本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大厚度大單重高潔凈鋼的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，裝備呈現(xiàn)大型化的趨勢(shì)，對(duì)于大厚度大單重高潔凈鋼的需求日益突出，市場(chǎng)對(duì)于大厚度大單重高潔凈鋼的需求越來越大，鋼板單重大厚度增加勢(shì)必造成對(duì)鋼板內(nèi)在質(zhì)量要求苛刻，長(zhǎng)期以來由于缺乏必要的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)支撐，同時(shí)由于國(guó)內(nèi)沒有采用扁錠生產(chǎn)大厚度大單重高潔凈鋼的成熟經(jīng)驗(yàn)，全部采用電渣錠生產(chǎn)，成本居高不下，致使不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，嚴(yán)重制約了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。
以往舞鋼公司采用電渣錠生產(chǎn)符合JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)要求的板厚150～250mm的大厚度大單重鋼板、符合S2E2標(biāo)準(zhǔn)要求的260～350mm的大厚度大單重鋼板、符合S1E1或SEL Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)要求的350mm以上的大厚度大單重鋼板，以上板厚如果采用扁鋼錠生產(chǎn)，探傷級(jí)別要求已接近甚至達(dá)到扁鋼錠生產(chǎn)能力的上限，對(duì)扁鋼錠內(nèi)部純凈度提出更高要求。但是從生產(chǎn)成本上考慮使用扁鋼錠一次成材或開坯成材較電渣錠生產(chǎn)大厚度大單重經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。采用傳統(tǒng)模鑄生產(chǎn)模式不足以滿足上述超能力大厚度大單重鋼板探傷要求，需要在優(yōu)化冶煉工藝提高質(zhì)量保證能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大厚度大單重高潔凈鋼的生產(chǎn)方法。本發(fā)明方法能夠更好的滿足更高要求的大厚度大單重鋼板的探傷要求。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：一種大厚度大單重高潔凈鋼的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括冶煉工序、澆鑄工序、加熱工序、軋制工序、熱處理工序，其特征在于，所述冶煉工序包括電爐煉鋼、LF爐精煉、VD爐真空處理工序。
本發(fā)明所述冶煉后的鋼水采用扁鋼錠進(jìn)行模鑄，然后在均熱爐對(duì)鋼錠進(jìn)行加熱、軋制和熱處理后進(jìn)行探傷，最終得到成品鋼板。
本發(fā)明所述加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，將清理后的扁鋼錠入爐燜鋼60～90min，低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為100～120℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1220～1240℃時(shí)開始保溫，根據(jù)鋼錠錠型保溫16～20h，確保扁鋼錠透燒。
本發(fā)明所述軋制工序：采用二階段軋制工藝；第一階段為奧氏體再結(jié)晶階段，第一階段的開軋溫度為1100～1200℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，增加道次壓下量，終軋溫度950～980℃，單道次壓下量為10～30%，累計(jì)壓下率為30～50%，晾鋼厚度為鋼板厚度+（60～80）mm。
本發(fā)明所述軋制工序：采用二階段軋制工藝；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度920～950℃，終軋溫度870～900℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度為650～700℃。
本發(fā)明所述熱處理工序：采用正火工藝；正火溫度為900～920℃，保溫時(shí)間2.0～2.5min/mm，鋼板出爐后入水4～6min。
本發(fā)明所述冶煉工序，鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，以利于脫P(yáng)，白渣氣氛保持時(shí)間≥25分鐘；大包溫度≥1580℃時(shí)吊包VD爐真空處理，精煉過程中向鋼液中喂入1.5～1.8kg/t鋼水的鋁線和5～6m/t鋼水的Si-Ca線，真空處理時(shí)真空度≤66Pa，真空保持時(shí)間≥20min。
本發(fā)明所述熱處理工序采用正火空冷。
本發(fā)明所述軋制工序：第一階段的單道次壓下率均為10～30%；第二階段的單道次壓下率均為10～30%。
本發(fā)明所述大厚度大單重高潔凈鋼的厚度為150～400mm。
