)

1.一种高强度结构用特薄钢板的生产方法，工艺路线为转炉炼钢→LF炉精炼→VD精炼→连铸→加热→轧制→淬火→回火，其特征在于：钢的成分质量百分比为C=0.16～0.17，Si=0.15～0.30，Mn=1.10～1.20，P≤0.008，S≤0.002，AlT=0.002～0.050，Nb=0.020～0.025，V=0.05～0.06，Ti=0.018～0.025，Ni=0.30～0.35，Cr=0.20～0.3，Mo=0.58～0.65，CEV≤0.6，其余为Fe及不可控制的杂质元素；工艺步骤包括：

a. 转炉炼钢：转炉终点成分稳定控制在C≥0.06%，P≤0.006%；出钢时开启全程吹氩，采用滑板自动挡渣；使用金属锰、低碳铬铁进行合金化，同时加入顶渣进行渣洗；脱氧剂按照铝铁≥300kg，Al线喂入量≥200m加入；

b. LF炉精炼：温度达到1600℃以上后加入铝粒、铝线脱氧剂，大氩气搅拌脱氧脱硫，出站硫含量控制在0.002%以下；硼铁在冶炼后期加入，加入量不低于10kg/炉；软吹5min组织出站；

c. VD精炼：全程吹氩，抽真空0.5 tor以下，VD保真空时间不小于15min，确保[H]≤1.5ppm；破空后分两次喂入钙线≥200m，两次喂钙线间隔1～2min，钢水出VD炉前软吹不小于12min；

d. 连铸：全程保护浇铸，大包长水口保护氩气20～60L/min，侵入式水口密封氩气2～10 L/min，拉速0.85m/ min，过热度6-16℃，采用低碳保护渣或中碳钢保护渣，浇铸过程结晶器液面波动在±3mm以内；

e. 加热：温度控制在1200～1240℃，粗轧开轧温度≥1050℃；

f.轧制：采用二阶段轧制，轧制过程采用高温大压下轧制，粗轧有三道次压下率大于18%，中间坯厚度≥3倍板厚；精轧采用热轧，精轧后不打水空冷至室温；

g. 淬火：奥氏体化加热温度900±10℃，加热时间板厚+（20～30）min，出炉后采用压辊式上下对称高压水冷却快速淬火至室温，辊缝偏差±1mm，淬火水压0.8bar以上；

h. 回火：回火温度250±10℃，回火时间板厚*3.5+（30～40）min。

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