CN111304426B - 一种高强钢薄板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强钢薄板的生产方法，钢的组成包含Ni、Cr、Mo的一种或多种，且Ni+Cr+Mo的重量百分比超过0.50%；所述薄板厚度为6~16mm，其关键工艺步骤包括连铸、加热、轧制和热处理。本发明通过控制钢板生产过程中表面氧化铁皮生成及去除的均匀性，降低氧化铁皮厚度，提高氧化铁皮完整度，从而有效防止氧化铁皮压入和表面凹坑、划伤、麻点等缺陷的产生，使所述高强钢薄板的表面质量稳定控制得以明显提升。

Description

一种高强钢薄板的生产方法
技术领域
本发明属于轧钢生产技术领域，涉及一种高强钢薄板的生产方法，能有效控制表面氧化铁皮的生成。
背景技术
钢铁企业生产高强钢普遍采用调质处理方式（即淬火+回火），以达到要求的强度级别。为保证淬透性，该系列钢板在成分设计上往往加入Ni、Cr、Mo等较多的合金元素，这使其在加热炉加热过程中生成粘性极大的一次氧化铁皮，并且在后续轧制过程中生成的次生氧化铁皮的粘性也较大，从而出现除鳞不尽、氧化铁皮压入的问题。此外，轧后钢板表面氧化铁皮对后续的调质热处理也带来困扰，如果氧化铁皮在热处理前的抛丸过程中不容易抛除掉，入炉加热时在辊道传输过程中可能会使氧化铁皮黏贴到炉内的辊子表面上，久而久之将会结瘤，从而导致大批量的钢板表面出现凹坑或划伤。上述缺陷需要在钢板回火后进行逐块检查，不仅容易漏检，而且要花费大量人力物力去修磨甚至直接判为不合格品。从生产实践来看，这种由钢板表面氧化铁皮导致的缺陷对厚度小于16mm以下的薄板尤为明显，并且已经成为高强钢薄板高质量表面控制的一个瓶颈问题。
中国专利CN 110157994公布了“一种改善钢板表面质量的生产方法”，通过对钢板制造过程中氧化铁皮生成机理的深入研究，认为采用低温加热（出炉温度1100～1110℃）和低温轧制（终轧在A r3+（20～40℃））工艺来控制氧化铁皮的生成速度和厚度，这对保证钢板表面质量稳定至关重要。但这样的工艺对高强钢薄板不适合，因为低温加热使薄板后续轧制温度不可控，低温轧制不仅大幅度提高薄板板形的控制难度，而且由于铁素体量的增加对提高钢的强度不利，需要更多的合金元素来保证强度，既增加了合金成本，又会进一步增加钢板表面氧化铁皮的控制难度。
中国专利CN 102764760公布了“一种高表面质量热轧钢板的制造方法”，通过坯料修磨、小压下量轧制、除磷工艺优化、轧后风冷和运输防护，生产屈服强度为345MPa级低合金钢。该专利涉及钢材强度级别低，轧前需要修磨坯料，工序多，成本高，不适应快节奏的工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高强钢薄板的生产方法，能有效改善铸坯表面氧化铁皮状况以及板坯表面除鳞不尽、氧化铁皮起泡破损易压入、氧化铁皮厚度凹凸不平等现象，从而保证高强钢薄板表面质量。
本发明的技术方案：
一种高强钢薄板的生产方法，所述薄钢板厚度为6~16mm，钢的组成包含Ni、Cr、Mo的一种或多种，且Ni+Cr+Mo的重量百分比超过0.50%；关键工艺步骤包括：
（1）连铸：采用保护浇注成180~220mm厚度的铸坯；浇注过程中控制结晶器液面波动在±5mm以内，结晶器振动频率200~250次/min，拉速≥1.0m/min；
