專利名稱：一種橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法
一種橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種連鑄板坯生產(chǎn)橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法。
背景資料橋梁錨板用鋼廣泛應(yīng)用于大型鋼索橋、斜拉橋等橋梁錨板的生產(chǎn)加工，產(chǎn)品要求較高的強(qiáng)度，良好的塑韌性及內(nèi)部質(zhì)量。受連鑄坯料厚度的限制，國(guó)內(nèi)用連鑄坯生產(chǎn)保探傷保性能鋼板一般最厚到120mm，120mm以上鋼板一般采用模鑄鋼錠、電渣錠等形式軋制生產(chǎn)。傳統(tǒng)模鑄制坯生產(chǎn)工藝效率低，能耗高，坯料成材率低，同時(shí)由于模鑄鋼錠截面尺寸大，心部質(zhì)量缺陷難以消除，不能滿足高質(zhì)量特厚鋼板的質(zhì)量要求。電渣重熔法生產(chǎn)的大型板坯，具有非常高的內(nèi)部質(zhì)量，適合高品質(zhì)特厚鋼板的生產(chǎn)，但是這種生產(chǎn)工藝效率低，需將鋼坯二次熔化，消耗大量能源，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用Cu+Ni成分設(shè)計(jì)，保障了良好的耐腐蝕能力和抗低溫韌性能力，并突破連鑄坯坯料厚度限制，提供一種利用現(xiàn)有連鑄板坯生產(chǎn)保探傷保性能橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，可實(shí)現(xiàn)最大厚度300_保探傷保性能橋梁鋼錨板用鋼板的生產(chǎn)。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該工藝?yán)媒?jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉的連鑄板坯，采取多元微合金化成分設(shè)計(jì)的路線， 板坯主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為C O. 14 O. 18%，Si O. 20 O. 50%，Mn I. 10 I. 60%, S 彡 O. 010%，微合金化元素(Cu+Ni)彡 O. 50%。
設(shè)計(jì)原則如下C、Mn為主要強(qiáng)化元素，為降低生產(chǎn)成本，在保證易焊接性的前提下，C、Mn含量盡量高；S元素含量盡量降低，以減少鋼中夾雜物等對(duì)鋼板內(nèi)部質(zhì)量的影響； Cu+Ni成分設(shè)計(jì)，保障了良好的耐腐蝕能力和抗低溫韌性能力。
鑄坯在煉鋼過(guò)程中采用爐外精煉脫氣，要求IOOPa以下保壓時(shí)間>10分鐘以上，其主要目的一是為了充分脫氣，盡可能降低鋼中氫等氣體的含量，減少氫致裂紋等對(duì)鋼板內(nèi)部質(zhì)量的影響；二是為了使鋼水中的夾雜物盡可能上浮，減少鋼中夾雜物的含量。
連鑄板坯，其組合前通過(guò)銑床、刨床等機(jī)加工方法，去除待復(fù)合表面的氧化鐵皮、 油污等，實(shí)現(xiàn)表面潔凈，并將各坯料加工成相同尺寸(即長(zhǎng)度、寬度相等，厚度可以不同)，尺寸偏差<5mm，然后對(duì)三條邊加工坡口，為下一步的焊接做準(zhǔn)備。
連鑄板坯疊放在一起后，首先對(duì)加工好坡口的三條邊采用氣體保護(hù)焊進(jìn)行打底焊接，在不對(duì)焊接面產(chǎn)生污染的前提下高效地完成基礎(chǔ)焊接并為埋弧焊做好準(zhǔn)備；采用氣體保護(hù)焊對(duì)組齊對(duì)正、夾緊后的連鑄板坯打好坡口的三個(gè)面上的邊縫進(jìn)行打底焊接，焊絲直徑I. 2-2. 0mm，焊接電壓20-35V，焊接電流120-400A，焊接速度250_600mm/ min，焊絲干伸長(zhǎng)度15-25 mm，保護(hù)氣體C02或Ar+C02，保護(hù)氣體流量15_25L/min，熔深 5-20mm ；采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)經(jīng)氣體保護(hù)焊打底焊接后三個(gè)面上的邊縫進(jìn)行填充及蓋面焊接，焊絲直徑4. 0-6. Omm,焊接電壓30-45V，焊接電流250-1600A，焊接速度250-600mm/min，焊絲干伸長(zhǎng)度25-45 mm，溶深10_30mm ；將最后一個(gè)面的剩余邊縫在高真空下采用真空電子束進(jìn)行焊接，焊接電壓30-150KV， 真空度高于I X IO-IPa,焊接電流100-500mA,焊接速度50-700mm/min,熔深20_50mm。
