本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，特別涉及一種q690d中厚鋼板和降低q690d中厚鋼板能耗的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
q690d是一種屈服強度為690mpa級的結(jié)構(gòu)鋼。該鋼種廣泛應(yīng)用于建筑、工程機械領(lǐng)域。q690d鋼板除要求較高的強度、良好的沖擊韌性和焊接性能外，還要求良好的表面質(zhì)量。q690d鋼種的中厚規(guī)格鋼板，一般采用控軋+控冷+熱處理工藝生產(chǎn)，其間鋼板要經(jīng)過多次加熱、冷卻，消耗很多能源，其能耗占了制造成本的大部分，因此降低其生產(chǎn)能耗，就能降低制造成本，增加經(jīng)濟效益。在能源消耗組成里，板坯在加熱爐里的消耗占大部分，這部分消耗是指板坯由入爐溫度加熱到板坯出爐溫度所消耗的能源。因此入爐溫度越高，板坯消耗的能源就越少，最節(jié)能的方式就是，鑄機澆鑄出來的板坯經(jīng)切斷后，直接入爐。然而，由于入爐溫度較高，板坯表面還是鑄態(tài)組織，塑性較差，再加上q690d鋼種含有較多的nb、cr等合金，當板坯表面入爐溫度較高時，板坯表面在加熱時容易出現(xiàn)裂紋，進而軋制后鋼板表面出現(xiàn)裂紋，并且這種裂紋是大面積的，無法修磨，導(dǎo)致鋼板報廢。因此，要提高板坯入爐溫度，如何控制板坯及鋼板表面質(zhì)量是關(guān)鍵。
公布號cn102059331a的專利“一種避免鋼板表面裂紋的連鑄坯熱裝熱送工藝”，提供了一種板坯直接熱裝熱送的方法，采用該方法能有效消除鋼板表面的裂紋。但該方法要求板坯入爐時的表面溫度不高于600℃，板坯余熱有一些損失。由于板坯直接熱裝熱送，板坯入爐時的晶粒比較粗大，對機械性能有不良影響，對如何保證鋼板的機械性能不變，該方法沒有涉及。
公布號cn102228968a的專利“一種實現(xiàn)高強度低合金鋼連鑄坯直接送裝的方法”，提供了一種高強度低合金鋼連鑄坯直接送裝方法，采用該方法能有效消除低合金鋼板表面的裂紋。但該方法只是涉及鋼板表面的裂紋問題控制，沒有涉及機械性能控制方面的問題。由于板坯直接熱裝熱送，板坯入爐時的晶粒比較粗大，對機械性能有不良影響，對如何保證鋼板的機械性能不變，該方法沒有涉及。
公布號cn105598406a的專利“一種連鑄坯熱送熱裝工藝”，提供了一種連鑄坯熱裝熱送工藝。該方法通過控制板坯在澆鑄末期的冷卻方式控制，及輸送過程中的保溫和補熱等措施，實現(xiàn)板坯的熱裝熱送。采用該方法能有效消除鋼板表面的裂紋。但該方法所需設(shè)備較多，設(shè)備投資較大，同時該方法只涉及鋼板表面的裂紋問題控制，沒有涉及機械性能控制方面的問題。由于板坯直接熱裝熱送，板坯入爐時的晶粒比較粗大，對機械性能有不良影響，對如何保證鋼板的機械性能不變，該方法沒有涉及。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種q690d中厚鋼板和降低q690d中厚鋼板能耗的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明提供一種q690d中厚鋼板，所述鋼板厚度為40mm～60mm，其化學(xué)成分按重量百分比計包括：c：0.12～0.14％；si：0.25～0.35％；mn：1.65～1.75％；nb：0.04～0.05％；v：0.06～0.08％；cr0.25～0.35％；mo0.25～0.35％；p：≤0.02％；s：≤0.007％；als：0.017～0.027％；ca：0.001～0.0015％；ti:0.01～0.02％；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)。
本發(fā)明還提供一種降低q690d中厚鋼板能耗的生產(chǎn)方法，所述q690d中厚鋼板的所述鋼板厚度為40mm～60mm，其化學(xué)成分按重量百分比計包括：c：0.12～0.14％；si：0.25～0.35％；mn：1.65～1.75％；nb：0.04～0.05％；v：0.06～0.08％；cr0.25～0.35％；mo0.25～0.35％；p：≤0.02％；s：≤0.007％；als：0.017～0.027％；ca：0.001～0.0015％；ti:0.01～0.02％；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)；
