專利名稱：一種特厚鋼板的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)，特別是一種特厚鋼板的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
特厚板是指厚度> 60mm的鋼板?，F(xiàn)有技術(shù)采用的生產(chǎn)方法歸納起來(lái)主要是模鑄鋼錠及電渣重熔鋼錠法、連鑄坯厚板法、焊接復(fù)合鑄坯法、豎式連鑄機(jī)生產(chǎn)特厚板法。隨著寬厚板生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使用260 300mm板坯生產(chǎn)60 IOOmm的特厚板技術(shù)已經(jīng)非常普及，但是在常見(jiàn)的生產(chǎn)技術(shù)中為保證特厚板的強(qiáng)度在采用提高C、Mn含量的同時(shí)，在鋼中加入微合金元素Nb、V、Ti，通過(guò)細(xì)化晶粒、軋制過(guò)程中誘變析出及冷卻析出C (N) M提高鋼板強(qiáng)度，由此對(duì)特厚板生產(chǎn)產(chǎn)生了影響
對(duì)于熱軋狀態(tài)交貨的特厚板，采用低C高M(jìn)n成分體系，加入Nb、Ti微合金化處理，并輔以TMCP工藝軋制工藝，可生產(chǎn)出Ceq大于0. 36%的Q345系列特厚板；對(duì)于正火狀態(tài)交貨的特厚板，采用高C高M(jìn)n成分體系，加入Nb、V、Ti細(xì)化晶粒、增加C (N) M的析出，也可生產(chǎn)出Q345系列特厚板，但是該鋼的Ceq大于0. 41% ；對(duì)于正火狀態(tài)交貨的特厚板Q34R鋼板，在國(guó)際上都是采用鋼錠軋制，這方面的工藝都已成熟，但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高， 一般寬厚板廠不能生產(chǎn)。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01010160508. X公開(kāi)了“一種低溫韌性優(yōu)異的低碳當(dāng)量高強(qiáng)度厚鋼板及制造方法”，鋼板中的化學(xué)成分重量百分比符合碳當(dāng)量Ceq=C+Mn / 6+(Cr+Mo+V) / 5+(Nl+Cu) /15 ( 0. 40%，化成分中加入了 Nb、V微合金元素，利用控軋?zhí)岣咪摪鍙?qiáng)度。軋制工藝為厚度220 ^Omm連鑄坯加熱溫度1200 1240°C，保溫時(shí)間 240 270min，出爐溫度1180 1220°C ；采用兩階段控制軋制，軋后采用層流冷卻，終冷溫度625 725°C，冷卻速率5 10°C / s，高溫下線溫度400 450°C。該發(fā)明存在的不足之處是采用TMCP工藝生產(chǎn)45 70mm鋼板，只能滿足縱向沖擊韌性要求的一般鋼結(jié)構(gòu)制造需要，鋼板正火處理后強(qiáng)度低，不能用于要求正火、1/2及1/4厚度橫向沖擊韌性、Z向性能的壓力容器用特厚板的生產(chǎn)。高參數(shù)壓力容器制造用Q345R特厚板(60 100mm)交貨技術(shù)條件中，除滿足GB/ T713的標(biāo)準(zhǔn)要求外，鋼板交貨狀態(tài)為正火、保證鋼板1/4及1/2厚度_20°C沖擊功(橫向)大于100J、逐張超聲波探傷1級(jí)合格、厚度方向性能達(dá)到Z35要求、高溫拉伸性能(200°C)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求、Ceq小于0. 40%。針對(duì)上述技術(shù)要求，目前現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)還沒(méi)有連鑄坯軋材的生產(chǎn)報(bào)道及生產(chǎn)實(shí)績(jī)，生產(chǎn)中存在許多缺陷
A.Ceq小于0. 40%的Q345R特厚板正火狀態(tài)交貨，強(qiáng)度低不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；
B.連鑄坯難以滿足鋼板1/4及1/2厚度-20°C沖擊功(橫向)大于100J的要求；
C.軋制工藝難以滿足厚度方向性能達(dá)到Z35要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種特厚鋼板的生產(chǎn)方法采用300mm厚度連鑄坯軋制，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本；采用微合金化處理，利用ε-Cu的析出生產(chǎn)出低碳當(dāng)量 (Ceq ^ 0. 40%)高性能壓力容器用60 IOOmm鋼板，滿足高參數(shù)壓力容器制造的需要。本發(fā)明的技術(shù)方案
