CN113025895B - 一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制备方法 - Google Patents

一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制备方法,属于热轧钢板制造领域。该高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板包括:C为0.07‑0.17%,Si为0.05‑0.3%,Mn为0.8‑1.9%,P为0.0005‑0.018%,S为0.0005‑0.010%,Cr为0.05‑0.25%,Nb为0.005‑0.03%,Mo为0.05‑0.3%,V为0.09‑0.25%,N为0.012‑0.025%,余量为Fe和不可避免的杂质元素;其心部的金相组织为针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体。其制备方法经过铁水预处理、冶炼、LF精炼、连铸、粗轧、精轧、冷却,通过对化学成分、冶炼、轧制、冷却工艺的优化,使钢水中可容许的氢含量提高至4.5ppm,无需真空脱气工序,使得钢板具有强韧性和良好的心部冶金质量。

Description

一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制备 方法
技术领域
本发明属于热轧钢板制造领域,具体涉及一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制法,该高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法是一种通过化学成分设计、冶炼工艺以及轧制和冷却工艺的优化,使钢水中可容许的氢含量提高至4.5ppm,同时钢板具有良好强韧性和心部冶金质量的生产工艺。
背景技术
氢原子存在于高强钢中,并且达到一定浓度时,会对钢材产生损伤,在钢材或零部件中形成白点,或者延迟断裂,或者造成延伸率和冲击韧性下降,这些均统称为氢脆现象。对于高强度较厚规格的中厚板产品来说,钢中的氢还会和连铸坯的中心偏析共同作用,从而在钢板的心部产生裂纹,造成钢板无损探伤检测不合格。所以一般的高强钢和较厚规格的中厚板在生产过程对氢的含量通常需要进行严格控制。
在中厚板生产流程当中,通过冶炼连铸工序生产的连铸板坯,受铁碳合金凝固特性的影响,在板坯的心部会不可避免地存在宏观成分偏析。在板坯心部宏观偏析部位,碳和锰的含量会明显高于其它部位。由于这一部位碳锰含量很高,增加了奥氏体的稳定性,所以连铸板坯或者轧制完成的钢板,在冷却过程中,心部将在较低的温度下转变成贝氏体或马氏体,因而产生很大的组织应力。当钢中氢含量较高时,由于氢在奥氏体中的溶解度很大,所以在较低温度下仍然稳定存在的钢板心部的奥氏体中氢的含量,会明显高于钢中的平均氢含量。当这些奥氏体转变为贝氏体或马氏体的时候,具有较高氢脆敏感性的转变产物贝氏体或马氏体中的氢含量自然很高,而且由于此时温度较低,氢的扩散速率也下降,难以从钢板心部扩散到钢的表面,所以在这些氢原子和由于贝氏体或马氏体相变产生的组织应力共同作用下,钢板的心部便产生裂纹。
为了解决上述问题,目前通常从两方面采取措施。一方面是在炼钢过程中严格控制钢水中的氢含量,也就是通过RH、VD或VOD等炉外精炼技术使钢水中的氢含量降低至一定值以下,一般来说这个值是2ppm。对于厚度大于20mm的中厚板或对钢的强韧性要求很高的钢材产品,真空脱气工序是必不可少的。然而真空脱气工序能耗很高,经过真空脱气处理的钢材吨钢成本将增加60元以上。另一方面是在铸坯连铸过程中尽可能降低铸坯心部偏析的程度,目前比较成熟的且广为应用的有技术电磁搅拌技术、凝固末端轻压下技术或重压下技术,这些技术还在不断地发展进步当中。电磁搅拌和动态轻压下是目前板坯连铸生产装备中必备的技术,所以连铸坯宏观偏析程度得到了大大的降低。然而由于铁碳合金存在固有的凝固特性的缘故,铸坯心部宏观偏析难以完全消除。
发明内容
针对现有中厚板产品在铸坯偏析和钢中氢的共同作用下,心部产生裂纹从而导致探伤检测不合格的问题,本发明提出一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板及其制备方法,该制备方法是一种适用于Q460和Q550级别的新的中厚板的制备方法,该制备方法通过化学成分的调控,降低钢板心部的氢脆敏感性,通过控制钢板的轧制和冷却工艺使钢中的氢从钢板中及时扩散出去;钢水中容许的氢的含量可以提高至4.5ppm,仅利用常规冶炼工艺即可进行氢含量的控制,不需要经过真空脱气工序,因而缩短了工艺流程,降低了能源消耗,减少了有害气体排放,提高了生产效率,属于绿色化的生产技术。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案如下:
