專利名稱：一種高性能特厚鋼板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)特厚鋼板加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高性能特厚鋼板的制造方法。
背景技術(shù)：
在鋼板的生產(chǎn)中，通常將厚度為80mm以上的鋼板稱為特厚板，特厚鋼板應(yīng)用于重型機(jī)械制造、壓力容器、鍋爐制造、軍工、海洋鉆井平臺(tái)、核電站、模具制造、橋梁、機(jī)場(chǎng)、交通等國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面，主要為高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品，具有很大的市場(chǎng)需求和廣闊的應(yīng)用前景。而隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不僅對(duì)鋼板厚度規(guī)格要求不斷增加，而且性能要求不斷提高。以前普遍采用300MI^級(jí)鋼板，已經(jīng)不能滿足鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要，預(yù)計(jì)今后國內(nèi)外大量使用的將是400MI^級(jí)別以上甚至更高級(jí)別的鋼種。國內(nèi)已有工廠利用厚板軋機(jī)生產(chǎn)低合金高強(qiáng)度Q420特厚板的先例。不過大部分廠家在成分設(shè)計(jì)上微合金化元素添加量較高，且軋制厚板需進(jìn)行熱處理工序，成材成本較高，市場(chǎng)的競(jìng)爭力較低。雖然有個(gè)別廠家生產(chǎn)出軋后非熱處理的400MPa IOOmm特厚板，但是它是利用現(xiàn)有鋼種Q420鋼的基礎(chǔ)上進(jìn)行的成分調(diào)整，相當(dāng)于在同級(jí)別的鋼種中進(jìn)行調(diào)整，降低成本的效果不明顯。如能在300MPa級(jí)別鋼種的基礎(chǔ)上進(jìn)行成分調(diào)整以及軋后非熱處理的情況下成產(chǎn)出符合GB/T1591-2008性能要求的具有優(yōu)良低溫沖擊性能420MPa級(jí) 90 IOOmm高強(qiáng)度特厚鋼板，用以代替之前的生產(chǎn)方法，不僅將有效降低成本，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益，而且增加了鋼材的可回收性，對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種高性能特厚鋼板的制造方法，使其不僅能生產(chǎn)出高性能的特厚專用鋼板，與現(xiàn)有的生產(chǎn)方法比較起來，還可以有效降低熱處理成本和合金成本。本發(fā)明提供的一種高性能特厚鋼板的制造方法，所述鋼板按照質(zhì)量百分比成分如下C 為 0. 14%、Si 為 0. 31%、Mn 為 1. 45%、卩為0· 02%、S 為 0. 003%、Nb+V+Ti 為 0. 020%,
余量為Fe，工藝步驟如下(1)在冶煉工藝中，采用含碳當(dāng)量控制在0. 41% 0. 43%之間的冶煉工藝；(2)在冶煉工藝中，采用Nb、V、Ti微合金化，鋼包爐精煉后進(jìn)行真空處理；(3)在冶煉工藝中，采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)直弧型連鑄機(jī)澆注板坯；(4)在冶煉工藝中，控制鋼坯內(nèi)部A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.5級(jí)，其中不出現(xiàn)A、B兩類夾雜，氣體含量控制為0 ( 30ppm、N ( 40ppm、H ( 2ppm ；(5)在軋制工藝中，加熱溫度控制在1180°C 1240°C ；在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度1130°C 1180°C，終軋溫度1050°C 1120°C，第二階段開軋溫度 840°C 880°C，終軋溫度 810°C 850°C ；(6)在軋后冷卻工藝中，加速冷卻，終冷溫度控制在600°C 640°C之間；冷卻速率3 8°C /s。在上述技術(shù)方案中，Nb、V、Ti微合金化后，Nb、V和Ti總的含量彡0.040%。在上述技術(shù)方案中，采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)直弧型連鑄機(jī)澆注板坯時(shí)，所述板坯為 300mm斷面鑄坯。在上述技術(shù)方案中，在軋制工藝中，將板坯加熱時(shí)，加熱速率為8°C /mm 11°C / mm;在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制時(shí)，第一階段軋制工藝采用奧氏體再結(jié)晶軋制工藝，軋制 4 6道次，一階段道次總壓下率40% 60%，中間坯厚度1. 4 1. 5倍成品厚度，第二階段軋制工藝采用奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制工藝，軋制5 7道次，二階段道次總壓下率50 % 70%。