專利名稱：一種大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法，屬于低合金高強度鋼板制造領域。
背景技術：
現代エ業生產需要的優質合金鋼及特種合金數量日益增多，對金屬材料質量和性能要求不斷提高，特別是工程機械、核電、壓カ容器、軍エ、精品模具及其它大厚度大單重優質鋼板等，對鋼材的力學性能、焊接性能及Z向性能等提出了更高的要求，而普通冶煉澆鑄手段無法滿足需要，尤其是在內部質量上達不到要求。采用電渣重熔后組織致密，鋼質潔凈，性能均勻性好，能滿足較高的探傷和性能要求。因此，為滿足市場對高品質鋼鐵材料的需求，應加快電渣鋼產品的開發試制工作。

發明內容
針對上述問題，本發明的目的在于提供一種大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法。為了實現上述目的，本發明的技術方案在于采用一種大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法。本發明生產方法的具體エ藝步驟如下
(1)冶煉采用超高功率電弧爐冶煉，選取優質鐵水與合金廢鋼，熔化期采用大渣量流渣操作，避渣出鋼；出鋼后鋼水送入LF精煉爐內進行精煉，快速脫氧、脫S，調整溫度、成分后扒除還原渣；當鋼水溫度達到或超過1565±10°C時，轉入VD爐，吊VD爐重新造還原渣進行真空脫氣處理；
(2)澆鑄將冶煉后的鋼水經連續鑄造成板坯，過熱度為2(T25°C，拉坯速率為
I.Γ1. 2m/min，并確保ニ冷水總進水量滿足1400L/min ；
(3)電渣重熔將澆鑄好的鑄坯制成電渣爐重熔原料，盡可能去除連鑄坯表面氧化鐵皮；控制熔鑄過程加入Al粒25 30g/min，確保細晶粒鋼的成分要求；根據重量選擇結晶器640mm、700mm、760mm、960mm四種可選斷面,進行重熔處理成大厚度板還電洛重熔鋼錠,改善鑄態組織，降低夾雜物含量，平均熔速< 22kg/min，最后采用風冷加速冷卻；
(4)電渣錠清理將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理溫度>150°C，清理后及時裝
爐；
(5)加熱電渣錠入爐燜鋼60min，然后低速燒鋼，1000°C以下升溫速度10(Tl20°C/h,最高加熱溫度1220±10°C，保溫30(T500min ；
(6)軋制采用II型控制軋制，即奧氏體再結晶區和未再結晶區控制軋制，第一階段為奧氏體再結晶區，開軋溫度為1000 1150で，終軋溫度為95(T980°C;第二階段為奧氏體未再結晶區，開軋溫度彡920°C，終軋溫度彡880°C，單道次壓下率8 10%，嚴禁電渣錠橫軋到底；
(7)水冷經軋制后的鋼板通過ACC進行快速冷卻，返紅溫度為68(T720°C；(8)擴氫處理將鋼板吊入緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度彡450°C，鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度650±10°C，確保升溫速度彡500C /h，鋼板保溫時間彡72h，出爐溫度(200°C，出爐后空冷；
(9)超聲波探傷對擴氫后的鋼板整板按照相應的探傷標準進行超聲波探傷；
(10)正火正火溫度為910±10°C，保溫時間為I.8 2. Omin/mm，并輔以整板風冷，經取樣檢驗后得合格的成品。所述的步驟(I)中的真空處理前，加入CaSi塊，球化夾雜，真空度彡67Pa，真空保持時間彡20min。所述的步驟(3)中的電渣重熔，應先將鑄坯制成電極后再進行電渣重熔，采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2)。 所述的步驟(8)擴氫處理中，要確保電渣鋼板及時入緩冷坑，鋼板總在爐時間不低于150小時，進一步將氫含量降至較低的水平，降低氫脆和氫致裂紋的傾向。經檢測用本發明的生產方法生產的厚度為15(T410mm的鋼板達到下列目標鋼板整板滿足相應級別探傷要求；橫向、縱向拉伸、沖擊性能基本一致，具有較好的各向同性；具有更好的沖擊韌性和Z向性能；優化了鋼錠合金成分，重熔后鋼中主要成分變化不大，成分比較均勻；鋼板內在組織致密，低倍缺陷控制較低，鋼板低倍組織無裂紋、氣孔等危害缺陷，其疏松和偏析級別< I. O級。