本发明的一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其包括的化学元素及各个化学元素的质量百分比为:
C:0.07-0.17%,Si:0.05-0.3%,Mn:0.8-1.9%,P:0.0005-0.018%,S:0.0005-0.010%, Cr:0.05-0.25%,Nb:0.005-0.03%,Mo:0.05-0.3%,V:0.09-0.25%,N:0.012-0.025%,余量为Fe和不可避免的杂质元素;
所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其心部的金相组织为针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体,其中,各个组织的体积百分占比分别为针状铁素体70~80%,粒状贝氏体10~20%,余量为珠光体,并且珠光体的体积百分比≤10%。
所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其屈服强度为 470-650MPa,抗拉强度为570-750MPa,屈强比≤0.91,延伸率的范围在16%-25%, -20℃条件下的冲击功≥100J。
所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,厚度为30-80mm。
所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,钢材强度级别涵盖Q460和Q550,钢板探伤检测合格率达到100%。
本发明的一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,包括以下步骤:
步骤1:铁水预处理
根据所要制备的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,选取原料,将固态原料进行烘烤干燥,将铁水进行预处理,保证铁水中S的质量百分含量≤0.025%;
步骤2:冶炼
将原料加入冶炼炉中,进行冶炼,得到钢水温度为1610-1640℃的冶炼钢水;
步骤3:LF精炼
将冶炼钢水进行LF精炼,LF精炼过程中,控制石灰的加入量为≤3kg/t钢,萤石的加入量≤0.7kg/t钢,脱氧造渣,使得精炼钢水中氢含量控制在4.5ppm以下;
步骤4:连铸
将精炼钢水进行浇铸,得到连铸坯;浇铸中,实施保护浇铸措施,将中包、水口、覆盖剂、保护渣均进行烘烤,烘烤终点温度≥1000℃,中包和水口的烘烤时间≥250min,覆盖剂和保护渣的烘烤时间≥9h;
步骤5:连铸坯加热
将连铸坯随炉加热,装炉温度为室温,出炉温度为1170-1210℃,在炉时间为3-5h,得到加热后连铸坯;
步骤6:粗轧
将加热后连铸坯先进行2-4道次展宽横轧,每道次压下率为8~12%,轧制温度≥1150℃,再进行3-5道次纵轧,单道次压力率为9-15%,轧制温度≥1150℃,得到粗轧后的轧件,粗轧过程中,总压下率≥40%;
步骤7:精轧
将粗轧后的轧件待温,进行精轧,精轧的开轧温度为830-900℃,终轧温度780-860℃,轧制道次数5-13,最后一道次的压下率≥5%,在精轧第2道次至末尾倒数第3道次之间至少三个道次压下率≥15%,得到精轧钢板;
步骤8:冷却
(1)轧后冷却
将精轧钢板进行轧后水冷,冷却入口温度≥770℃,冷却出口温度为560-640℃,冷却速度7-25℃/s,得到冷却钢板;
(2)矫直
将冷却钢板送入矫直机进行矫直,得到矫直钢板;
(3)缓冷
将矫直钢板送入冷床空冷,待矫直钢板温度冷却至480-550℃时下线进行缓冷,缓冷时间在24-72h,得到高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板。
所述的步骤1中个,铁水预处理后,温度为1245-1265℃。
所述的步骤2中,冶炼出钢过程中,加入合成渣,合成渣的加入量每吨钢水加入5.4~5.6kg。
所述的步骤2中,所述的冶炼炉为转炉或电炉。
所述的步骤4中,保护浇铸措施是用于避免空气中水蒸气导致精炼钢水中增氢。
所述的步骤4中,连铸坯厚度为220mm-320mm。
所述的步骤5中,在炉内,从装炉温度到出炉温度经过1个阶段的预热段、2-4 个阶段加热段和1个阶段均热段;
其中,预热段为300-1100℃,预热段保温时间≥40min;加热段温度为 1050-1280℃,加热段保温时间≥40min,加热段优选为两个阶段加热,第一加热段温度为1050-1160℃,第二加热段温度为1180-1280℃;均热段温度为1180-1240℃,均热段保温时间≥40min。
