CN112453051A - 一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程材料领域，涉及一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法。本发明解决了高强钢因为合金含量高，板坯中心存在偏析、裂纹、疏松等缺陷较为严重，常规轧机由于轧制力小压缩比低，轧件表面变形严重，中心变形不足，造成钢板表层晶粒尺寸小，中心区域的尺寸大，厚规格高强钢性能均匀性问题。本发明无需新的投资，通过水除磷强冷方式使得加热后的高强钢板坯“外硬内软”，轧制过程中将轧制力有效的传递到板坯内部提供大的变形量，使得中心缺陷轧制愈合，生产出厚规格高强钢板。该发明为厚规格高强钢板生产提供了新的工艺，对常规轧机生产厚规格高强钢具有很好的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及工程材料领域，涉及一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法。
背景技术
在Q550高强钢在煤矿、工程机械、海洋平台等领域广泛使用，尤其40-80mm厚度规格用量最大，对强度、冲击等性能要求极高，目前主要依靠10000吨左右的大型中厚板轧机压延轧制+轧后强冷的方式生产，通过大压下高压缩比来有效的改善板坯中间缺陷组织，轧后强冷有效的保证高强钢的机械性能。但传统再结晶控轧生产高强钢厚板时，由于道次压下量小，轧件中心拉应力高，中心缺陷不利于消除；另外对于常规吨位的轧机，由于轧制力小压下小，提高道次压下率又会增加轧制咬入的难度，无法通过提高压缩比的方式生产厚规格高强钢。目前通过改造连铸机断面，提高连铸板坯厚度，投资兴建大吨位中板轧机和快冷设备，成为当前高强钢生产中特厚板的必有之路，但是由于当前钢铁市场疲软的环境中，投资巨大，风险巨大，因此，中小吨位轧机生产高强钢必须走一条创新之路。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述现有技术现状，提出一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现所述目的，本发明具体采用如下技术方案：
一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法,其特征在于：包括以下步骤：
S1.炼钢连铸得到高强钢板坯；
S2.对步骤S1中制得的板坯进行常规加热；
S3.对步骤S2中得到的板坯进行表面水除磷降温处理；
S4.对步骤S3中得到的板坯进行高渗透轧制；
S5.对步骤S4中得到的板坯轧后快冷、下线切边、喷印外发。
进一步地，所述步骤S1高强钢炼钢连铸操作中：炼钢连铸得到高强钢板坯，冶炼时选择优质铁水，其化学成分采用低碳+铌钒钛强化方案，控制有害元素S+P≤0.025％。
步骤S1中：高强钢板坯为高强钢Q550，高强钢Q550质量百分比为：C≤0.10％，Si+Al≤0.50％，Mn≤1.80％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr≤0.50％，Nb+V+Ti≤0.50％,其余为Fe和杂质。
所述步骤S1中连铸时采用保护浇铸，浇铸过热度控制在15-25℃，拉坯速率为0.80-1.0m/min，连铸坯断面220mm*1580mm的坯板，采取轻压下促使将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量。
进一步地，所述步骤S2板坯常规加热操作中：板坯入炉后采用三段式加热，其中预热段≤850℃，加热段1060-1100℃，均热段1180-1200℃，然后保持均热温度3.5-4.5小时，出炉后加钢坯1020-1080℃。
进一步地，所述步骤S3板坯表面水除磷降温操作中：钢坯逐次出加热炉后，使用轧机的高压除鳞水实施板坯快速反复降温，最终使板坯表面温度在960℃以下，板坯心部温度在1000℃以上，形成“外冷内热”板坯。
进一步地，所述步骤S4板坯高渗透轧制操作中：“外冷内热”板坯直轧到底，使得轧件中心大变形促使中心缺陷愈合，轧至成品厚度，终轧温度740-800℃，轧制依次采取大压下、中压下、最后小压下平整道次。
进一步地，所述步骤S4板坯高渗透轧制操作中：轧后采取控制冷却，超快冷+分段气雾冷却，辊道速度设置0.45-0.60m/min，水冷1500-2000m3,冷却至粒状贝氏体相变点500-540℃，钢板下线后直接堆垛缓冷至室温。
现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)采用一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，可以用中小型常规中板轧机生产部分厚规格的高强钢板，该工艺避免了生产厚规格高强钢，需要改造连铸机断面、投资兴建大吨位中板轧机和快冷设备方面的巨额投资。
2)采用一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，充分利用了目前中板轧机水除磷装置获得“外冷内热”板坯，轧制采用直轧到底方式，轧制过程中将轧制力有效的传递到板坯内部提供大的变形量，使得中心缺陷轧制愈合，生产出机械性能合格的厚规格高强钢板，尤其冲击性能表面和芯部均匀性有效提高，工艺易操作、易于实现。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施实例。
实施例1
为了实现所述目的，本发明具体采用如下技术方案。