由于本發明大厚度大單重低合金高強結構鋼板采用電爐+連鑄+電渣重熔冶煉，P、S含量低，鋼質純凈；本發明采用大板坯電渣重熔技術，減少了電渣重熔圓錠鍛造開坯的工序，縮短了生產周期，顯著降低了成本，為特殊性能大厚度鋼板的生產提供了一種生產工藝方法，為其它鋼廠提供了有益的借鑒；本發明鋼采用II型軋制工藝，為大厚度鋼板控制軋制工藝理論的發展提供了實踐依據，豐富了控制軋制工藝理論。由于本發明鋼有良好的各向同性、沖擊韌性和Z向性能，完全可以替代進口產品用于水電、風電、大型建筑結構用鋼等各種對大厚度大單重鋼板的要求，降低了采購成本，縮短了工期，其生產工藝簡單，易于操作，成材率高，適合于所有有條件的厚板廠生產。
具體實施例方式實施例I
本實施例的大型重型機械用大厚度Q34OT-Z25鋼板的厚度為410mm，壓縮比為2. 34，該鋼板的生產步驟如下
(1)冶煉鋼水先經電爐冶煉，然后送入LF精煉爐精煉，當鋼水溫度達到1570°C時，轉入真空脫氣爐(VD爐)真空處理；真空前加入CaSi塊，球化夾雜，真空度不大于66Pa，真空保持時間20分鐘時破壞真空；
(2)澆鑄將冶煉后的鋼水進行澆鑄，采用連鑄生產，過熱度為23°C，拉坯速率為I. 20m/min,并確保二冷水總進水量滿足1400L/min ；
(3)電渣重熔將澆鑄好的鑄坯制成電渣爐重熔原料，去除連鑄坯表面氧化鐵皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2)，加入Al粒25 30g/min ;選擇960mm水冷結晶器進行重熔，平均熔速控制在22kg/min，采用風冷加速冷卻；
(4)電渣錠清理將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理，清理時表面溫度400°C，清理后及時裝爐；
(5)加熱電渣錠入爐燜鋼60min，然后低速燒鋼，1000で以下升溫速度控制在10(Tl20°C /h，最高加熱溫度 1220±10°C，保溫 500min ；
(6)軋制第一階段開軋溫度為1080°C，終軋溫度960°C;第二階段的開軋溫度880°C，終軋溫度820°C，單道次壓下率為8% ；
(7)水冷經軋制后的鋼板通過ACC進行快速冷卻，返紅溫度為710V；
(8)擴氫處理將鋼板吊入緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度475°C;鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度650°C，升降溫速度45 50°C /h,鋼板保溫時間72h，鋼板出爐溫度190°C，鋼板總在爐時間160小時；
(9)超聲波探傷對擴氫后的鋼板按照SEL072III級進行探傷合格；(10)正火正火溫度905°C、保溫時間I.8min/mm,正火后風冷。本實施例的大型重型機械用大厚度Q34OT-Z25鋼板性能如下Re=340MPa，Rm=520MPa, Α=27· 0%, -20 °C 縱向 AKV=170J、160J、168J，按 GB5313-85 檢驗 Φ =47. 0%、43. 5%, 54. 0%，按 ENlO 164 檢驗 Φζ=55· 5%, 59. 0%、56· 5%。實施例2
本實施例的大型水泥設備用大厚度Q390C鋼板的厚度為265mm，壓縮比為2. 64，該鋼板的生產步驟如下
(1)冶煉鋼水先經電爐冶煉，然后送入LF精煉爐精煉，當鋼水溫度達到1569°C吋，轉入真空脫氣爐(VD爐)真空處理；真空前加入CaSi塊，球化夾雜，真空度不大于66Pa，真空保持時間20分鐘時破壞真空；
(2)澆鑄將冶煉后的鋼水進行澆鑄；電渣重熔原料采用連鑄生產，過熱度為23°C，拉坯速率為I. 15m/min，并確保ニ冷水總進水量滿足1400L/min ；
(3)電渣重熔將澆鑄好的鑄坯制成電渣爐重熔原料，去除連鑄坯表面氧化鐵皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2)，加入Al粒25 30g/min ;選擇700mm水冷結晶器進行重熔，平均熔速控制在20kg/min，采用風冷加速冷卻；