所述的步骤7中,在精轧第2道次至末尾倒数第3道次之间至少保证三个道次压下率≥15%,使得变形渗透至钢板心部,促使心部奥氏体中生成钒的析出相,以使钢板心部在冷却过程中易于得到铁素体组织。
所述的步骤8的(3)中,缓冷过程可以使钢板心部获得针状铁素体组织,钢中氢可以有效地扩散出去,避免心部产生裂纹。
与现有的技术相比,本发明的优势在于:
一方面未采用现有改善高强钢板心部质量、提高钢板探伤合格率的方法,避免了通过现有技术中RH、VD或VOD等炉外精炼技术使钢水中的氢含量降低至2ppm 以下,因为这一过程能耗很高,且耗时很长;另一方面也未采用电磁搅拌技术或凝固末端轻压下技术以减轻铸坯的偏析程度,由于铁碳合金存在固有的凝固特性的缘故,铸坯心部宏观偏析难以完全消除,因此,本发明根据Q460和Q550两个级别的高强钢性能上的特点和钢板心部产生裂纹的机理,提出了一种通过化学成分设计和 TMCP工艺技术调整,即轧制及冷却工艺优化的提高钢水中容许的氢含量从而降低精炼过程能源消耗并可以改善钢板心部质量的新技术。
本发明与现有技术相比,钢水中容许的氢含量可以达到4.5ppm,在冶炼过程中不需要真空脱气,钢板轧制冷却后不需要热处理,因而降低了能源消耗,减少了有害气体排放,提高了生产效率,属于绿色化的生产技术。
本发明所制备的30-80mm中厚板屈服强度为470-650MPa,抗拉强度为 570-750MPa,屈强比≤0.91,延伸率为16%-25%,-20℃条件下的冲击功≥100J,性能优良,其中屈强比和延伸率这两个指标与现有技术相比优势很大。
本发明是根据中厚板心部缺陷形成的机理,氢原子在面心立方的奥氏体和体心立方的铁素体中的溶解和扩散规律,以及VN析出相对针状铁素体的促进作用所开发的高强中厚板绿色化制备技术,其核心内容是通过化学成分和热加工工艺的合理设计使钢板心部偏析部位获得铁素体组织,避免生成粗大的贝氏体或马氏体。则钢板心部的组织应力则会大大减小,产生氢致裂纹的敏感性则会大大降低,或者说在同样铸坯偏析程度的情况下,为了保证钢板心部不出现裂纹,钢中可以允许的氢含量可以适当提高,从而减轻炼钢过程脱氢的压力。这种氢含量是与特定产品的化学成分和热加工工艺相关的,可以称之为特定钢材产品的经济含氢量,本发明中厚板的钢中可以容许的氢含量,也就是经济含氢量可以提高至4.5ppm,因此可以不必经过真空脱气工序而完全利用常规的冶炼工艺进行氢含量的控制。在轧制和冷却工艺上,通过高温变形温度和变形量的控制,使奥氏体中析出足够数量的VN粒子,通过冷却制度的调整使整个钢板厚度截面在较高温度下完成铁素体转变,在适当的温度下缓冷以使钢中的氢从钢板中扩散出去。
根据固态相变理论,对于钢的奥氏体/铁素体相变来说,母相奥氏体中的晶界、位错和变形带等是铁素体非均匀形核的有效部位,对奥氏体进行变形可以增加这些缺陷的数量,从而提高铁素体相变的形核率。此外,某些第二相如一些氧化物等也可以促进铁素体的形核。然而这些方法却无法使钢板心部的偏析部位避免形成粗大的贝氏体或马氏体。在奥氏体中析出的VN对于针状铁素体的形核具有明显的促进作用,其原因是当铁素体依附于VN析出物表面形核时,铁素体在析出物表面形核所增大的界面能很低,从而降低了铁素体的形核能。所以,如果母相奥氏体中存在较多的VN析出相,则在钢板心部偏析部位便可以在VN析出相的促进下得到针状铁素体组织而避免生成粗大的贝氏体或马氏体。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板心部显微组织图;
图2为本发明实施例2制备的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板心部显微组织图;
图3为本发明实施例3制备的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板心部显微组织图。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其是利用经济含氢量控制和消氢TMCP工艺制备的厚度为30mm微合金化中厚板,其化学组成按照质量百分比分布为:C:0.16%,Si:0.1%,Mn:1.1%,P:0.014%,S:0.003%,Cr:0.05%, Nb:0.005%,V:0.09%,Mo:0.06%,N:0.012%,余量为Fe和不可避免的杂质,得到的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的金相组织为75%针状铁素体、 15%粒状贝氏体和体积百分比10%珠光体;其显微组织图见图1。