本發(fā)明的一種大厚度大單重高潔凈鋼，將鋼水先經(jīng)電爐冶煉、LF精煉爐精煉、在真空爐真空處理，冶煉后的鋼水采用扁鋼錠進(jìn)行模鑄，然后在均熱爐對(duì)鋼錠進(jìn)行加熱、軋制和熱處理后進(jìn)行探傷，最終得到成品鋼板，生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵點(diǎn)為（1）采用高鐵水比例技術(shù)使殘余元素銅、鎳、錫、砷、鉍、銻含量大幅度降低同時(shí)稀釋雜質(zhì)提高鋼水純凈度電爐終點(diǎn)碳控制技術(shù)控制過程中氧含量；（2）電爐出鋼過程不同預(yù)脫氧制度技術(shù)降低夾雜物數(shù)量尺寸；（3）高堿度爐渣技術(shù)降低脫氧過程硅酸鹽類夾雜物數(shù)量；（4）拓展真空處理模式采用真空碳脫氧技術(shù)控制過程中氧含量；（5）采用新型保溫劑改善鋼錠內(nèi)部凝固質(zhì)量；（6）優(yōu)化均熱爐加熱方式確保扁鋼錠透燒；（7）軋制工藝采用低速大壓下工藝，增加道次壓下量。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明鋼板具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）鋼板內(nèi)部質(zhì)量致密、鋼質(zhì)純凈度高；（2）扁鋼錠生產(chǎn)板厚150～250mm的大厚度大單重鋼板探傷符合JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)要求，-20℃橫向沖擊功平均200-300J，Z向性能為35-70%；扁錠生產(chǎn)板厚260-350mm的大厚度大單重鋼板探傷符合S2E2標(biāo)準(zhǔn)要求，-20℃橫向沖擊功平均150-250J，Z向性能為30-60%；扁錠生產(chǎn)板厚350mm以上的大厚度大單重鋼板探傷符合S1E1或SELⅢ標(biāo)準(zhǔn)要求，-20℃橫向沖擊功平均100-200J，Z向性能為30-55%；（3）本發(fā)明鋼板的最大厚度可達(dá)到400mm厚。
本發(fā)明采用潔凈鋼的工藝思路，提高鋼水純凈度、降低硫含量、進(jìn)行Ca處理、優(yōu)化扁鋼錠的加熱和軋制條件等措施，能夠更好的滿足更高要求的大厚度大單重鋼板的探傷要求。該鋼板具有純凈度高，內(nèi)部質(zhì)量致密等特點(diǎn)，能夠滿足鋼板像大厚度大單重發(fā)展的要求，具有良好綜合性能和焊接性能，并且成本較低，應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本大厚度大單重高潔凈鋼的生產(chǎn)方法采用下述工藝：
（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，以利于脫P(yáng)，精煉過程中先喂入1.5～1.8kg/t鋼水的鋁線和5～6m/t鋼水的Si-Ca線，使鋼中溶解氧降到一定水平后再加入1.5～2.0kg/t鋼水電石脫氧劑，這樣不易生成硅的氧化物夾雜從而降低硅酸鹽夾雜的生成機(jī)率。精煉過程中渣量在1600kg左右，渣料少量多批加入，白渣氣氛保持時(shí)間≥25分鐘；適當(dāng)提高渣中Al2O3的含量20～35%，有效降低渣中(FeO)含量10～15%，顯著降低氧化物夾雜。精煉結(jié)束留渣量控制在1000kg左右，真空前造頂渣以便在真空狀態(tài)下更好地吸附鋼液中的夾雜物。強(qiáng)化LF爐吹氬攪拌強(qiáng)度，前15分鐘大氬氣，后10分鐘調(diào)小氬氣，有效降低鋼水中S和夾雜物含量。精煉過程中向鋼液中喂入鋁線和Ca線，真空處理時(shí)真空度≤66Pa，真空保持時(shí)間≥20min，大包溫度≥1580℃時(shí)吊包VD爐真空處理，解決了鋼水鋼中非金屬夾雜物含量較高的現(xiàn)象，保證了鋼質(zhì)的純凈度。
（2）澆鑄工序：將冶煉后的鋼水進(jìn)行澆鑄，得到扁鋼錠。
（3）加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，扁鋼錠入爐燜鋼60～90min,低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為100～120℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1220～1240℃時(shí)開始保溫，根據(jù)鋼錠錠型保溫16～20h，確保扁鋼錠透燒。
（4）軋制工序：采用二階段軋制工藝；第一階段為奧氏體再結(jié)晶階段，第一階段的開軋溫度為1100～1200℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，增加道次壓下量，終軋溫度950～980℃，單道次壓下量為10～30%，累計(jì)壓下率為30～50%，晾鋼厚度為鋼板厚度+（60～80）mm；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度920～950℃，終軋溫度870～900℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度為650～700℃。
（5）熱處理：對(duì)鋼板粗品進(jìn)行正火處理，采用正火工藝；采用正火工藝；正火溫度為900～920℃，保溫時(shí)間2.0～2.5min/mm，鋼板出爐后入水4～6min。
實(shí)施例1