一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法,其特征在于：包括以下步骤：
S1.炼钢连铸得到高强钢板坯；
S2.对步骤S1中制得的板坯进行常规加热；
S3.对步骤S2中得到的板坯进行表面水除磷降温处理；
S4.对步骤S3中得到的板坯进行高渗透轧制；
S5.对步骤S4中得到的板坯轧后快冷、下线切边、喷印外发。
步骤S1中炼钢连铸得到高强钢板坯，冶炼选择优质铁水，化学成分设计采用低碳+铌钒钛强化方案，控制有害元素S+P≤0.025％，高强钢板坯为高强钢Q550，高强钢Q550质量百分比为：C≤0.10％，Si+Al≤0.50％，Mn≤1.80％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr≤0.50％，Nb+V+Ti≤0.50％,其余为Fe和杂质。
所述步骤S1中连铸时采用保护浇铸，浇铸过热度控制在15-25℃，拉坯速率为0.80-1.0m/min，连铸坯断面220mm*1580mm的坯板，采取轻压下促使将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量。
板坯常规加热；板坯入炉后采用三段式加热，其中预热段≤850℃，加热段1060-1100℃，均热段1180-1200℃，然后保持均热温度3.5-4.5小时，出炉后加钢坯1020-1080℃。
板坯表面水除磷降温；钢坯逐次出加热炉后，使用轧机的高压除鳞水实施板坯快速反复降温，最终板坯表面温度在960℃以下，板坯心部温度在1000℃以上，形成“外冷内热”板坯。
板坯高渗透轧制；“外冷内热”板坯直轧到底，轧件中心大变形促使中心缺陷愈合，轧至成品厚度，终轧温度720-750℃，轧制依次采取大压下、中压下、最后小压下平整道次，具体轧制压下量和终轧温度见如下：
成品厚度36mm：开轧温度940-960℃，终轧温度720-750℃；轧制压下量：220mm-192mm-170mm-145mm-130mm-113mm-92mm-79mm-65mm-54mm-46mm-37mm-35mm；
轧后采取控制冷却，超快冷+分段气雾冷却，辊道速度设置0.45-0.60m/min，水冷1500-2000m3,冷却至粒状贝氏体相变点500-540℃，钢板下线后直接堆垛缓冷至室温。
实施例2
一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法,其特征在于：包括以下步骤：
S1.炼钢连铸得到高强钢板坯；
S2.对步骤S1中制得的板坯进行常规加热；
S3.对步骤S2中得到的板坯进行表面水除磷降温处理；
S4.对步骤S3中得到的板坯进行高渗透轧制；
S5.对步骤S4中得到的板坯轧后快冷、下线切边、喷印外发。
步骤S1中炼钢连铸得到高强钢板坯，冶炼选择优质铁水，化学成分设计采用低碳+铌钒钛强化方案，控制有害元素S+P≤0.025％，高强钢板坯为高强钢Q550，高强钢Q550质量百分比为：C≤0.10％，Si+Al≤0.50％，Mn≤1.80％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr≤0.50％，Nb+V+Ti≤0.50％,其余为Fe和杂质。
所述步骤S1中连铸时采用保护浇铸，浇铸过热度控制在15-25℃，拉坯速率为0.80-1.0m/min，连铸坯断面220mm*1580mm的坯板，采取轻压下促使将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量。
板坯常规加热；板坯入炉后采用三段式加热，其中预热段≤850℃，加热段1060-1100℃，均热段1180-1200℃，然后保持均热温度3.5-4.5小时，出炉后加钢坯1020-1080℃。
板坯表面水除磷降温；钢坯逐次出加热炉后，使用轧机的高压除鳞水实施板坯快速反复降温，最终板坯表面温度在960℃以下，板坯心部温度在1000℃以上，形成“外冷内热”板坯。
板坯高渗透轧制；“外冷内热”板坯直轧到底，轧件中心大变形促使中心缺陷愈合，轧至成品厚度，终轧温度730-780℃，轧制依次采取大压下、中压下、最后小压下平整道次，具体轧制压下量和终轧温度见如下：
成品厚度40mm：开轧温度930-950℃，终轧温度730-780℃；轧制压下量：220mm-196mm-172mm-150mm-132mm-115mm-100mm-90mm-79mm-67mm-58mm-48mm-42mm-39mm；
轧后采取控制冷却，超快冷+分段气雾冷却，辊道速度设置0.45-0.60m/min，水冷1500-2000m3,冷却至粒状贝氏体相变点500-540℃，钢板下线后直接堆垛缓冷至室温。
实施例3
一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法,其特征在于：包括以下步骤：
S1.炼钢连铸得到高强钢板坯；
S2.对步骤S1中制得的板坯进行常规加热；
S3.对步骤S2中得到的板坯进行表面水除磷降温处理；
S4.对步骤S3中得到的板坯进行高渗透轧制；
S5.对步骤S4中得到的板坯轧后快冷、下线切边、喷印外发。
步骤S1中炼钢连铸得到高强钢板坯，冶炼选择优质铁水，化学成分设计采用低碳+铌钒钛强化方案，控制有害元素S+P≤0.025％，高强钢板坯为高强钢Q550，高强钢Q550质量百分比为：C≤0.10％，Si+Al≤0.50％，Mn≤1.80％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr≤0.50％，Nb+V+Ti≤0.50％,其余为Fe和杂质。