该高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法如下:
(1)转炉炼钢:废钢和炉料经过烘烤干燥,铁水温度1255℃并经过预处理,保证铁水中S的质量百分含量≤0.025%;采用吨钢专用合成渣加入量为800kg,进行转炉冶炼操作,保证炉后钢水温度达到1620℃。
(2)LF精炼:LF每炉渣料石灰用量≤3.5kg/t钢,萤石≤0.65kg/t钢。快速脱氧造渣,精炼渣厚度120mm,得到的精炼钢水中氢含量为4.0ppm。
(3)连铸:将精炼钢水进行连铸,连铸中,先将中包和水口烘烤时间260min,烘烤终点温度1050℃;覆盖剂和保护渣烘烤时间为9h,精炼钢水过热度为15℃,实施保护浇铸措施,避免空气中水蒸气 导致钢水增氢,连铸坯厚度220mm。
(4)连铸坯加热:将连铸坯随炉加热,装炉温度为室温,经3个阶段加热和1个阶段均热,预热段:300-400℃,加热一段1050-1160℃,加热二段1180-1280℃,均热段1180-1240℃,各段保温时间分别为预热段40min,加热一段50min,加热二段 60min,均热段60min。出炉温度为1210℃,在炉时间为3.5h,得到加热后连铸坯。
(5)粗轧:开轧温度1180℃,先将加热后连铸坯进行4道展宽横轧,道次压下量8-12%,然后进行5轧道次的纵轧,道次压下率9-15%,粗轧总压下率为45%。
(6)精轧:粗轧之后轧件进行待温,然后进行精轧,精轧开轧温度900℃,终轧温度850℃,轧制道次数7-13,最后一道次压下率5%,其中第3、5、9三个道次的压下率各为15%,得到精轧钢板。
(7)轧后冷却:精轧钢板精轧过程结束后进行轧后水冷,冷却入口温度保证在 800℃,冷却出口温度600℃,冷却速度7-25℃/s,之后冷却钢板进入矫直机进行矫直,矫直后进入冷床空冷,待钢板温度冷却至550℃时下线进行缓冷,缓冷时间24 小时,得到高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板。
经检测,用以上方法制得的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板屈服强度为490MPa,抗拉强度为610MPa,延伸率22.5%,-20℃条件下190J,满足国标要求,探伤检测合格。
实施例2
一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其是利用经济含氢量控制和消氢TMCP工艺制备的厚度为50mm微合金化中厚板,其化学组成按照质量百分比分布为:C:0.12%,Si:0.2%,Mn:1.7%,P:0.013%,S:0.002%,Cr:0.15%, Nb:0.015%,V:0.10%,Mo:0.08%,N:0.015%,余量为Fe和不可避免的杂质,得到的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的金相组织为78%针状铁素体和22%粒状贝氏体;其显微组织图见图2。
该高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法如下:
(1)转炉炼钢:废钢和炉料经过烘烤干燥,铁水温度1255℃并经过预处理,保证铁水中S的质量百分含量≤0.025%;采用吨钢专用合成渣加入量为850kg,进行转炉冶炼操作,保证炉后钢水温度达到1650℃。
(2)LF精炼:LF每炉渣料石灰用量≤3.5kg/t钢,萤石≤0.65kg/t钢。快速脱氧造渣,精炼渣厚度140mm,得到的精炼钢水中氢含量为4.5ppm。
(3)连铸:将精炼钢水进行连铸,连铸中,先将中包和水口烘烤时间260min,烘烤终点温度1100℃;覆盖剂和保护渣烘烤时间为9h,精炼钢水过热度为16℃,实施保护浇铸措施,避免空气中水蒸气 导致钢水增氢,连铸坯厚度250mm。
(4)连铸坯加热:将连铸坯随炉加热,装炉温度为室温,经1个阶段的预热段、4 个阶段加热段和1个阶段均热段,预热段:1000-1100℃,加热一段:1050-1100℃,加热二段:1150-1180℃,加热三段:1180-1230℃,加热四段:1250-1280℃,均热段1180-1240℃,各段保温时间分别为:预热段:50min,加热一段40min,加热二段40min,加热三段40min,加热四段40min,均热段:60min。出炉温度为1210℃,在炉时间为4.5h,得到加热后连铸坯。
(5)粗轧:开轧温度1180℃,先将加热后连铸坯进行2道展宽横轧,道次压下量 8-12%,然后进行5道次的纵轧,道次压下率9-15%,粗轧总压下率为45%。