鋼的生產(chǎn)工藝路線鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐煉鋼一爐外精煉一連鑄一加熱一軋制一加速冷卻一正火一控冷一精整。成分設(shè)計(jì)采用低C高M(jìn)n成分體系；在鋼中添加Nb、V、Ti微合金元素，輔以高溫大壓下慢速軋制、TMCP軋制工藝，利用軋制過(guò)程的誘變析出及軋后沉淀析出提高鋼板強(qiáng)韌性； 在鋼中添加M提高鋼板1/4及1/2厚度橫向低溫沖擊韌性；在鋼中添加Cu，利用正火Cu的固溶及特殊控冷工藝后ε-Cu的析出，提高鋼板的強(qiáng)度。鋼的成分設(shè)計(jì)采用低C高M(jìn)n成分體系，在鋼中添加Ni、Cu合金元素，輔以Nb、V、 Ti微合金化處理。鋼的化學(xué)組成百分含量為C彡0. 12，Si=O. 20 0.40，Mn=L 20 1.50， P 彡 0. 008，S 彡 0. 003，AlT=O. 03 0. 06，Nb+ Ti+ V 彡 0. 10，Cu+Ni ^ 0. 80, Ceq ^ 0. 40, 余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。各工藝具體步驟和工藝參數(shù)為
(1)轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐裝入量按120 135t控制，出鋼碳0. 08 0. 10%,出鋼溫度1610 16700C，合金應(yīng)在出鋼至1/3左右時(shí)開(kāi)始加入，到2/3左右時(shí)加完，出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加入400kg以上頂渣料或精煉渣料，爐后喂Al線不得少于200m，要求鋼水中Al彡0. 020%,必須保持全程吹氬狀態(tài)。(2)爐外精煉鋼水在LF爐通電時(shí)間> 18min,總吹氬時(shí)間> 35分鐘，白渣保持時(shí)間彡l(Tl2min，LF爐喂Si-Ca線或Ca-Fe線彡500m, LF爐喂線不足可在VD (RH)爐抽真空之前補(bǔ)喂，鋼水出LF前進(jìn)行軟吹氬操作，軟吹氬時(shí)間應(yīng)大于5min，出站前根據(jù)鋼水量加入適量Ti-Fe，保證Ti含量控制在內(nèi)控范圍，出站C按0. 110%控制。VD (RH)爐控制根據(jù)鋼水溫降規(guī)律確定VD (RH)爐處理時(shí)間，要求VD (RH)爐在站總吹氬時(shí)間彡30min，抽真空，真空度0. 5tor以下，保持時(shí)間不小于15min ；軟吹氬大于 IOmin,鋼水出站定氫，H彡1. Oppm,出站上臺(tái)溫度1565 1575°C。(3)連鑄控制大包采用長(zhǎng)套管加氬氣密封保護(hù)澆注，中間包鋼水澆注正常液面深度> lm，中包加覆蓋劑保護(hù)澆注。采用下水口加密封圈保護(hù)澆注，浸入結(jié)晶器內(nèi)鋼水深度彡120mm。鋼水過(guò)熱度5 10°C，中包典型溫度1524 15;34°C。300mm鑄坯下線堆垛緩冷 24 72小時(shí)。(4)加熱板坯加熱1200 1280°C，加熱時(shí)間10 15min/cm，均熱時(shí)間大于 60min，上表面溫度高于下表面1(T2(TC，板坯出爐心部溫度彡1200°C。(5)軋制I階段開(kāi)軋溫度彡1050°C，終軋溫度950 980°C。鋼板軋制要求粗軋采用高溫大壓下IS^Ji軋制，粗軋軋制速度降為1. (Tl. 5m/s，粗軋保證最后連續(xù)三道次平均壓下率不小于16%。中間坯厚度控制按板坯展寬后保證三道次壓下率不小于16%的厚度。 II階段開(kāi)軋溫度90(T930°C，終軋溫度80(T84(TC控制，開(kāi)冷溫度按目標(biāo)終軋溫度的下限設(shè)
定，每道次壓下率均須> 12%，最后三道次累計(jì)壓下率不小于40%。(6)加速冷卻軋后開(kāi)冷溫度78(T80(TC，3-6°C /s，返紅溫度68(T730°C。(7)正火正火溫度875 890°C;在爐時(shí)間(板厚+8(T85)min，鋼板在爐保溫時(shí)間應(yīng)大于15min。
(8)控冷鋼板出正火爐后，進(jìn)行NCC冷卻鋼板返紅溫度控制在60(T660°C，冷速 5^10°C /s ；正火、快冷后快速下線，堆冷72、4小時(shí)后拆垛。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
a.采用連鑄坯生產(chǎn)出了高性能的6(Tl00mm厚Q345R鋼板，降低了生產(chǎn)成本，滿足了高參數(shù)壓力容器制造的要求；
