[发明专利]一种特厚板的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于钢板加工制造技术领域，特别是涉及一种特厚板的加工方法。

背景技术

特厚钢板一般指厚度大于60mm的钢板多用于军用和民用的的各种重要结构，对产品质量严格要求。为保证特厚板内在质量，一般要求轧制特厚钢板的压缩比(原料坯厚度与成品钢板厚度比例)大于3.0。如压缩比小，用通常方法生产时会出现钢板内部疏松、偏析清除不够等问题。现代特厚板轧机一般均用连铸坯为原料，过去连铸板坯最大厚度为300mm，可用于生产100mm厚钢板，但对100mm以上的钢板压缩比不够。为此，世界各国都在研究采取有效措施改进特厚板生产。目前特厚板的主要生产方式有：

(1)、加大板坯连铸机生产板坯厚度

现代特厚板轧机一般均用连铸坯为原料。过处连铸板坯最大厚度为300mm，可用于生产100mm厚钢板，但对100mm以上的钢板压缩比不够。日本新日铁立式铸机可浇注245～400mm最厚600mm，铸坯宽度900～2360mm，可生产350mm的40Kg级钢板，200mm的锅炉、压力容器用高强度钢板。德国迪林根也有一台立式铸机，生产最大厚度400mm、最大宽度2200mm板坯。我国首钢集团宝业公司和首秦公司也分别向西门子订购400mm超厚板坯铸机；中冶南方公司也准备向宝钢及武钢提供400mm超厚板坯铸机，正在进行前期技术交流。

(2)、大变形系数轧制

为达到良好的芯部性能，需要用大变形系数轧制。变形系数(变形深入芯部的穿透率)取决于每道次压下率、工作辊半径和轧辊与材料之间压应力接触区的面积。变形系数愈高，则减少疏松的效率越高。为了改进板坯厚度中心性能，必须尽可能少的道次进行轧制，每道次有尽可能高的压下率，即大变形系数。

用大变形系数进行轧制的一个先决条件是有大功率轧机，迪林根5500mm四辊轧机最大轧制力108000KN，最大扭矩4500KN·m，单道次最大压下量可达60mm，对生产特厚板中芯部质量提供保证。

我国现有多套5m、4.3m、3.8m高刚度轧机，为生产特厚板创造了良好的条件。

(3)、从用普通浇注扁锭到电渣钢锭轧制

对于厚度超150mm钢板过去一般用大型扁钢锭轧制。经过试验采用电渣钢锭作为厚板轧机原料，由于其组织致密，偏析小，可减少压缩比数。舞阳钢厂成功投产了最大40吨、断面尺寸2000×950mm大型板锭电渣炉，为生产特厚板积累了丰富的经验。

(4)、锻造—轧制法

过去生产高质量特厚板的方法是用锻造机将大型钢锭锻造成钢坯，再送轧机轧制成厚板。但此种方法成本过高，不易推广使用。

JFE专利，可将连铸板坯在宽度和厚度方向双向锻造后再送轧机轧制，在压缩比小于2.0的条件下制造出合格的特厚板，工厂实践中已有压缩比为1.27～1.9即生产出160～220mm钢板的成功实例，

(5)、连铸机末端大压下法

日本住友金属在连铸时对铸坯中心疏松进行控制，即在板坯连铸机末端设置压下辊，在铸坯中心固相率大于80％时，对铸坯给予大压下，达到降低铸坯中心疏松程度，从而减少轧制压缩比。住友公司用上述方法在压缩比1.5～2.5时生产出内部质量优良的特厚板，如300mm厚板坯轧制出200mm特厚板。

(6)、焊接复合钢坯法

日本JFE提出将两块连铸板坯相对的接合面用砂带研磨机磨去板坯的黑皮面，研磨厚度约2mm，将板坯叠放后放在真空室中，用电子束焊接或惰性气体保护焊将板坯四周密封焊牢，然后送厚板轧机轧制成厚板(加热温度大于1000)，用(380mm+380mm)板坯轧制成340mm特厚板，压缩比1.8。

济钢“一种生产特厚板的工艺方法”专利，主要克服传统模型铸造制坯和电渣重熔制坯生产特厚钢板存在的缺点。其主要步骤是，坯块切割定尺、机械整坯(用铣床、刨床或喷丸去除铸坯单面氧化层、平正、清洁)、组坯装夹(将加工后两坯清洁面相对叠合、对正装夹)、装入电子束焊机真空室抽真空、电子束焊接密封边缝组坯、组坯入炉加热、经控温热轧等生产特厚钢板。该工艺方法比传统电渣重熔生产工艺产率高，电能消耗大量减少，生产设备投资较小，生产成本低。与传统模铸生产工艺相比较，解决了大型模铸锭心部偏析和疏松的问题局限；成材率高，坯料组合成材率在90％以上。但该方法也仅限于方案，无生产实绩。

(7)、现有技术存在缺陷

特厚板生产是一个质量要求高、难度大的系统工程，牵涉到炼钢、精炼、连铸、轧制、热处理等诸多方面，目前特厚板生产工艺未详尽研究。