(6)精轧:粗轧之后轧件进行待温,然后进行精轧,精轧开轧温度880℃,终轧温度830℃,轧制道次数7-13,最后一道次压下率5%,其中第3、5、9三个道次的压下率各为15%,得到精轧钢板。
(7)轧后冷却:精轧钢板精轧过程结束后进行轧后水冷,冷却入口温度保证在 780℃,冷却出口温度580℃,冷却速度7-25℃/s,之后冷却钢板进入矫直机进行矫直,矫直后进入冷床空冷,待钢板温度冷却至530℃时下线进行缓冷,缓冷时间48 小时,得到高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板。
经检测,用以上方法制得的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板屈服强度为600MPa,抗拉强度为710MPa,延伸率19.5%,-20℃条件下190J,满足国标要求,屈强比0.85,探伤检测合格。
实施例3
一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其是利用经济含氢量控制和消氢TMCP工艺制备的厚度为80mm微合金化中厚板,其化学组成按照质量百分比分布为:C:0.09%,Si:0.25%,Mn:1.85%,P:0.013%,S:0.001%,Cr:0.15%, Nb:0.025%,Mo:0.07%,V:0.18%,N:0.018%,余量为Fe和不可避免的杂质,得到的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的金相组织为80%针状铁素体和20%贝氏体,其显微组织图见图3;
该高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法如下:
(1)转炉炼钢:废钢和炉料经过烘烤干燥,铁水温度1255℃并经过预处理,保证铁水中S的质量百分含量≤0.025%;采用吨钢专用合成渣加入量为850kg,进行转炉冶炼操作,保证炉后钢水温度达到1650℃。
(2)LF精炼:LF每炉渣料石灰用量≤3.5kg/t钢,萤石≤0.65kg/t钢。快速脱氧造渣,精炼渣厚度140mm,得到的精炼钢水中氢含量为4.5ppm。
(3)连铸:将精炼钢水进行连铸,连铸中,先将中包和水口烘烤时间260min,烘烤终点温度1150℃;覆盖剂和保护渣烘烤时间为9h,精炼钢水过热度为16℃,实施保护浇铸措施,避免空气中水蒸气 导致钢水增氢,连铸坯厚度320mm。
(4)连铸坯加热:将连铸坯随炉加热,装炉温度为室温,经1个阶段的预热段,2 个阶段加热段和1个阶段均热段,预热段:500-800℃,加热一段:1050-1160℃,加热二段:1180-1280℃,均热段:1180-1240℃,各段保温时间分别为:预热段:60min,加热一段:80min,加热二段:80min,均热段:50min,出炉温度为1210℃,在炉时间为4.5h,得到加热后连铸坯。
(5)粗轧:开轧温度1150℃,先将加热后连铸坯进行2道展宽横轧,道次压下量 8-12%,然后进行5道次的纵轧,道次压下率9-15%,粗轧总压下率为45%。
(6)精轧:粗轧之后轧件进行待温,然后进行精轧,精轧开轧温度850℃,终轧温度820℃,轧制道次数7-13,最后一道次压下率5%,其中第3、5、9三个道次的压下率各为15%,得到精轧钢板。
(7)轧后冷却:精轧钢板精轧过程结束后进行轧后水冷,冷却入口温度保证在 780℃,冷却出口温度550℃,冷却速度7-25℃/s,之后冷却钢板进入矫直机进行矫直,矫直后进入冷床空冷,待钢板温度冷却至520℃时下线进行缓冷,缓冷时间72 小时,得到高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板。
经检测,用以上方法制得的厚度为80mm的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板屈服强度为590MPa,抗拉强度为690MPa,延伸率19.5%,-20℃条件下 150J,满足国标要求,屈强比0.86,探伤检测合格。
本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法,在此不一一列举实施例。
本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,该高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板包括的化学元素及各个化学元素的质量百分比为:
C:0.07-0.17%,Si:0.05-0.3%,Mn:0.8-1.9%,P:0.0005-0.018%,S:0.0005-0.010%,Cr:0.05-0.25%,Nb:0.005-0.03%,Mo:0.05-0.3%,V:0.09-0.25%,N:0.012-0.025%,余量为Fe和不可避免的杂质元素;
所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,其心部的金相组织为针状铁素体、粒状贝氏体和珠光体,其中,各个组织的体积百分占比分别为针状铁素体70~80%,粒状贝氏体10~20%,余量为珠光体,并且珠光体的体积百分比≤10%;
所述制备方法包括以下步骤:
步骤1:铁水预处理
根据所要制备的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,选取原料,将固态原料进行烘烤干燥,将铁水进行预处理,保证铁水中S的质量百分含量≤0.025%;
步骤2:冶炼
将原料加入冶炼炉中,进行冶炼,得到钢水温度为1610-1640℃的冶炼钢水;
步骤3:LF精炼
将冶炼钢水进行LF精炼,LF精炼过程中,控制石灰的加入量为≤3kg/t钢,萤石的加入量≤0.7kg/t钢,脱氧造渣,使得精炼钢水中氢含量控制在4.5ppm以下;
步骤4:连铸
将精炼钢水进行浇铸,得到连铸坯;浇铸中,实施保护浇铸措施,将中包、水口、覆盖剂、保护渣均进行烘烤,烘烤终点温度≥1000℃,中包和水口的烘烤时间≥250min,覆盖剂和保护渣的烘烤时间≥9h;
步骤5:连铸坯加热
将连铸坯随炉加热,装炉温度为室温,出炉温度为1170-1210℃,在炉时间为3-5h,得到加热后连铸坯;
步骤6:粗轧
将加热后连铸坯先进行2-4道次展宽横轧,每道次压下率为8~12%,轧制温度≥1150℃,再进行3-5道次纵轧,单道次压力率为9-15%,轧制温度≥1150℃,得到粗轧后的轧件,粗轧过程中,总压下率≥40%;
步骤7:精轧
将粗轧后的轧件待温,进行精轧,精轧的开轧温度为830-900℃,终轧温度780-860℃,轧制道次数5-13,最后一道次的压下率≥5%,在精轧第2道次至末尾倒数第3道次之间至少三个道次压下率≥15%,得到精轧钢板;
步骤8:冷却
(1)轧后冷却
将精轧钢板进行轧后水冷,冷却入口温度≥770℃,冷却出口温度为560-640℃,冷却速度7-25℃/s,得到冷却钢板;
(2)矫直
将冷却钢板送入矫直机进行矫直,得到矫直钢板;
(3)缓冷
将矫直钢板送入冷床空冷,待矫直钢板温度冷却至480-550℃时下线进行缓冷,缓冷时间在24-72h,得到高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板。
2.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的屈服强度为470-650MPa,抗拉强度为570-750MPa,屈强比≤0.91,延伸率的范围在16%-25%,-20℃条件下的冲击功≥100J。
3.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,厚度为30-80mm。
4.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板,钢材强度级别涵盖Q460和Q550,钢板探伤检测合格率达到100%。
5.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的步骤1中,铁水预处理后,温度为1245-1265℃。
6.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的步骤2中,冶炼出钢过程中,加入合成渣,合成渣的加入量每吨钢水加入5.4~5.6kg。
7.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的步骤4中,连铸坯厚度为220mm-320mm。
8.根据权利要求1所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,所述的步骤5中:在炉内,从装炉温度到出炉温度经过1个阶段的预热段、2-4个阶段的加热段和1个阶段的均热段;
其中,预热段为300-1100℃,预热段保温时间≥40min;加热段温度为1050-1280℃,加热段保温时间≥40min,均热段温度为1180-1240℃,均热段保温时间≥40min。
9.根据权利要求8所述的高强韧且心部冶金质量良好的微合金化中厚板的制备方法,其特征在于,加热段为两个阶段加热,第一加热段温度为1050-1160℃,第二加热段温度为1180-1280℃。
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