所述生產(chǎn)方法包括如下步驟：
1)選用300mm厚的連鑄坯；
2)板坯從鑄機鑄出來，切斷后，在進入加熱爐前，對其表面噴水進行層流冷卻，層流冷卻時板坯上表面的水流密度不小于150l/(min·m2)；板坯上、下表面的水流密度比值為1：3；冷卻時間為100～150秒；入爐時表面返紅溫度在670～720℃之間；
3)300mm厚連鑄坯的出爐溫度為1220-1240℃，加熱時間240～300分鐘；
4)將板坯加熱好之后進行控制軋制，第一階段開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度1210～1230℃，第一階段軋制速度為0.8m/s，第一階段高溫延伸軋制時單道次壓下率≥10％，第一階段終軋溫度≥1120℃；第二階段鋼板的開軋厚度為2.0-3.0倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為910～920℃，第二階段終軋溫度為845～865℃；第二階段軋制5～6道次；鋼板軋完后進行層流冷卻，冷卻速度為10℃/s，終冷溫度為660～680℃；
5)軋后鋼板進行淬火和回火處理；淬火溫度為910～920℃，淬火保溫時間為20～25分鐘；回火溫度為610～620℃，回火保溫時間為20～40分鐘；回火出爐后采用自然空冷方式冷卻。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有下列顯著的優(yōu)點和效果：
1)本發(fā)明通過對300mm厚板坯在澆鑄出來切斷后的快速冷卻、優(yōu)化加熱、軋制工藝，能有效消除q690d鋼種板坯直接熱裝熱送時，鋼板表面出現(xiàn)的裂紋；入爐板坯表面溫度達到670℃以上，心部溫度在900℃以上，大大降低了q690d鋼種中厚鋼板生產(chǎn)能耗，簡化了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。
2)本發(fā)明操作方法簡單易行，便于推廣。
3)采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的q690d鋼種中厚鋼板表面質(zhì)量良好，機械性能優(yōu)良。
具體實施方式
本發(fā)明公開了一種q690d中厚鋼板和降低q690d中厚鋼板能耗的生產(chǎn)方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當改進工藝參數(shù)實現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過較佳實施例進行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和應(yīng)用進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、能有效降低q690d鋼板生產(chǎn)能耗，表面質(zhì)量良好，且力學(xué)性能良好的方法。
本發(fā)明提供一種q690d中厚鋼板，所述鋼板厚度為40mm～60mm，其化學(xué)成分按重量百分比計包括：c：0.12～0.14％；si：0.25～0.35％；mn：1.65～1.75％；nb：0.04～0.05％；v：0.06～0.08％；cr0.25～0.35％；mo0.25～0.35％；p：≤0.02％；s：≤0.007％；als：0.017～0.027％；ca：0.001～0.0015％；ti:0.01～0.02％；其余為鐵和不可避免雜質(zhì)。
本發(fā)明還提供一種降低上述q690d中厚鋼板能耗的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：
1)選用300mm厚的連鑄坯；
2)板坯從鑄機鑄出來，切斷后，在進入加熱爐前，對其表面噴水進行層流冷卻，層流冷卻時板坯上表面的水流密度不小于150l/(min·m2)；板坯上、下表面的水流密度比值為1：3；冷卻時間為100～150秒；入爐時表面返紅溫度在670～720℃之間；
