專利名稱：小壓縮比條件下使用連鑄坯生產特厚鋼板的方法
技術領域：
本發明涉及使用連鑄坯生產特厚鋼板的軋制和熱處理工藝的技術領域，更具體地講，涉及一種使用連鑄坯生產高韌性抗層狀撕裂特厚板的生產工藝，該工藝為使用一定厚度連鑄坯生產更厚規格的鋼板提供了一個簡單可行的工藝途徑。
背景技術：
目前，國內外有些企業生產厚度IOOmm以上的鋼板多采用大鋼錠或復合軋制的方法，成材率低或生產周期長。連鑄坯直接軋制生產厚規格鋼板，能克服成材率低或生產周期長的不足，但由于壓縮比的限制，生產難度較大。CN101876000A公開了一種采用連鑄坯直接軋制生產厚度規格為IOOmm以上的特厚鋼板的方法(申請號為200910237736. X)。在該申請記載的技術方案中，所用的連鑄坯規格為32(^2000*L，生產鋼板最大厚度為130mm。然而，該專利申請所用坯料厚度規格較大， 所采用的壓縮比較大，鋼板厚度規格較小，生產技術難度相對較低；且最終實物性能中Z向性能能夠穩定達到Z25%，但未達到Z35要求。CN101864536A公開了一種IOOmm厚Q390E特厚鋼板及其制造方法(申請號 201010159178.2)。在該申請記載的技術方案中，所用坯料為260mm，生產鋼板厚度為 100mm，其壓縮比為2. 6，且所涉及的鋼板產品沒有抗層狀撕裂的性能保證，工業生產的技術難度不大。CN102127707A涉及一種采用控軋工藝生產強度高、低溫韌性高的特厚鋼板及其生產方法(申請號201110060060. 9)。該專利采用250-300mm連鑄坯生產40-100mm鋼板，其壓縮比不小于3. 0，鋼板厚度規格不大；且在鋼板的化學成分中含有價格昂貴的M元素相對的增加了鋼板的成本。

發明內容
本發明的目的是提供一種生產高韌性抗層狀撕裂的特厚鋼板的方法，該鋼種成本相對低廉，工藝簡單易于操作，非常適合連續化大生產。為了實現上述目的，根據本發明的使用連鑄坯生產特厚鋼板的方法使用厚度規格更小的300mm連鑄坯，采用Nb、Ti復合強化，得到正火鋼板綜合性能穩定，其Z向性能均滿足要求。根據本發明實施例的在小壓縮比條件下生產高韌性抗層狀撕裂的特厚鋼板的方法運用控軋、加速冷卻和正火技術，得到低合金鐵素體+珠光體鋼板。為了實現本發明的上述目的，提供了一種小壓縮比條件下使用連鑄坯生產特厚鋼板的工藝方法，其特征在于，所述方法包括冶煉和連鑄工藝采用轉爐冶煉，通過LF+RH精煉來添加微合金元素Nb和Ti，進行微合金化；采用全保護澆注，連鑄坯下線緩冷48h以上； 加熱工藝加熱溫度為1180 1220°C，加熱參考時間按8-lOmin/cm以保證鋼坯燒勻燒透， 均熱時間不少于40min ；軋制工藝采用雙機架兩階段控軋工藝，粗軋機進行> 1000°C的完全再結晶軋制，待溫厚度彡1.2倍成品厚度，精軋開軋溫度控制在880-850°C，軋后鋼板立即進行加速冷卻，冷卻速度在5 7°C /s，終冷溫度控制在630 600°C之間；正火熱處理工藝正火處理溫度為890-860°C，爐內保溫時間為1. 5-2. Omin/mm，正火鋼板出爐后放置在通風處單張平放，鋼板收集溫度< ioo°c。在根據本發明的實施例中，所述連鑄坯的厚度為300mm，以2. 14的壓縮比生產厚度為140mm的Q345EZ35的特厚鋼板。在根據本發明的實施例中，所述特厚鋼板的化學成分按重量百分比計為 C 彡 0. 18 %、Si 彡 0. 50 %、Mn 彡 1. 70 %、Nb 彡 0. 07 %、Ti 彡 0. 020 %、Als 彡 0. 015 %、 P彡0. 025%, S彡0. 005%，其余為!^e及不可避免的雜質。在根據本發明的實施例中，在轉爐冶煉過程中，采用鋁錳鈦脫氧，參考加入量為 2kg/t ；采用硅錳、高碳錳鐵、Nb鐵進行合金化。當鋼水出至1/4時開始均勻加入硅錳、高碳錳鐵、Nb鐵，鋼水出至3/4時加完，將合金對準鋼流沖擊區加入。在根據本發明的實施例中，通過LF鋼包精煉、RH真空脫氣精煉，降低O、H、N等有害氣體及S含量。在LF鋼包精煉中，采用鋁粒、碳化硅、碳化鈣調渣，終渣堿度控制在2. 5 以上；喂鋁線增鋁，喂鈦線增鈦，精煉時間不低于40分鐘。在根據本發明的實施例中，RH真空脫氣精煉采用本處理模式，純脫氣時間大于5 分鐘；RH處理結束后，喂鈣鐵線0. 38-0. 8kg/t鋼，軟吹10分鐘以上。