在上述技術(shù)方案中，在軋后冷卻工藝中，加速冷卻過程時(shí)，上下水比控制在1. 2 1. 35之間。在上述技術(shù)方案中，在冶煉工藝中，采用含碳當(dāng)量控制為0.42%的冶煉工藝。在上述技術(shù)方案中，Nb、V、Ti微合金化后，Nb、V和Ti總的含量為0. 020%。在上述技術(shù)方案中，在冶煉工藝中，鋼坯內(nèi)部氣體含量控制為0為23ppm、N為 29ppm、H 為 1. 3ppm。在上述技術(shù)方案中，在軋制工藝中，將板坯加熱時(shí)，加熱溫度控制在1210°C，加熱速率9°C /mm;在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制時(shí)，第一階段軋制工藝開軋溫度1155°C，終軋溫度1085°C，軋制5道次，一階段道次總壓下率50%，中間坯厚度1. 45倍成品厚度，第二階段軋制工藝開軋溫度860°C，終軋溫度830°C，軋制6道次，二階段道次總壓下率60%。在上述技術(shù)方案中，在軋后冷卻工藝中，加速冷卻過程時(shí)，上下水比控制在1.3 ； 終冷溫度控制在620°C ；冷卻速率5°C /s。本發(fā)明的高性能特厚鋼板的制造方法，具有以下有益效果采用本發(fā)明不僅可以生產(chǎn)出高性能的特厚專用鋼板，在Q345鋼的基礎(chǔ)上調(diào)整成分進(jìn)行特厚板軋制可以大大降低生產(chǎn)成本，與現(xiàn)有的生產(chǎn)方法比較，本發(fā)明可以有效降低熱處理成本和合金成本。其中， 厚度規(guī)格90 IOOmm高性能特厚鋼板的屈服強(qiáng)度彡380MPa，抗拉強(qiáng)度彡520MPa，延伸率彡20%, -20°C沖擊功彡150J，具有良好的使用性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1本發(fā)明的一種高性能特厚鋼板的制造方法，所述鋼板按照質(zhì)量百分比成分如下C 為 0. 14%,Si 為 0. 31%,Mn 為 1. 45%、P 為 0. 02%、S 為 0. 003%,Nb+V+Ti 為 0. 020%，余
量為Fe，工藝步驟如下(1)在冶煉工藝中，采用含碳當(dāng)量控制為0. 41%的冶煉工藝；(2)在冶煉工藝中，采用Nb、V、Ti微合金化，其中，Nb、V、Ti微合金化后，Nb、V和 Ti總的含量為0. 020%，鋼包爐精煉后進(jìn)行真空處理；(3)在冶煉工藝中，采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)直弧型連鑄機(jī)澆注板坯，在本實(shí)施例中， 所述板坯為300mm斷面鑄坯；
(4)在冶煉工藝中，控制鋼坯內(nèi)部A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.5級(jí)，其中不出現(xiàn)A、B兩類夾雜，氣體含量控制為0為23ppm、N為^ppm、H為1. 3ppm ；(5)在軋制工藝中，加熱溫度控制在1180°C，加熱速率8°C /mm ；在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制，在本實(shí)施例中，兩階段控制軋制是在4300mm軋機(jī)上進(jìn)行。第一階段軋制工藝采用奧氏體再結(jié)晶軋制工藝，開軋溫度1130°C，終軋溫度1050°C，軋制4道次，一階段道次總壓下率40%，中間坯厚度1.4倍成品厚度，第二階段軋制工藝采用奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制工藝，開軋溫度840°C，終軋溫度810°C，軋制5道次，二階段道次總壓下率50% ；(6)在軋后冷卻工藝中，加速冷卻，上下水比控制在1. 2 ；終冷溫度控制在600°C ； 冷卻速率3°C /s。根據(jù)Q420高性能特厚鋼板的化學(xué)成分范圍，先在130t轉(zhuǎn)爐冶煉，隨后澆注成 300mmX2000mmXL的連鑄坯，再在4300mm寬厚板生產(chǎn)線上進(jìn)行軋制而成。Q420高性能特厚鋼板和普通Q345鋼板的化學(xué)成分對(duì)比、鑄坯內(nèi)部質(zhì)量對(duì)比和力學(xué)性能對(duì)比分別如表1、表2和表3所示表1高性能特厚板和普通鋼板的化學(xué)成分對(duì)比(質(zhì)量百分比，％ )
權(quán)利要求