b.成分設(shè)計(jì)采用低C高M(jìn)n成分體系，滿足了材料Ceq( 0. 40% ；
c.在鋼中添加Nb、V、Ti微合金元素，選擇合理加熱工藝，輔以高溫大壓下慢速軋制、 TMCP軋制工藝，利用軋制過(guò)程的誘變析出及軋后沉淀析出提高鋼板強(qiáng)韌性；在鋼中添加M 提高鋼板1/4及1/2厚度橫向低溫沖擊韌性；在鋼中添加Cu，利用正火Cu的固溶及特殊控冷工藝后ε "Cu的析出，提高鋼板的強(qiáng)度；采用正火處理提高鋼板的綜合性能，滿足了鋼板 Z向性能的要求。d.使用連鑄坯生產(chǎn)出了高性能的Q345R厚板，工序簡(jiǎn)單、工藝容易實(shí)現(xiàn)，一般寬厚板廠均能生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1 煉制板厚為98mm特厚鋼板。鋼的組成含量質(zhì)量百分比見(jiàn)表1。表1 98mm特厚鋼板質(zhì)量百分含量
制造命令號(hào)CSiIiiPSAXTNb +WiNi+ CuCeaC1078400.110. 331.440.0070.0010.0540.0980.320. 39C1078410.110. 351.450.0060.0020.0420.0970.320. 39C1078420.110. 341.4 0.0080.0010.0510.0980. 320. 39C1078430.110. 341.460.00800.0480.09 0. 320.39
鋼的生產(chǎn)工藝步驟及參數(shù)為
(1)轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐裝入量130t，出鋼碳0. 085%，出鋼溫度1650°C，合金在出鋼至1/3 左右時(shí)開(kāi)始加入，到2/3左右時(shí)加完，出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加入530kg頂渣料，爐后喂Al線 350m，鋼水中A10. 040%，全程吹氬。(2)爐外精煉鋼水在LF爐通電時(shí)間20min，總吹氬時(shí)間45分鐘，白渣保持時(shí)間 llmin, LF爐喂Si-Ca線550m，軟吹氬時(shí)間6min,出站前加入Ti-Fe5Ti含量0. 020%,出站C 0. 11%。VD爐控制VD (RH)爐在站總吹氬時(shí)間35min，抽真空，真空度0. 45tor，保持時(shí)間 20min ；軟吹氬大于15min，鋼水出站定氫，HO. 8ppm,出站上臺(tái)溫度1572°C。(3)連鑄控制鋼水過(guò)熱度8°C，中包典型溫度1530°C。300X2280mm斷面鑄坯下線堆垛緩冷48小時(shí)。(4)加熱板坯加熱1240 1260°C，在爐時(shí)間380min，板坯出爐心部溫度1210°C。(5)軋制1階段開(kāi)軋溫度1050°C，終軋溫度960°C。粗軋軋制速度為1. 5m/s，粗軋最后連續(xù)三道次下率大于16%。中間坯厚度187mm。階段開(kāi)軋溫度910°C，終軋溫度820°C， 最后三道次累計(jì)壓下率43%，成品厚度98mm。
(6)加速冷卻軋后開(kāi)冷溫度800°C，4°C /s，返紅溫度690°C。(7)正火正火溫度880士5°C ；在爐時(shí)間180min。(8)控冷鋼板出正火爐后進(jìn)行NCC冷卻鋼板返紅溫度620°C，冷速6°C /s ；正火、 快冷后快速下線，堆冷83小時(shí)后拆垛。選取板號(hào)廣15的樣品，本發(fā)明生產(chǎn)鋼板實(shí)物質(zhì)量實(shí)績(jī)見(jiàn)表2、表3、表4。鋼板Ceq=O. 37、. 39%。鋼板根據(jù)GB/I^970標(biāo)準(zhǔn)超聲波探傷檢查，全部1級(jí)合格。表2鋼板拉伸性能檢驗(yàn)實(shí)績(jī)
權(quán)利要求
1. 一種特厚鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)工藝路線為鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐煉鋼一爐外精煉一連鑄一加熱一軋制一加速冷卻一正火一控冷一精整，其特征在于鋼的化學(xué)組成百分含量為C彡0. 12，Si=O. 20 0. 40，Mn=L 20 1. 50，P彡0. 008， S 彡 0. 003，AlT=O. 03 0. 06，Nb+ Ti+ V 彡 0. 10，Cu+Ni 彡 0. 80，Ceq 彡 0. 40%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；工藝步驟和工藝參數(shù)為(1)轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐裝入量按120 135t控制，出鋼碳0.08 0. 