圖1為正火鋼板表面處金相組織。圖2為正火鋼板1/4厚度處金相組織。圖3為正火鋼板1/2厚度處金相組織。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細說明本發明的實施例。本發明的目的是提供一種生產高韌性抗層狀撕裂的特厚鋼板的方法，該鋼種成本相對低廉，工藝簡單易于操作，非常適合連續化大生產。根據本發明的方法所生產的鋼板熔煉的主要化學成分為(按計算) C ^ 0. 18 %, Si ^ 0. 50 %, Mn ^ 1. 70 %, Nb ^ 0. 07 %, Ti ^ 0. 020 %, Als ^ 0. 015 %, P^O. 025%, S彡0. 005%，其余為！^及不可避免的雜質。根據本發明使用連鑄坯生產特厚鋼板的方法包括(一 )、冶煉工藝以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，采用鐵水預處理、頂底復吹轉爐吹煉(經轉爐吹煉處理后得到鋼水)、LF精煉、RH真空循環脫氣工藝、同時進行鈣處理、 全流程保護澆注，連鑄坯下線緩冷48h以上。具體地講，在鐵水預處理過程中，鐵水脫硫嚴格執行工藝規程，鐵水硫控制在 0. 003Wt%以下，溫度不低于1250°C，脫硫完畢扒凈鐵水表面的渣。在轉爐冶煉過程中，采用鋁錳鈦脫氧，參考加入量為^cg/t ；采用硅錳、高碳錳鐵、 Nb鐵進行合金化。當鋼水出至1/4時開始均勻加入，鋼水出至3/4時加完，將合金對準鋼流沖擊區加入。
通過LF鋼包精煉、RH真空脫氣精煉，降低0、H、N等有害氣體及S含量。其中，LF 精煉造黃白渣或白渣，采用鋁粒、碳化硅、碳化鈣調渣，終渣堿度控制在2. 5以上；喂鋁線增鋁，喂鈦線增鈦，精煉時間不低于40分鐘。復合加入Nb和Ti，充分發揮析出強化和結晶強化的雙重效果。RH精煉采用本處理模式，純脫氣時間大于5分鐘。RH處理結束后，喂鈣鐵線
0.38-0. 8kg/t鋼(按鈣鐵線的粉重計算，即，去除鈣鐵線的皮之后的重量)，軟吹10分鐘以上。RH冶煉周期控制在40 60分鐘，可以根據實際調整。(二)、加熱工藝連鑄坯送入步進式加熱爐進行加熱，加熱溫度為1180 1220°C，加熱參考時間按8-lOmin/cm，保證鋼坯燒勻燒透，均熱時間不少于40min。(三)、軋制工藝采用雙機架兩階段控軋工藝，粗軋機進行>1000°C的完全再結晶軋制，待溫厚度> 1.2倍成品厚度，精軋開軋溫度控制在880-850°C，軋后鋼板立即進行加速冷卻，冷速為5 7°C /s，終冷溫度控制在630 600°C之間。其中，待溫厚度是指中間坯厚度，即粗軋和精軋之間待溫時的坯料厚度。雙機架是指粗軋機和精軋機。兩階段，即粗軋和精軋，是指軋制上的兩個階段，兩階段之間有時間間隔。冷卻時采用ACC冷卻。(四)正火熱處理工藝正火處理溫度為890_860°C，爐內保溫時間為
1.5-2. Omin/mm，正火鋼板出爐后放置在通風處單張平放，鋼板收集溫度彡100°C。鋼板在冷床上必須冷卻到足夠溫度以下才能進行后續處理，即收集溫度。按照本發明提供的成分設計和生產工藝，除本說明書已經說明的情況外，本實施例采用連鑄坯的尺寸為300mmX 1800mmX3500mm,采用雙機架兩階段控軋，最終生產厚度為 140mm的高韌性抗層狀撕裂的Q345EZ35特厚鋼板，即，壓縮比為2. 14 (300mm/140mm)。實例的化學成分見表1，生產工藝見表2，實物的性能檢驗結果見表3。表1根據本發明的140mm厚的Q345EZ35鋼板的化學成分)
CSiMnPSNbTiAls實例10.150.371.410.0160.00240.0480.0190.025實例20.160.351.440.0130.00280.0510.0180.021實例30.150.401.350.0110.00250.0600.0200.020表2根據本發明的140mm厚的Q345EZ35鋼板的軋制及熱處理工藝