1.一種高性能特厚鋼板的制造方法，所述鋼板按照質(zhì)量百分比成分如下:c為0. 14%, Si 為 0. 31%、Mn 為 1. 45%、P 為 0. 02%、S 為 0. 003%,Nb+V+Ti 為 0. 020%，余量為 Fe，工藝步驟如下(1)在冶煉工藝中，采用含碳當(dāng)量控制在0.41% 0.43%之間的冶煉工藝；(2)在冶煉工藝中，采用Nb、V、Ti微合金化，鋼包爐精煉后進(jìn)行真空處理；(3)在冶煉工藝中，采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)直弧型連鑄機(jī)澆注板坯；(4)在冶煉工藝中，控制鋼坯內(nèi)部A、B、C、D類夾雜物總量不超過1.5級(jí)，其中不出現(xiàn)A、 B兩類夾雜，氣體含量控制為0 ( 30ppm、N ( 40ppm、H ( 2ppm ；(5)在軋制工藝中，加熱溫度控制在1180°C 1240°C；在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度1130°C 1180°C，終軋溫度1050°C 1120°C，第二階段開軋溫度 840°C 880°C，終軋溫度 810°C 850°C ；(6)在軋后冷卻工藝中，加速冷卻，終冷溫度控制在600°C 640°C之間；冷卻速率3 8 0C /s。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于Nb、V、Ti微合金化后，Nb、V和Ti總的含量彡0. 040% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)直弧型連鑄機(jī)澆注板坯時(shí)，所述板坯為300mm斷面鑄坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于在軋制工藝中，將板坯加熱時(shí)，加熱速率為8°C /mm IPC /mm ；在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制時(shí)，第一階段軋制工藝采用奧氏體再結(jié)晶軋制工藝，軋制4 6道次，一階段道次總壓下率40% 60%， 中間坯厚度1. 4 1. 5倍成品厚度，第二階段軋制工藝采用奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制工藝，軋制5 7道次，二階段道次總壓下率50% 70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于在軋后冷卻工藝中，加速冷卻過程時(shí)，上下水比控制在1. 2 1. 35之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于在冶煉工藝中，采用含碳當(dāng)量控制為0. 42%的冶煉工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于Nb、V、Ti微合金化后，Nb、V和Ti總的含量為0. 020% ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于在冶煉工藝中，鋼坯內(nèi)部氣體含量控制為:0為23ppm、N* ^ppm、H為1. 3ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于在軋制工藝中，將板坯加熱時(shí)，加熱溫度控制在1210°C，加熱速率9°C /mm ；在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制時(shí)， 第一階段軋制工藝開軋溫度1155°C，終軋溫度1085°C，軋制5道次，一階段道次總壓下率 50%，中間坯厚度1. 45倍成品厚度，第二階段軋制工藝開軋溫度860°C，終軋溫度830°C，軋制6道次，二階段道次總壓下率60 %。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高性能特厚鋼板的制造方法，其特征在于在軋后冷卻工藝中，加速冷卻過程時(shí)，上下水比控制在1. 3 ；終冷溫度控制在620°C ；冷卻速率5°C /s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能特厚鋼板的制造方法，所述鋼板按照質(zhì)量百分比成分如下C為0.14％、Si為0.31％、Mn為1.45％、P為0.02％、S為0.003％、Nb+V+Ti為0.020％，余量為Fe，步驟如下(1)控制含碳當(dāng)量冶煉；(2)采用Nb、V、Ti微合金化，鋼包爐精煉后進(jìn)行真空處理；(3)采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)直弧型連鑄機(jī)澆注板坯；(4)控制鋼坯內(nèi)部夾雜物；(5)加熱；在軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控制軋制，第一階段軋制工藝采用奧氏體再結(jié)晶軋制工藝，第二階段軋制工藝采用奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制工藝；(6)加速冷卻。與現(xiàn)有技術(shù)比較起來，采用本發(fā)明生產(chǎn)高性能特厚專用鋼板，可以有效降低熱處理成本和合金成本。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102304668SQ20111028507
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者余宏偉, 卜勇, 張?jiān)蒲? 李德發(fā), 李銀華, 梁寶珠, 洪君, 熊濤, 熊玉彰, 王世森, 童明偉, 董漢雄, 陸在學(xué), 陳勇 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司