（2）加热：采取热送热装进步进梁式加热炉，铸坯入炉温度≥500℃；加热炉所用燃料为高炉煤气或转炉煤气的一种或二种，炉内压力5~20Pa；加热炉最高炉膛温度≤铸坯出炉温度+30℃且铸坯在炉时间≤150min；
（3）轧制：使用高镍铬轧辊且轧制公里数≥2公里；除鳞箱除鳞水压力≥22MPa且除鳞速度≤1.0m/s；采用粗轧和精轧，粗轧与精轧间间隔时间≤60s，并且当板坯表面温度在880~980℃之间时，轧前要进行高压水除鳞，水压≥22MPa；
（4）热处理：热处理前进行表面抛丸处理，然后进行调质热处理。
优选地，步骤（2）中，所述铸坯出炉温度，对厚度为6~9.5mm的钢板，出炉温度为1210~1230℃；对厚度为9.6~13.5mm的钢板，出炉温度为1180~1210℃；对厚度为13.6~16mm的钢板，出炉温度为1160~1180℃。
本发明为控制高强钢薄板的表面氧化铁皮，采用保护浇注以防止钢水的二次氧化，并控制连铸坯在高温段的拉坯时间，以及控制结晶器的液面波动和采用合适的振动频率以防止连铸坯表面卷渣和减小连铸坯表面振痕深度，获得表面氧化铁皮薄且均匀稳定的优质铸坯；然后采用热送热装，并控制加热温度和时间、保证炉内微正压以减小炉内气氛的氧化性、不使用含S和水蒸气较多但热值较高的焦炉煤气、保证除鳞水压力和除鳞时间、特别是控制轧制除鳞时机使易起泡剥落的二次氧化铁皮及时被清理、以及热处理前进行表面抛丸等诸多防止氧化铁皮产生表面缺陷的措施，从而得到可稳定控制的高表面质量钢板。
本发明的有益效果在于：本发明通过连铸、加热、轧制和热处理工艺的配合，保证了钢板生产过程中表面氧化铁皮生成及去除的均匀性，降低氧化铁皮厚度，提高氧化铁皮完整度，从而有效防止氧化铁皮压入和表面凹坑、划伤、麻点等缺陷的产生。通过本发明方法，高强钢薄板的表面质量得到明显提升，其不合格率控制在0.1%以内，且整个生产步骤控制简单可行，对钢板的成分、性能、内部质量、板形等控制的影响极微，可产生明显的经济效益。此外，本发明蕴含在内的氧化铁皮控制机理及思路对其它中厚板、带钢、长型材等产品都具有借鉴意义。
具体实施方式
下面用实施例对本发明予以进一步说明。
实施例1
实施例钢的强度级别为Q690，钢板厚度为15mm，钢的组成包含0.15%Ni、0.25%Cr、0.15%Mo，按重量百分比计。其关键工艺步骤包括：
（1）连铸：采用保护浇注成220mm厚度的铸坯；浇注过程中控制结晶器液面波动在±5mm以内，结晶器振动频率为250次/min，拉速为1.05m/min；
（2）加热：采取热送热装进步进梁式加热炉，铸坯入炉温度为700℃；加热炉所用燃料不使用焦炉煤气，并保持炉内压力在10~12Pa间；铸坯出炉温度为1160℃，在炉时间为145min，加热过程中最高炉膛温度为1188℃；
（3）轧制：使用高镍铬轧辊轧制，轧制公里数约2.4公里；除鳞箱除鳞水压力为22MPa，除鳞速度为0.5m/s，采用粗轧和精轧，粗轧与精轧间间隔时间为56s，粗轧后两道次和精轧前三道次的板坯表面温度在880~980℃之间，轧前进行高压水除鳞，其它轧制道次根据轧制温度、表面氧化情况等进行正常除鳞，除鳞水压为22MPa；
（4）热处理：热处理前进行表面抛丸处理，然后进行调质热处理。
实施例2
实施例钢的强度级别为Q960，钢板厚度为12mm，钢的组成包含0.32%Ni、0.25%Cr、0.45%Mo，按重量百分比计。其关键工艺步骤包括：