本大厚度大單重高潔凈鋼實(shí)施例為220mm厚水電機(jī)組用S550Q鋼板，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，渣量1600kg，渣料少量多批加入，白渣氣氛保持時(shí)間25分鐘，渣中Al2O3的含量25%，渣中(FeO)含量10%，精煉結(jié)束留渣量1000kg，LF爐吹氬攪拌強(qiáng)度，前15分鐘氬氣流量大，后10分鐘調(diào)氬氣流量適當(dāng)減少，大包溫度1590℃時(shí)吊包VD爐真空處理，精煉過程中向鋼液中喂入鋁線1.6kg/t鋼水和Si-Ca線5.5m/t鋼水，再加入1.5kg/t鋼水電石脫氧劑，真空處理時(shí)真空度66Pa，真空保持時(shí)間25min。
（2）澆鑄工序：將冶煉后的鋼水進(jìn)行澆鑄，得到扁鋼錠。
（3）加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，扁鋼錠入爐燜鋼60min,低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為100℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1240℃時(shí)開始保溫，保溫時(shí)間16h，確保扁鋼錠透燒。
（4）軋制工序：第一階段的開軋溫度為1150℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，終軋溫度960℃，單道次壓下量為15%，累計(jì)壓下率為40%，晾鋼厚度為300mm；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度945℃，終軋溫度880℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度680℃
（5）熱處理：采用正火，900℃，保溫時(shí)間2.0min/mm，鋼板出爐后入水4min。
本實(shí)施例所得大厚度大單重高潔凈鋼220mm厚水電機(jī)組用S550Q鋼板探傷符合JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)I級(jí)的要求，-20℃橫向沖擊功平均210J，Z向性能為68%。
實(shí)施例2
本大厚度大單重高潔凈鋼實(shí)施例為300mm厚水電機(jī)組用S355J2+N-Z35鋼板，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，渣量1600kg，渣料少量多批加入，白渣氣氛保持時(shí)間25分鐘，渣中Al2O3的含量23%，渣中(FeO)含量11%，精煉結(jié)束留渣量1000kg，LF爐吹氬攪拌強(qiáng)度，前15分鐘氬氣流量大，后10分鐘調(diào)氬氣流量適當(dāng)減少，大包溫度1590℃時(shí)吊包VD爐真空處理，精煉過程中向鋼液中喂入鋁線1.6kg/t鋼水和Si-Ca線5.5m/t鋼水，再加入1.5kg/t鋼水電石脫氧劑，真空處理時(shí)真空度66Pa，真空保持時(shí)間25min。
（2）澆鑄工序：將冶煉后的鋼水進(jìn)行澆鑄，得到扁鋼錠。
（3）加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，扁鋼錠入爐燜鋼90min,低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為120℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1220℃時(shí)開始保溫，保溫時(shí)間18h，確保扁鋼錠透燒。
（4）軋制工序：第一階段的開軋溫度為1200℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，終軋溫度980℃，單道次壓下量為15%，累計(jì)壓下率為40%，晾鋼厚度為360mm；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度950℃，終軋溫度900℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度680℃
（5）熱處理：采用正火，920℃，保溫時(shí)間2.3min/mm，鋼板出爐后入水5min。
本實(shí)施例所得大厚度大單重高潔凈鋼300mm厚水電機(jī)組用S355J2+N-Z35鋼板探傷符合S2E2級(jí)別的要求，-20℃橫向沖擊功平均150J，Z向性能為55%。
實(shí)施例3
本大厚度大單重高潔凈鋼實(shí)施例為360mm厚水電機(jī)組用S355J2+N鋼板，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，渣量1600kg，渣料少量多批加入，白渣氣氛保持時(shí)間25分鐘，渣中Al2O3的含量25%，渣中(FeO)含量10%，精煉結(jié)束留渣量1000kg，LF爐吹氬攪拌強(qiáng)度，前15分鐘氬氣流量大，后10分鐘調(diào)氬氣流量適當(dāng)減少，大包溫度1590℃時(shí)吊包VD爐真空處理，精煉過程中向鋼液中喂入鋁線1.6kg/t鋼水和Si-Ca線5.5m/t鋼水，再加入1.5kg/t鋼水電石脫氧劑，真空處理時(shí)真空度66Pa，真空保持時(shí)間25min。
（2）澆鑄工序：將冶煉后的鋼水進(jìn)行澆鑄，得到扁鋼錠。
（3）加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，扁鋼錠入爐燜鋼80min,低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為110℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1230℃時(shí)開始保溫，保溫時(shí)間16h，確保扁鋼錠透燒。
