專利名稱：一種優質高屈服強度結構鋼s620ql1鋼板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及到鋼材，具體涉及到一種優質高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板及其生
產方法。
背景技術：
S620QL1屬于歐標EN10025中調質狀態交貨的高屈服強度結構鋼，其具有強度高、韌性好、低溫韌性優良、加工性能和焊接性能好、耐磨、耐腐蝕等特點。主要應用在工程機械、煤礦機械、造船和鋼結構等領域。由于S620QL1不但要求較高的強度，而且要求良好的低溫沖擊韌性，生產難度較大，但近年來，其應用范圍不斷擴大，需求量增加。

發明內容
針對上述問題，本發明人經過試驗、摸索，獲得了一種厚度在150mm以下的保性能、保探傷高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板，從而完成了本發明。因此，本發明的目的在于提供一種厚度在150mm以下的保性能、保探傷高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板。本發明的另一目的在于提供這種高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板生產方法。為達到上述目的，本發明采取的技術方案是厚度在150mm以下的保性能、保探傷高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板包含如下質量百分比的化學成分C 0. 06 O. 16、Si
O.20 O. 70,Mn 1. 35 1. 65,P :彡 O. 010,S :彡 O. 005、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B):(3. O、Als O. 050，其它為Fe和殘留元素。碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]·.( O. 80。為達到上述目的，本發明采取的生產方法包括KR鐵水預處理、轉爐冶煉、LF精煉、真空精煉、澆注、鑄坯加熱、軋制、緩冷、熱處理等工藝，其中，KR鐵水預處理工藝到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度< 20mm，鐵水經KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡O. 005%，保證脫硫周期彡21min、脫硫溫降彡20°C。轉爐冶煉工藝入爐鐵水S彡O. 005%、P彡O. 050%,鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按土 It來控制，廢鋼嚴格采用優質邊角料，造渣堿度R按2. 5 4. O控制，出鋼碳彡O. 05%,出鋼P彡O. 010%, S彡O. 010% ;點吹次數不得大于2次，避免出鋼過程下渣；
LF精煉工藝精煉過程中全程吹氬，吹氬強度根據不同環節需要進行調節。加入精煉渣料，采取大渣量進行造渣，確保白渣保持時間> 15min，離站前加入硅鈣線；
VD精煉工藝VD真空度必須達到67Pa以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露；正常在線包抽真空時間(抽真空前鋼水溫度一目標離站溫度)/1. 7min;覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關閉氬氣，上鋼溫度1565±15°C ；
連鑄工藝澆鋼前保證鑄機設備狀況良好，中包過熱度15±10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪900A、5Hz、30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆后Imin內必須套保護管，中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅。澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬量，保證結晶器液面波動輕微；鑄坯下線后要求堆冷> 12h。加熱工藝加熱溫度及加熱時間如下預熱段溫度900 1000°C，加熱段溫度1220 1240°C，保溫段溫度1200 1220°C，加熱速度11 13min/cm ；
控制控冷結合煉鋼化學成分，為防止混晶和晶粒粗大，一階段采取“高溫、低速、大壓下”，開軋溫度1100°C 1150°C，一階段終軋溫度在950°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 2 2. 5倍，為精軋階段累計變形量及細化晶粒、位錯強化奠定基礎；二階段開軋溫度(900°C，二階段保證單道次壓下率> 15%，累計壓下率> 60%，確保變形滲透使奧氏體內部晶粒被壓扁拉長，增大晶界有效面積并有效形成大量變形帶，為奧氏體相變提供更多的形核點，達到細化奧氏體晶粒的目的，終軋溫度780 860°C ；