對(duì)焊接好的大厚度坯料采用車底式爐或均熱爐進(jìn)行加熱，出爐溫度控制在 1160 1280°C，適當(dāng)增加高溫段保溫時(shí)間，確保鋼板燒透、燒均勻。
軋制過(guò)程中采用二階段軋制法，第一階段開(kāi)軋溫度1000 1150°C，第二階段開(kāi)軋溫度820 920°C，開(kāi)軋厚度不小于成品厚度的I. 4倍。在第一階段軋制，進(jìn)行高溫低速大壓下軋制，通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶過(guò)程細(xì)化晶粒；二階段控制軋制，增加相變形核點(diǎn)細(xì)化晶粒，中間坯I. 4倍成品厚度是為了保證二階段軋制過(guò)程的累積變形量。
對(duì)軋后鋼板進(jìn)行弱水冷卻，冷卻速度<5°C /S，表面返紅溫度620 780°C。軋后水冷是為了更快的冷卻到相變點(diǎn)，防止晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，低冷卻速度是為了減少鋼板厚度方向上的組織性能差異。
對(duì)鋼板進(jìn)行正火熱處理，熱處理溫度880 930°C,保溫時(shí)間I. 2 2. Omin/mm。通過(guò)正火熱處理使鋼板組織均勻，增加鋼板的塑韌性及鋼板厚度方向組織性能均勻性。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的技術(shù)方案及制造工藝，充分利用焊接形成的大厚度坯料增加軋制成品鋼板的壓縮比，由于焊接后坯料為高的真空狀態(tài)，在后續(xù)熱加工變形過(guò)程中，非常容易焊合在一起，形成一個(gè)整體，與基體保持一致。所生產(chǎn)的最厚至300mm 的大厚度橋梁錨板用鋼板具備良好的綜合力學(xué)性能，探傷合格率達(dá)到98 %以上，Q345E級(jí)別鋼板低溫-40°C沖擊吸收功平均在160J以上，Z向拉伸斷面收縮率達(dá)到60%以上，坯材收得率85%以上。


圖I為220mm橋梁錨板厚度中心金相組織實(shí)施具體方式以下結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，但是本發(fā)明的技術(shù)方案保護(hù)范圍不以具體實(shí)施例為限。
實(shí)施例生產(chǎn)220mm厚橋梁錨板用鋼板I)高純凈度鋼水冶煉，鋼液經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后進(jìn)行LF+RH雙精煉，LF精煉充分去除夾雜、 脫硫，RH真空處理保持真空度O. 6 Torr下保持10分鐘，進(jìn)一步除去夾雜和氣體，經(jīng)雙精煉后保證鋼液中的氣體[O]為Ilppm, [H]為I. 5ppm。
2)鋼水連鑄過(guò)程采用全程保護(hù)澆注，并使用電磁攪拌、恒速澆注等手段，鑄坯低倍分析結(jié)果中心偏析優(yōu)于C2. O，無(wú)中間裂紋、疏松等缺陷。生產(chǎn)出兩支300mm厚同定尺的連鑄坯，熔煉成分分析結(jié)果如下表
權(quán)利要求
1.一種橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于 (1)以兩塊或兩塊以上的四周相同尺寸的連鑄板坯為原料，所用連鑄板坯包含如下化學(xué)成分C O. 14 O. 18% wt%, Si O. 20 O. 50% wt%,Mn I. 10 I. 60% wt%,S^0. 010%wt%，微合金化元素(Nb+Cu+Ni) ^ O. 50% wt% ； (2)對(duì)所有連鑄板坯，通過(guò)銑、銫蓋加工方式進(jìn)行表面清理，并將所有連鑄板坯四周加工成相同尺寸(即長(zhǎng)度、寬度相等，厚度可以不同)，尺寸偏差〈5mm; (3)對(duì)所有連鑄板坯的三條邊加工坡口，坡口深度10-40mm，坡口角度15-35°； (4)將加工處理好的連鑄板坯疊放在一起，通過(guò)采用氣體保護(hù)焊的焊接方式，對(duì)連鑄板坯有坡口的三個(gè)面上的邊縫進(jìn)行打底焊接，再采用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行填充及蓋面焊接，最后將剩余邊縫在高真空環(huán)境下進(jìn)行真空電子束進(jìn)行焊接，組焊成400-900mm大厚度坯料； (5)對(duì)焊接好的大厚度坯料采用車底式爐或均熱爐進(jìn)行加熱，出爐后軋制、水冷、熱處理，最終生產(chǎn)制造出最大厚度至300mm的大厚度橋梁錨板用鋼。