(4)電渣錠清理將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理，清理時表面溫度420°C，清理后及時裝爐；
(5)加熱電渣錠入爐燜鋼60min，采用低速燒鋼，1000°C以下升溫速度控制在10(Tl20°C /h，最高加熱溫度1225°C，然后保溫500min ；
(6)軋制第一階段開軋溫度為1080°C，終軋溫度960°C;第二階段的開軋溫度900°C，終軋溫度827 °C，單道次壓下率為9% ；
(7)水冷經軋制后的鋼板通過ACC進行快速冷卻，返紅溫度為710°C；
(8)擴氫處理將鋼板吊入緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度475°C;鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度660°C，升降溫速度45 50°C /h,鋼板保溫時間72h，鋼板出爐溫度185°C，鋼板總在爐時間152小時；
(9)超聲波探傷對擴氫后的鋼板按照JB/T4730-2005II級進行探傷合格；
(10)正火正火溫度910°C、保溫時間2.Omin/mm，正火后風冷加速冷卻。本實施例的型水泥設備用Q390C大厚度鋼板性能如下Re=350MPa，Rm=545MPa,Α=30· 0%，0°C^A_AKV=229J、237J、286J，-40 °C 縱向 AKV=I 10J、117J、93J，按 ENlO 164 檢驗￠,=58. 0%、58. 0%、59. 0%。實施例3
本實施例的大型壓機曲軸機座用大厚度Q460C鋼板的厚度為165mm，壓縮比為4. 24，該鋼板的生產方法如下
(1)冶煉鋼水先經電爐冶煉，然后送入LF精煉爐精煉，當鋼水溫度達到1568°C時，轉入真空脫氣爐(VD爐)真空處理；真空前加入CaSi塊，球化夾雜，真空度不大于66Pa，真空保持時間20分鐘時破壞真空；
(2)澆鑄將冶煉后的鋼水進行澆鑄，采用連鑄生產，過熱度為22°C，拉坯速率為
I.10m/min,并確保二冷水總進水量滿足1400L/min ；
(3)電渣重熔將澆鑄好的鑄坯制成電渣爐重熔原料，去除連鑄坯表面氧化鐵皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2)，加入Al粒25 30g/min ;選擇760mm水冷結晶器進行重熔，平均熔速控制在22kg/min，采用風冷加速冷卻；
(4)電渣錠清理將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理，清理時表面溫度380°C，清理后及時裝爐；
(5)加熱電渣錠入爐燜鋼60min，采用低速燒鋼，1000°C以下升溫速度控制在10(Tl20°C /h，最高加熱溫度1210°C，然后保溫500min ；
(6)軋制第一階段開軋溫度為1120°C，終軋溫度960°C;第二階段的開軋溫度890°C，終軋溫度830°C，單道次壓下率為10% ；
(7)水冷經軋制后的鋼板通過ACC進行快速冷卻，返紅溫度為680°C；
(8)擴氫處理將鋼板吊入緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度450°C;鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度650°C，升降溫速度45飛(TC /h,鋼板保溫時間72h，鋼板出爐溫度180°C，鋼板總在爐時間152小時；
(9)超聲波探傷對擴氫后的鋼板按照S3E4級進行探傷合格；
(10)正火正火溫度920°C、保溫時間2.Omin/mm,正火后風冷加速冷卻。本實施例的大型壓機曲軸機座用大厚度Q460C鋼板鋼板性能如下Re=450MPa，Rm=630MPa, A=28. 5%, O °C 縱向 AKV=226J、267J、295J，按 ENlO 164 檢驗小 z=58. 0%、58. 0%、59. 0%。最后所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。權利要求