為了獲得優良的綜合力學性能，根據板厚的不同，軋后采用不同的層流冷卻，通過調整冷卻集管組數，確保冷卻速度控制在15 30°C /S，返紅溫度在500 580°C之間，然后送往矯直機矯直。堆冷工藝鋼板矯直后及時下線堆冷，堆冷溫度彡300°C，堆冷時間彡24h。通過緩冷，以避免內部應力來不及釋放產生內裂，同時進一步促使鋼板內部有害氣體溢出。熱處理工藝淬火溫度930±30°C，保溫時間為T=L 5 2. 5min/mm,回火溫度為670 ± 30 °C，保溫時間為 Τ=3· 5 4. 5min/mm ；
本發明通過合理的化學成分設計，LF+VD工藝來保證鋼質的潔凈度，并通過加熱、軋制及正火處理等工藝有效實施，成功地研制出了厚度在150mm以下保性能、保探傷高屈服強度S620QL1結構鋼板，其屈服強度控制在590 750MPa，抗拉強度控制在690 880 MPa ；伸長率控制在17% 25% ；V型_60°C縱向沖擊功控制在150 300J。
具體實施例方式本發明采用KR鐵水預處`理、轉爐冶煉、澆注，3800m寬厚板軋機軋制的方法生產S620QL1結構鋼板，其工藝流程為KR鐵水預處理、頂底復吹轉爐、LF爐精煉、真空脫氣處理、鑄坯堆冷24 60小時、推鋼式加熱爐/均熱爐、3800m軋機、ACC層流冷卻、11輥熱矯直機、堆冷、熱處理、外檢、探傷、入庫。成分設計
在技術方案中厚度在150mm以下保性能、保探傷高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板包含如下質量百分比的化學成分(單位，wt%) C 0. 06 O. 16、Si 0. 20 O. 70、Mn :1. 35 1.65、P :彡 O. 010、S :彡 O. 005、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B) S 3. O、Als S O. 050，
其它為Fe和殘留元素。KR鐵水預處理工藝到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm,鐵水經KR攪拌脫硫后保證鐵水S ( O. 005%，保證脫硫周期彡2lmin、脫硫溫降彡20°C。轉爐冶煉工藝入爐鐵水S彡O. 005%、P彡O. 050%,鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按土 It來控制，廢鋼嚴格采用優質邊角料，造渣堿度R按2. 5-4. O控制，出鋼碳彡O. 05%,出鋼P彡O. 010%, S彡O. 010% ;點吹次數不得大于2次，避免出鋼過程下渣；
LF精煉工藝精煉過程中全程吹氬，吹氬強度根據不同環節需要進行調節。加入精煉渣料，采取大渣量進行造渣，確保白渣保持時間> 15min，離站前加入硅鈣線；VD精煉工藝VD真空度必須達到67Pa以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露；正常在線包抽真空時間(抽真空前鋼水溫度一目標離站溫度)/1. 7min ;覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關閉氬氣，上鋼溫度1565±15°C ；
連鑄工藝澆鋼前保證鑄機設備狀況良好，中包過熱度15±10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪900A、5Hz、30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆后Imin內必須套保護管，中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅。澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬量，保證結晶器液面波動輕微；鑄坯下線后要求堆冷> 12h。加熱工藝加熱溫度及加熱時間如下預熱段溫度900 1000°C，加熱段溫度1220 1240°C，保溫段溫度1200 1220°C，加熱速度11 13min/cm ；
控制控冷結合煉鋼化學成分，為防止混晶和晶粒粗大，一階段采取“高溫、低速、大壓下”，開軋溫度1100°C 11501，一階段終軋溫度在9501 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 2 2. 5倍，為精軋階段累計 變形量及細化晶粒、位錯強化奠定基礎；二階段開軋溫度(900°C，二階段保證單道次壓下率> 15%，累計壓下率> 60%，確保變形滲透使奧氏體內部晶粒被壓扁拉長，增大晶界有效面積并有效形成大量變形帶，為奧氏體相變提供更多的形核點，達到細化奧氏體晶粒的目的，終軋溫度780 860°C ；
為了獲得優良的綜合力學性能，根據板厚的不同，軋后采用不同的層流冷卻，通過調整冷卻集管組數，確保冷卻速度控制在15 30°C /S，返紅溫度在500 580°C之間，然后送往矯直機矯直。堆冷工藝鋼板矯直后及時下線堆冷，堆冷溫度彡300°C，堆冷時間彡24h。通過緩冷，以避免內部應力來不及釋放產生內裂，同時進一步促使鋼板內部有害氣體溢出。熱處理工藝淬火溫度930±30°C，保溫時間為T=L 5 2. 5min/mm,回火溫度為670 ± 30 °C，保溫時間為 Τ=3· 5 4. 5min/mm ；
結果分析
機械力學性能分析
成份及機械力學性能按EN 10025:2004-6執行，機械性能具體見下表。S620QL1鋼板機械力學性能