3)300mm厚連鑄坯的出爐溫度為1220-1240℃，加熱時間240～300分鐘；
4)將板坯加熱好之后進行控制軋制，第一階段開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度1210～1230℃，第一階段軋制速度為0.8m/s，第一階段高溫延伸軋制時單道次壓下率≥10％，第一階段終軋溫度≥1120℃；第二階段鋼板的開軋厚度為2.0-3.0倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為910～920℃，第二階段終軋溫度為845～865℃；第二階段軋制5～6道次；鋼板軋完后進行層流冷卻，冷卻速度為10℃/s，終冷溫度為660～680℃；
5)軋后鋼板進行淬火和回火處理；淬火溫度為910～920℃，淬火保溫時間為20～25分鐘；回火溫度為610～620℃，回火保溫時間為20～40分鐘；回火出爐后采用自然空冷方式冷卻。
含nb且碳含量處在包晶區(qū)域內(nèi)的鋼種，板坯入爐溫度在550℃以上時，軋制的鋼板表面容易出現(xiàn)裂紋，主要原因是nb的碳氮化物在晶界析出，使材料強度增加，塑性降低，再加上在此溫度下，板坯表面有一部分已經(jīng)發(fā)生奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變，板坯內(nèi)部存在組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力。這樣板坯再入爐加熱時，在熱應(yīng)力、組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力的作用下，再加上材料本身由于碳氮化物在晶界析出，塑性較低，板坯表面容易出現(xiàn)裂紋，如果軋制時不能將這些裂紋焊合，則軋完的鋼板就會出現(xiàn)裂紋。
為避免板坯直接熱裝時，鋼板表面出現(xiàn)裂紋，在板坯剛切斷后，對板坯表面噴水進行層流冷卻，由于層流冷卻的冷卻強度大，板坯表面的溫度急劇降低，隨著冷卻時間延長，表面的低溫區(qū)逐漸向板坯心部方向延伸，表面出現(xiàn)一定深度的低溫區(qū)，該低溫區(qū)完成奧氏體向鐵素體的組織轉(zhuǎn)變，從而細化組織，增強該部分區(qū)域的塑性。這樣板坯在加熱爐重新加熱時，雖然在熱應(yīng)力的作用下，板坯的變形量不變，但由于板坯表面經(jīng)過快速冷卻，板坯表面塑性增強，能夠承受所有變形，不會出現(xiàn)裂紋。板坯表面經(jīng)過快速冷卻，既解決了表面裂紋的問題，同時由于冷卻時間短，只在距表面很小的一段距離內(nèi)形成低溫區(qū)，熱量損失不多。采用300mm厚的板坯生產(chǎn)，使鋼板軋制時具有較大的壓縮比，有利于板坯表面裂紋和中心疏松等缺陷組織在軋制時焊合，同時有利于保證鋼板的機械性能。采用300mm厚板坯生產(chǎn)，還有一個優(yōu)點是由于板坯較厚，從鑄機澆鑄出來后，板坯溫度較高。從而入爐溫度較高，能充分利用板坯澆鑄后的余熱，節(jié)省能源。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有下列顯著的優(yōu)點和效果：
1)本發(fā)明通過對300mm厚板坯在澆鑄出來切斷后的快速冷卻、優(yōu)化加熱、軋制工藝，能有效消除q690d鋼種板坯直接熱裝熱送時，鋼板表面出現(xiàn)的裂紋；入爐板坯表面溫度達到670℃以上，心部溫度在900℃以上，大大降低了q690d鋼種中厚鋼板生產(chǎn)能耗，簡化了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。
2)本發(fā)明操作方法簡單易行，便于推廣。
3)采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的q690d鋼種中厚鋼板表面質(zhì)量良好，機械性能優(yōu)良。
下面結(jié)合實施例，進一步闡述本發(fā)明：
實施例1