加熱溫""”粗軋溫精軋開WW^冷卻速~~~TK~~TTTT
度度軋溫度度度溫度度
/0C /0C rc /oc /oc/s /oC /min/mm
權利要求
1.一種小壓縮比條件下使用連鑄坯生產特厚鋼板的工藝方法，其特征在于，所述方法包括冶煉和連鑄工藝采用轉爐冶煉，通過LF+RH精煉來添加微合金元素Nb和Ti，進行微合金化；采用全保護澆注，連鑄坯下線緩冷48h以上；加熱工藝加熱溫度為1180 1220°C，加熱參考時間按8-lOmin/cm以保證鋼坯燒勻燒透，均熱時間不少于40min ；軋制工藝采用雙機架兩階段控軋工藝，粗軋機進行> 1000°C的完全再結晶軋制，待溫厚度> 1.2倍成品厚度，精軋開軋溫度控制在880-850°C，軋后鋼板立即進行加速冷卻， 冷卻速度在5 7°C /s，終冷溫度控制在630 600°C之間；正火熱處理工藝正火處理溫度為890-860°C，爐內保溫時間為1. 5-2. Omin/mm，正火鋼板出爐后放置在通風處單張平放，鋼板收集溫度< ioo°c。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述連鑄坯的厚度為300mm，以2.14的壓縮比生產厚度為140mm的Q345EZ35的特厚鋼板。
3.根據權利要求1和2中任意一項所述的方法，其特征在于，所述特厚鋼板的化學成分按重量百分比計為C 彡 0. 18%,Si 彡 0. 50%,Mn 彡 1. 70%,Nb 彡 0. 07%,Ti 彡 0. 020%, Als彡0. 015%,P ^ 0. 025%, S ( 0. 005%，其余為！^e及不可避免的雜質。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在轉爐冶煉過程中，采用鋁錳鈦脫氧，參考加入量為^g/t ；采用硅錳、高碳錳鐵、Nb鐵進行合金化。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，當鋼水出至1/4時開始均勻加入硅錳、高碳錳鐵、Nb鐵，鋼水出至3/4時加完，將合金對準鋼流沖擊區加入。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過LF鋼包精煉、RH真空脫氣精煉，降低 O、H、N等有害氣體及S含量。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，其中，在LF鋼包精煉中，采用鋁粒、碳化硅、碳化鈣調渣，終渣堿度控制在2. 5以上；喂鋁線增鋁，喂鈦線增鈦，精煉時間不低于40分鐘。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，其中，RH真空脫氣精煉采用本處理模式， 純脫氣時間大于5分鐘；RH處理結束后，喂鈣鐵線0. 38-0. 8kg/t鋼，軟吹10分鐘以上。
全文摘要
本發明提供了一種小壓縮比條件下使用連鑄坯生產特厚鋼板的工藝方法，所述方法包括冶煉工藝采用轉爐冶煉，通過LF+RH精煉來添加微合金元素Nb和Ti，進行微合金化；采用全保護澆注，連鑄坯下線緩冷48h以上；加熱工藝加熱溫度為1180～1220℃，加熱參考時間按8-10min/cm以保證鋼坯燒勻燒透，均熱時間不少于40min；軋制工藝采用雙機架兩階段控軋工藝，粗軋機進行≥1000℃的完全再結晶軋制，待溫厚度≥1.2倍成品厚度，精軋開軋溫度控制在880-850℃，軋后鋼板立即進行加速冷卻，冷卻速度在5～7℃/s，終冷溫度控制在630～600℃之間；正火熱處理工藝正火處理溫度為890-860℃，爐內保溫時間為1.5-2.0min/mm，正火鋼板出爐后放置在通風處單張平放，鋼板收集溫度≤100℃。
文檔編號C22C38/00GK102330017SQ20111030295
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者周平, 張長宏, 李文錢, 楊建勛, 王建景, 王月香, 麻衡 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司