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本次試生產150mm以下S620QL1共70批，各項性能指標均達到標準要求且富余量較大，其中屈服強度控制在590 750MPa，抗拉強度控制在690 880 MPa,;伸長率控制在17% 25% ；V型_60°C縱向沖擊功控制在150 300J，完全達到S620QL1標準要求。
外檢及探傷
按照上述技術方案生產的的鋼板，嚴格外檢，正品率100%，按EN 10160進行探傷，其中達到S3/E3標準的比 例為86%，達到S1/E1標準的比例為100%，達到了預期效果。
權利要求
1.一種優質高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板，其特征在于所述高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板包含如下質量百分比的化學成分C 0. 06 0. 16、S1:0. 20 0. 70、Mn 1. 35 1. 65、P :彡 0. 010、S :≤ 0. 005、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B):≤ 3. O、Als :(0. 050，其它為Fe和殘留元素。
2.一種如權利要求1所述高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板的生產方法，該生產方法包括KR鐵水預處理、轉爐冶煉、LF精煉、真空精煉、澆注、鑄坯加熱、軋制、緩冷、熱處理工藝，其特征在于在KR鐵水預處理工藝中，到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度< 20mm,鐵水經KR攪拌脫硫后保證鐵水S < 0. 005%,保證脫硫周期< 21min、脫硫溫降≤200C;在轉爐冶煉エ藝中，入爐鐵水S≤0. 005%,P≤0. 050%,鐵水溫度≤1270°C，鐵水裝入量誤差按土 It來控制，廢鋼嚴格采用優質邊角料，造渣堿度R按2. 5 4. 0控制，出鋼碳≤0. 05%,出鋼P彡0. 010%, S ^ 0. 010% ;點吹次數不得大于2次，避免出鋼過程下渣；在LF精煉エ藝中，精煉過程中全程吹氬，采取大渣量進行造渣，確保白渣保持時間> 15min,離站前加入硅鈣線；在VD精煉エ藝中，VD真空度必須達到67Pa以下，保壓時間必須≤15min，破真空后軟吹2 5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露；上鋼溫度1565± 15°C;在連鑄エ藝中，中包過熱度15±10°C，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆后Imin內必須套保護管，鑄坯下線后要求堆冷> 12h ;在加熱エ藝中，加熱溫度及加熱時間如下預熱段溫度900 1000°C，加熱段溫度1220 1240°C，保溫段溫度1200 1220°C，加熱速度11 13min/cm;在控制控冷エ藝中，一階段采取“高溫、低速、大壓下”，開軋溫度1100°C 1150°C，一階段終軋溫度在950°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 2 2. 5倍，ニ階段開軋溫度^ 900°C，ニ階段保證單道次壓下率> 15%，累計壓下率> 60%，終軋溫度780 860°C ;冷卻速度控制在15 30°C /S，返紅溫度在500 580°C之間，然后送往矯直機矯直；在堆冷エ藝中，鋼板矯直后及時下線堆冷，堆冷溫度≤300°C，堆冷時間彡24h ;在熱處理工藝中，淬火溫度930±30°C，保溫時間為T=L 5 2. 5min/mm,回火溫度為670±30°C，保溫時間為T=3. 5 4. 5min/mm0
全文摘要
本發明涉及一種優質高屈服強度結構鋼S620QL1鋼板及其生產方法，該鋼板包含如下質量百分比的化學成分C0.06～0.16、Si0.20～0.70、Mn1.35～1.65、P≤0.010、S≤0.005、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B)≤3.0、Als≤0.050，其它為Fe和殘留元素。為得到上述鋼板，其采取的生產方法包括KR鐵水預處理、轉爐冶煉、LF精煉、真空精煉、澆注、鑄坯加熱、軋制、緩冷、熱處理等工藝，本發明通過合理的化學成分設計，LF+VD工藝來保證鋼質的潔凈度，并通過加熱、軋制及正火處理等工藝有效實施，成功地研制出了厚度在150mm以下保性能、保探傷高屈服強度S620QL1結構鋼板，其屈服強度控制在590～750MPa，抗拉強度控制在690～880MPa；伸長率控制在17%～25%；V型-60℃縱向沖擊功控制在150～300J。
文檔編號C22C38/32GK103045966SQ20121058672
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月30日 優先權日2012年12月30日
發明者朱書成, 許少普, 袁永旗, 高照海, 李忠波, 唐鄭磊, 于颯, 李亮亮, 楊陽, 張強 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司