10%,出鋼溫度1610 1670°C，合金應(yīng)在出鋼至1/3左右時(shí)開(kāi)始加入，到2/3左右時(shí)加完，出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加入400kg以上頂渣料或精煉渣料，爐后喂Al線不得少于200m，要求鋼水中Al彡0. 020%,必須保持全程吹氬狀態(tài)；(2)爐外精煉鋼水在LF爐通電時(shí)間>18min,總吹氬時(shí)間> 35分鐘，白渣保持時(shí)間彡l(Tl2min，LF爐喂Si-Ca線或Ca-Fe線彡500m, LF爐喂線不足可在VD (RH)爐抽真空之前補(bǔ)喂，鋼水出LF前進(jìn)行軟吹氬操作，軟吹氬時(shí)間應(yīng)大于5min，出站前根據(jù)鋼水量加入適量Ti-Fe，保證Ti含量控制在內(nèi)控范圍，出站C按0. 110%控制；VD (RH)爐控制根據(jù)鋼水溫降規(guī)律確定VD (RH)爐處理時(shí)間，要求VD (RH)爐在站總吹氬時(shí)間> 30min，抽真空，真空度0. 5tor以下，保持時(shí)間不小于15min ；軟吹氬大于lOmin，鋼水出站定氫，H^l. Oppm,出站上臺(tái)溫度1565 1575°C ；(3)連鑄控制大包采用長(zhǎng)套管加氬氣密封保護(hù)澆注，中間包鋼水澆注正常液面深度 ^ Im,中包加覆蓋劑保護(hù)澆注；采用下水口加密封圈保護(hù)澆注，浸入結(jié)晶器內(nèi)鋼水深度> 120mm ；鋼水過(guò)熱度5 10°C，中包典型溫度1524 15;34°C ；300mm鑄坯下線堆垛緩冷M 72 小時(shí)；(4)加熱板坯加熱1200 1280°C，加熱時(shí)間10 15min/cm，均熱時(shí)間大于60min，上表面溫度高于下表面1(T2(TC，板坯出爐心部溫度彡12000C ；(5)軋制.1階段開(kāi)軋溫度彡1050°C，終軋溫度950 980°C；鋼板軋制要求粗軋采用高溫大壓下慢速軋制，粗軋軋制速度降為1. (Tl. 5m/s，粗軋保證最后連續(xù)三道次平均壓下率不小于16% ；中間坯厚度控制在板坯展寬后保證三道次壓下率不小于16%的厚度；11階段開(kāi)軋溫度90(T93(TC，終軋溫度80(T84(TC控制，開(kāi)冷溫度按目標(biāo)終軋溫度的下限設(shè)定，每道次壓下率均須> 12%，最后三道次累計(jì)壓下率不小于40% ；(6)加速冷卻軋后開(kāi)冷溫度78(T80(TC，3-6°C/s，返紅溫度68(T730°C ；(7)正火正火溫度875 890°C;在爐時(shí)間(板厚+8(T85)min，鋼板在爐保溫時(shí)間應(yīng)大于 15min ；(8)控冷鋼板出正火爐后，進(jìn)行NCC冷卻鋼板返紅溫度控制在60(T660°C，冷速 5^10°C /s ；正火、快冷后快速下線，堆冷72、4小時(shí)后拆垛。
全文摘要
一種特厚鋼板的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)工藝路線為鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐煉鋼→爐外精煉→連鑄→加熱→軋制→加速冷卻→正火→控冷→精整→性能檢驗(yàn)→超聲波探傷，采用低C高M(jìn)n成分體系，在鋼中添加Ni、Cu合金元素，輔以Nb、V、Ti微合金化處理，鋼的化學(xué)組成百分含量為C≤0.12，Si=0.20～0.40，Mn=1.20～1.50，P≤0.008，S≤0.003，AlT=0.03～0.06，Nb+Ti+V≤0.10，Cu+Ni≤0.80，Ceq≤0.40%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明采用連鑄坯生產(chǎn)出了高性能的60~100mm厚Q345R鋼板，降低了生產(chǎn)成本，滿足了高參數(shù)壓力容器制造的要求；成分設(shè)計(jì)采用低C高M(jìn)n成分體系，滿足了材料Ceq≤0.40%；使用連鑄坯生產(chǎn)出了高性能的Q345R特厚板，工序簡(jiǎn)單、工藝容易實(shí)現(xiàn)，一般寬厚板廠均能生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C22C38/16GK102409236SQ20111035836
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者于青, 華浩, 曹波, 楊云清, 翟運(yùn)濤, 譚小斌, 高擎 申請(qǐng)人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司