采用厚度為300mm板坯，軋制成厚度為40mm厚鋼板，板坯出爐溫度為1220℃，板坯加熱時間為240分鐘，板坯從鑄機鑄出來，切斷后，在進入加熱爐前，對其表面噴水進行層流冷卻，層流冷卻時板坯上表面的水流密度為150l/(min·m^2)，板坯上、下表面的水流密度比值為1：3，冷卻時間為100秒。入爐時表面返紅溫度720℃。板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為：c0.12％，si0.25％，mn1.65％，nb：0.04％；v：0.06％；cr0.25％；mo0.25％；p0.02％，s0.007％，als0.017％，ca0.001％，ti0.01％；余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。第一階段開軋溫度1210℃。第一階段軋制速度為0.8m/s、第一階段終軋溫度為1120℃、第一階段高溫延伸序列軋制時單道次壓下率分別為：11.8％、13.8％、17.5％、15.2％、14.3％；第二階段鋼板的開軋厚度為120mm，第二階段開軋溫度920℃，第二階段終軋溫度為845℃，第二階段共軋制6個道次，鋼板軋完后進行層流冷卻，冷卻速度為10℃/s，終冷溫度為680℃。淬火溫度為920℃，淬火保溫時間為20分鐘；回火溫度為610℃，回火保溫時間為20分鐘?；鼗鸪鰻t后采用自然空冷方式冷卻。本實施例制得鋼板的力學(xué)性能參見表1。
表1鋼板力學(xué)性能
實施例2
采用厚度為300mm板坯，軋制成厚度為60mm厚鋼板，板坯出爐溫度為1240℃，板坯加熱時間為300分鐘，板坯從鑄機鑄出來，切斷后，在進入加熱爐前，對其表面噴水進行層流冷卻，層流冷卻時板坯上表面的水流密度為165l/(min·m^2)，板坯上、下表面的水流密度比值為1：3，冷卻時間為150秒。入爐時表面返紅溫度670℃。板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為：c0.14％，si0.35％，mn1.75％，nb：0.05％；v：0.08％；cr0.35％；mo0.35％；p0.012％，s0.03％，als0.027％，ca0.0015％，ti0.02％；余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。第一階段開軋溫度1210℃。第一階段軋制速度為0.8m/s、第一階段終軋溫度為1158℃、第一階段高溫延伸序列軋制時單道次壓下率分別為：12.5％、14.3％、18.3％、17.1％、10％；第二階段鋼板的開軋厚度為120mm，第二階段開軋溫度910℃，第二階段終軋溫度為865℃，第二階段共軋制5個道次，鋼板軋完后進行層流冷卻，冷卻速度為10℃/s，終冷溫度為660℃。淬火溫度為910℃，淬火保溫時間為25分鐘；回火溫度為620℃，回火保溫時間為40分鐘?；鼗鸪鰻t后采用自然空冷方式冷卻。本實施例制得鋼板的力學(xué)性能參見表2。
表2鋼板力學(xué)性能
實施例3
采用厚度為300mm板坯，軋制成厚度為50mm厚鋼板，板坯出爐溫度為1232℃，板坯加熱時間為285分鐘，板坯從鑄機鑄出來，切斷后，在進入加熱爐前，對其表面噴水進行層流冷卻，層流冷卻時板坯上表面的水流密度為167l/(min·m^2)，板坯上、下表面的水流密度比值為1：3，冷卻時間為120秒。入爐時表面返紅溫度689℃。板坯的(重量百分比)化學(xué)成分為：c0.13％，si0.3％，mn1.71％，nb：0.045％；v：0.065％；cr0.3％；mo0.3％；p0.013％，s0.003％，als0.022％，ca0.0012％，ti0.014％；余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。第一階段開軋溫度1222℃。第一階段軋制速度為0.8m/s、第一階段終軋溫度為1163℃、第一階段高溫延伸序列軋制時單道次壓下率分別為：12.9％、14.4％、17.9％、13％、10.7％；第二階段鋼板的開軋厚度為125mm，第二階段開軋溫度916℃，第二階段終軋溫度為861℃，第二階段共軋制6個道次，鋼板軋完后進行層流冷卻，冷卻速度為10℃/s，終冷溫度為675℃。淬火溫度為915℃，淬火保溫時間為22分鐘；回火溫度為617℃，回火保溫時間為35分鐘?；鼗鸪鰻t后采用自然空冷方式冷卻。本實施例制得鋼板的力學(xué)性能參見表3。
表3鋼板力學(xué)性能
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。