所述步骤S1中连铸时采用保护浇铸，浇铸过热度控制在15-25℃，拉坯速率为0.80-1.0m/min，连铸坯断面220mm*1580mm的坯板，采取轻压下促使将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量。
板坯常规加热；板坯入炉后采用三段式加热，其中预热段≤850℃，加热段1060-1100℃，均热段1180-1200℃，然后保持均热温度3.5-4.5小时，出炉后加钢坯1020-1080℃。
板坯表面水除磷降温；钢坯逐次出加热炉后，使用轧机的高压除鳞水实施板坯快速反复降温，最终板坯表面温度在960℃以下，板坯心部温度在1000℃以上，形成“外冷内热”板坯。
板坯高渗透轧制；“外冷内热”板坯直轧到底，轧件中心大变形促使中心缺陷愈合，轧至成品厚度，终轧温度750-800℃，轧制依次采取大压下、中压下、最后小压下平整道次，具体轧制压下量和终轧温度见如下：
成品厚度65mm：开轧温度930-960℃，终轧温度750-800℃；轧制压下量：220mm-196mm-172mm-150mm-132mm-115mm-100mm-90mm-79mm-66mm-64mm；
不同厚度实施例钢种Q550轧制工艺和机械性能如下表：
| 成品厚度 | 开轧温度/℃ | 终轧温度/℃ | 终冷温度/℃ | ReH/Mpa | Rm/Mpa | A/％ | AKV/J | 冷弯 |
| 36 | 940-960 | 720-750 | 500-540 | 559 | 745 | 18 | 126 | 完好 |
| 40 | 930-950 | 730-780 | 500-530 | 532 | 715 | 17 | 110 | 完好 |
| 65 | 930-960 | 750-800 | 510-540 | 529 | 690 | 17 | 90 | 完好 |
从表可以看出不同厚度实施例钢种Q550力学性能，常规中小吨位轧机生产厚规格高强钢，机械性能不达标，采用新工艺后强度满足标准要求外，延伸率和冲击性能保证情况下，其值均匀性大幅度提高，从55～129J提高到102～135J，冲击值稳定。
轧后采取控制冷却，超快冷+分段气雾冷却，辊道速度设置0.45-0.60m/min，水冷1500-2000m3，冷却至粒状贝氏体相变点500-540℃，钢板下线后直接堆垛缓冷至室温。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法,其特征在于，包括以下步骤：
S1.炼钢连铸得到高强钢板坯；
S2.对步骤S1中制得的板坯进行常规加热；
S3.对步骤S2中得到的板坯进行表面水除磷降温处理；
S4.对步骤S3中得到的板坯进行高渗透轧制；
S5.板坯轧后快冷、下线切边、喷印外发。
2.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S1高强钢炼钢连铸操作中：炼钢连铸得到高强钢板坯，冶炼时选择优质铁水，其化学成分采用低碳+铌钒钛强化方案，控制有害元素S+P≤0.025％。
3.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，步骤S1中：高强钢板坯为高强钢Q550，高强钢Q550质量百分比为：C≤0.10％，Si+Al≤0.50％，Mn≤1.80％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr≤0.50％，Nb+V+Ti≤0.50％,其余为Fe和杂质。
4.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S1中连铸时采用保护浇铸，浇铸过热度控制在15-25℃，拉坯速率为0.80-1.0m/min，连铸坯断面220mm*1580mm的坯板，采取轻压下促使将夹杂物挤压上浮，破坏枝晶长大，改善坯子内部质量。
5.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S2板坯常规加热操作中：板坯入炉后采用三段式加热，其中预热段≤850℃，加热段1060-1100℃，均热段1180-1200℃，然后保持均热温度3.5-4.5小时，出炉后加钢坯1020-1080℃。
6.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S3板坯表面水除磷降温操作中：钢坯逐次出加热炉后，使用轧机的高压除鳞水实施板坯快速反复降温，最终使板坯表面温度在960℃以下，板坯心部温度在1000℃以上，形成“外冷内热”板坯。
7.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S4板坯高渗透轧制操作中：“外冷内热”板坯直轧到底，使得轧件中心大变形促使中心缺陷愈合，轧至成品厚度，终轧温度740-800℃，轧制依次采取大压下、中压下、最后小压下平整道次。
8.根据权利要求1所述的一种常规轧机高渗透生产高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S4板坯高渗透轧制操作中：轧后采取控制冷却，超快冷+分段气雾冷却，辊道速度设置0.45-0.60m/min，水冷1500-2000m3,冷却至粒状贝氏体相变点500-540℃，钢板下线后直接堆垛缓冷至室温。
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