1.一種大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)冶煉采用超高功率電弧爐冶煉，選取優質鐵水與合金廢鋼，熔化期采用大渣量流渣操作，避渣出鋼；出鋼后鋼水送入LF精煉爐內進行精煉，快速脫氧、脫S，調整溫度、成分后扒除還原渣；當鋼水溫度達到或超過1565± 10°C時，轉入VD爐，吊VD爐重新造還原渣進行真空脫氣處理； (2)澆鑄將冶煉后的鋼水經連續鑄造成板坯，過熱度為2(T25°C，拉坯速率為I.Γ1. 2m/min，并確保二冷水總進水量滿足1400L/min ； (3)電渣重熔將澆鑄好的鑄坯制成電渣爐重熔原料，控制熔鑄過程加入Al粒25 30g/min,根據重量選擇水冷結晶器640mm、700mm、760mm、960mm四種可選斷面，進行重熔處理成大厚度板坯電渣重熔鋼錠，平均熔速< 22kg/min，最后采用風冷加速冷卻； (4)電渣錠清理將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理溫度>150°C，清理后及時裝爐； (5)加熱電渣錠入爐燜鋼60min，然后燒鋼，1000°C以下升溫速度10(Tl20°C/h，最高加熱溫度 1220±10°C，保溫 30(T500min ； (6)軋制采用II型控制軋制，即奧氏體再結晶區和未再結晶區控制軋制，第一階段為奧氏體再結晶區，開軋溫度為100(Tll5(rC，終軋溫度為95(T980°C;第二階段為奧氏體未再結晶區，開軋溫度彡920°C，終軋溫度彡880°C，單道次壓下率8 10%，嚴禁電渣錠橫軋到底； (7)水冷經軋制后的鋼板通過ACC進行快速冷卻，返紅溫度為68(T720°C； (8)擴氫處理將鋼板吊入緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度>450°C，鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度650±10°C，確保升溫速度彡500C /h，鋼板保溫時間彡72h，出爐溫度(200°C，出爐后空冷； (9)超聲波探傷對擴氫后的鋼板整板進行超聲波探傷； (10)正火正火溫度為910±10°C，保溫時間為1.8 2.011^11/臟，并輔以整板風冷，經取樣檢驗后得合格的成品。
2.根據權利要求I所述的大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法，其特征在于，步驟(I)所述的真空處理前，加入CaSi塊,真空度彡67Pa,真空保持時間彡20min。
3.根據權利要求I所述的大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法，其特征在于，步驟(3)所述的電渣重熔，應先將鑄坯制成電極后再進行電渣重熔，采用五元渣系CaO-MgO-A I2O3-Si O2-CaF2。
4.根據權利要求I所述的大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法，其特征在于，步驟⑶所述的擴氫處理，鋼板總在爐時間不低于150小時。
全文摘要
本發明提供一種大厚度大單重低合金高強結構鋼板的生產方法，具體包括以下步驟冶煉→澆鑄→電渣重熔→電渣錠清理→加熱→軋制→水冷→擴氫處理→超聲波探傷→正火→檢驗→入庫。本發明方法生產的鋼板最大厚度可達410mm。本發明采用了大板坯電渣重熔處理，經過合理的控制軋制和熱處理工藝，即可實現大厚度鋼板良好的各向同性、沖擊韌性和Z向性能等，同時又降低了生產成本、顯著縮短了交貨期，規格范圍廣，用于滿足不斷增長的市場用量的需求，完全可以替代進口產品用于水電、風電、大型建筑結構用鋼等各種對大厚度大單重鋼板的要求。
文檔編號C22B9/18GK102732674SQ201210182419
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者張亞麗, 張儀杰, 李建立, 桑德廣, 畢殿閣, 溫斌, 王全勝, 謝良法, 趙文忠, 韋明 申請人:河北鋼鐵集團有限公司, 舞陽鋼鐵有限責任公司