（1）连铸：采用保护浇注成180mm厚度的铸坯；浇注过程中控制结晶器液面波动在±5mm以内，结晶器振动频率为200次/min，拉速为1.25m/min；
（2）加热：采取热送热装进步进梁式加热炉，铸坯入炉温度为620℃；加热炉所用燃料不使用焦炉煤气，并保持炉内压力在6~8Pa间；铸坯出炉温度为1200℃，在炉时间为125min，加热过程中最高炉膛温度为1225℃；
（3）轧制：使用高镍铬轧辊轧制，轧制公里数约12.8公里；除鳞箱除鳞水压力为22MPa，除鳞速度为1.0m/s，采用粗轧和精轧，粗轧与精轧间间隔时间为40s，粗轧后一道次和精轧前三道次的板坯表面温度在880~980℃之间，轧前进行高压水除鳞，其它轧制道次根据轧制温度、表面氧化情况等进行正常除鳞，除鳞水压为22MPa；
（4）热处理：热处理前进行表面抛丸处理，然后进行调质热处理。
实施例3
实施例钢的强度级别为Q1100，钢板厚度为8mm，钢的组成包含0.60%Ni、0.40%Cr、0.55%Mo，按重量百分比计。其关键工艺步骤包括：
（1）连铸：采用保护浇注成180mm厚度的铸坯；浇注过程中控制结晶器液面波动在±5mm以内，结晶器振动频率为200次/min，拉速为1.30m/min；
（2）加热：采取热送热装进步进梁式加热炉，铸坯入炉温度为560℃；加热炉所用燃料不使用焦炉煤气，并保持炉内压力在15~17Pa间；铸坯出炉温度为1225℃，在炉时间为136min，加热过程中最高炉膛温度为1252℃；
（3）轧制：使用高镍铬轧辊轧制，轧制公里数约20.5公里；除鳞箱除鳞水压力为22MPa，除鳞速度为1.0m/s，采用粗轧和精轧，粗轧与精轧间间隔时间为25s，精轧前三道次的板坯表面温度在880~980℃之间，轧前进行高压水除鳞，其它轧制道次根据轧制温度、表面氧化情况等进行正常除鳞，除鳞水压为22MPa；
（4）热处理：热处理前进行表面抛丸处理，然后进行调质热处理。

Claims (2)

1.一种高强钢薄板的生产方法，所述薄板厚度为6~16mm，其特征在于：钢的组成包含Ni、Cr、Mo的一种或多种，且Ni+Cr+Mo的重量百分比超过0.50%；关键工艺步骤包括：
（1）连铸：采用保护浇注成180~220mm厚度的铸坯；浇注过程中控制结晶器液面波动在±5mm以内，结晶器振动频率200~250次/min，拉速≥1.0m/min；
（2）加热：采取热送热装进步进梁式加热炉，铸坯入炉温度≥500℃；加热炉所用燃料为高炉煤气或转炉煤气的一种或二种，炉内压力5~20Pa；加热炉最高炉膛温度≤铸坯出炉温度+30℃且铸坯在炉时间≤150min；
（3）轧制：使用高镍铬轧辊且轧制公里数≥2公里；除鳞箱除鳞水压力≥22MPa且除鳞速度≤1.0m/s；采用粗轧和精轧，粗轧与精轧间间隔时间≤60s，并且当板坯表面温度在880~980℃之间时，轧前要进行高压水除鳞，水压≥22MPa；
（4）热处理：热处理前进行表面抛丸处理，然后进行调质热处理。
2.根据权利要求1所述的一种高强钢薄板的生产方法，其特征在于：步骤（2）中所述铸坯出炉温度，对厚度为6~9.5mm的钢板，出炉温度为1210~1230℃；对厚度为9.6~13.5mm的钢板，出炉温度为1180~1210℃；对厚度为13.6~16mm的钢板，出炉温度为1160~1180℃。
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