（4）軋制工序：第一階段的開軋溫度為1150℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，終軋溫度960℃，單道次壓下量為15%，累計(jì)壓下率為40%，晾鋼厚度為420mm；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度945℃，終軋溫度880℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度680℃
（5）熱處理：采用正火，910℃，保溫時(shí)間2.5min/mm，鋼板出爐后入水6min。
本實(shí)施例所得大厚度大單重高潔凈鋼360mm厚水電機(jī)組用S355J2+N鋼板探傷符合S1E1的要求，-10℃橫向沖擊功平均150J，Z向性能為45%。
實(shí)施例4
本大厚度大單重高潔凈鋼實(shí)施例為400mm厚水電機(jī)組用S355J2+N鋼板，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：
（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，渣量1600kg，渣料少量多批加入，白渣氣氛保持時(shí)間25分鐘，渣中Al2O3的含量20%，渣中(FeO)含量12%，精煉結(jié)束留渣量1000kg，LF爐吹氬攪拌強(qiáng)度，前15分鐘氬氣流量大，后10分鐘調(diào)氬氣流量適當(dāng)減少，大包溫度1590℃時(shí)吊包VD爐真空處理，精煉過程中向鋼液中喂入鋁線1.5kg/t鋼水和Si-Ca線5.0m/t鋼水，再加入1.7kg/t鋼水電石脫氧劑，真空處理時(shí)真空度66Pa，真空保持時(shí)間25min。
（2）澆鑄工序：將冶煉后的鋼水進(jìn)行澆鑄，得到扁鋼錠。
（3）加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，扁鋼錠入爐燜鋼70min,低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為115℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1235℃時(shí)開始保溫，保溫時(shí)間16h，確保扁鋼錠透燒。
（4）軋制工序：第一階段的開軋溫度為1150℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，終軋溫度960-980℃，單道次壓下量為10%，累計(jì)壓下率為30%，晾鋼厚度為480mm；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度945℃，終軋溫度880℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度650℃
（5）熱處理：采用正火，920℃，保溫時(shí)間2.2min/mm，鋼板出爐后入水6min。
本實(shí)施例所得大厚度大單重高潔凈鋼400mm厚水電機(jī)組用S355J2+N鋼板探傷符合S1E1的要求，0℃橫向沖擊功平均150J，Z向性能為35%。
實(shí)施例5
本大厚度大單重高潔凈鋼實(shí)施例為360mm厚水電機(jī)組用S355J2+N鋼板，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：（1）冶煉工序：鋼水先經(jīng)初煉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，采用增加渣量和多次流渣，渣量1600kg，渣料少量多批加入，白渣氣氛保持時(shí)間30分鐘，渣中Al2O3的含量35%，渣中(FeO)含量15%，精煉結(jié)束留渣量1000kg，LF爐吹氬攪拌強(qiáng)度，前15分鐘氬氣流量大，后10分鐘調(diào)氬氣流量適當(dāng)減少，大包溫度1580℃時(shí)吊包VD爐真空處理，精煉過程中向鋼液中喂入鋁線1.8kg/t鋼水和Si-Ca線6.0m/t鋼水，再加入2.0kg/t鋼水電石脫氧劑，真空處理時(shí)真空度63Pa，真空保持時(shí)間20min。
（2）澆鑄工序：將冶煉后的鋼水進(jìn)行澆鑄，得到扁鋼錠。
（3）加熱工序：扁鋼錠在均熱爐中進(jìn)行加熱，扁鋼錠入爐燜鋼70min,低速緩慢升溫，1000℃以下升溫速度為110℃/h，1000℃以上升溫速度不限，當(dāng)溫度升高至最高加熱溫度時(shí)1220℃時(shí)開始保溫，保溫時(shí)間20h，確保扁鋼錠透燒。
（4）軋制工序：第一階段的開軋溫度為1100℃，軋制工藝采用低速大壓下工藝，終軋溫度950℃，單道次壓下量為30%，累計(jì)壓下率為50％，晾鋼厚度為440mm；第二階段為奧氏體非再結(jié)晶階段，第二階段開軋溫度920℃，終軋溫度870℃，軋制后得到半成品鋼板，軋后ACC水冷，返紅溫度700℃
（5）熱處理：采用正火，915℃，保溫時(shí)間2.4min/mm，鋼板出爐后入水6min。
本實(shí)施例所得大厚度大單重高潔凈鋼360mm厚水電機(jī)組用S355J2+N鋼板探傷符合SELⅢ的要求，-10℃橫向沖擊功平均180J，Z向性能為45%。
以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。