2.如權(quán)利要求I所述的橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟(I)的連鑄板坯為經(jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉、連鑄工序的連鑄板坯，所述爐外精煉工序中要進(jìn)行真空脫氣處理，要求真空度O. 8Torr下保持10分鐘以上。
3.如權(quán)利要求I所述的橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于所述氣體保護(hù)焊，其焊絲直徑I. 2-2. Omm,焊接電壓20-35V，焊接電流120-400A，焊接速度250-600mm/min，焊絲干伸長(zhǎng)度15-25 mm，保護(hù)氣體C02或Ar+C02，保護(hù)氣體流量15_25L/min，熔深5_20mm。
4.如權(quán)利要求I所述的橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于所述埋弧自動(dòng)焊，其焊絲直徑4. 0-6. Omm,焊接電壓30-45V，焊接電流250-1600A，焊接速度250-600mm/min，焊絲干伸長(zhǎng)度25-45 mm，溶深10_30mm。
5.如權(quán)利要求I所述的橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟(4)真空電子束焊接，其焊接電壓30-150KV，真空度高于I X KT1Pa,焊接電流100_500mA，焊接速度50-700mm/min,溶深 20_50mm。
6.如權(quán)利要求I所述的橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，其特征在于，最終成品鋼板是將組焊好的大厚度板坯通過(guò)車底式爐或均熱爐加熱，出爐后軋制、水冷、熱處理的方式生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種橋梁錨板用鋼板生產(chǎn)方法，屬于金屬材料領(lǐng)域。該工藝?yán)媒?jīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外精煉的連鑄板坯，板坯主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為C 0.14～0.18％，Si 0.20～0.50％，Mn 1.10～1.60％，S≤0.010％，微合金化元素(Nb+Cu+Ni)≤0.50％；將兩支或以上上述連鑄板坯加工坡口后疊放在一起，通過(guò)氣體保護(hù)焊、埋弧焊和真空電子束焊組合焊接成大厚度連鑄坯料；然后裝車底式爐或均熱爐加熱，出爐后經(jīng)厚板軋機(jī)軋制，并經(jīng)控制冷卻和熱處理后，最終生產(chǎn)制造出大厚度橋梁錨板用鋼。本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板保障了良好的耐腐蝕能力和抗低溫韌性能力，生產(chǎn)方法工藝簡(jiǎn)單、成材率高，超聲波探傷合格率達(dá)到98％以上，低溫韌性好，Z向性能等各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)異。
文檔編號(hào)B23P15/00GK102922224SQ20121026322
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者趙乾, 孫衛(wèi)華, 畢志超, 馬興云, 崔健, 尹世友 申請(qǐng)人:濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司