[发明专利]一种大厚度大单重低合金高强结构钢板的生产方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种大厚度大单重低合金高强结构钢板的生产方法，属于低合金高强度钢板制造领域。

背景技术

现代工业生产需要的优质合金钢及特种合金数量日益增多，对金属材料质量和性能要求不断提高，特别是工程机械、核电、压力容器、军工、精品模具及其它大厚度大单重优质钢板等，对钢材的力学性能、焊接性能及Z向性能等提出了更高的要求，而普通冶炼浇铸手段无法满足需要，尤其是在内部质量上达不到要求。采用电渣重熔后组织致密，钢质洁净，性能均匀性好，能满足较高的探伤和性能要求。因此，为满足市场对高品质钢铁材料的需求，应加快电渣钢产品的开发试制工作。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种大厚度大单重低合金高强结构钢板的生产方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用一种大厚度大单重低合金高强结构钢板的生产方法。

本发明生产方法的具体工艺步骤如下：

(1)    冶炼：采用超高功率电弧炉冶炼，选取优质铁水与合金废钢，熔化期采用大渣量流渣操作，避渣出钢；出钢后钢水送入LF精炼炉内进行精炼，快速脱氧、脱S，调整温度、成分后扒除还原渣；当钢水温度达到或超过1565±10℃时，转入VD炉，吊VD炉重新造还原渣进行真空脱气处理；

(2)    浇铸：将冶炼后的钢水经连续铸造成板坯，过热度为20~25℃，拉坯速率为1.1~1.2m/min，并确保二冷水总进水量满足1400L/min；

(3)    电渣重熔：将浇铸好的铸坯制成电渣炉重熔原料，尽可能去除连铸坯表面氧化铁皮；控制熔铸过程加入Al粒25~30g/min，确保细晶粒钢的成分要求；根据重量选择结晶器640mm、700mm、760mm、960mm四种可选断面，进行重熔处理成大厚度板坯电渣重熔钢锭，改善铸态组织，降低夹杂物含量，平均熔速≤22kg/min，最后采用风冷加速冷却；

(4)    电渣锭清理：将重熔后的电渣锭热送轧钢，带温清理温度＞150℃，清理后及时装炉；

(5)    加热：电渣锭入炉焖钢60min，然后低速烧钢，1000℃以下升温速度100~120℃/h，最高加热温度1220±10℃，保温300~500min；

(6)    轧制：采用Ⅱ型控制轧制，即奥氏体再结晶区和未再结晶区控制轧制，第一阶段为奥氏体再结晶区，开轧温度为1000~1150℃，终轧温度为950~980℃；第二阶段为奥氏体未再结晶区，开轧温度≤920℃，终轧温度≤880℃，单道次压下率8~10%，严禁电渣锭横轧到底；

(7)    水冷：经轧制后的钢板通过ACC进行快速冷却，返红温度为680~720℃；

(8)    扩氢处理：将钢板吊入缓冷坑进行扩氢处理，钢板表面温度≥450℃，钢板在缓冷坑中扩氢处理温度650±10℃，确保升温速度≤50℃/h，钢板保温时间≥72h，出炉温度≤200℃，出炉后空冷；

(9)    超声波探伤：对扩氢后的钢板整板按照相应的探伤标准进行超声波探伤；

(10)    正火：正火温度为910±10℃，保温时间为1.8~2.0min/mm，并辅以整板风冷，经取样检验后得合格的成品。

所述的步骤(1)中的真空处理前，加入CaSi块，球化夹杂，真空度≤67Pa，真空保持时间≥20min。

所述的步骤(3)中的电渣重熔，应先将铸坯制成电极后再进行电渣重熔，采用五元渣系(CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-CaF₂)。

所述的步骤(8)扩氢处理中，要确保电渣钢板及时入缓冷坑，钢板总在炉时间不低于150小时，进一步将氢含量降至较低的水平，降低氢脆和氢致裂纹的倾向。

经检测用本发明的生产方法生产的厚度为150~410mm的钢板达到下列目标：钢板整板满足相应级别探伤要求；横向、纵向拉伸、冲击性能基本一致，具有较好的各向同性；具有更好的冲击韧性和Z向性能；优化了钢锭合金成分，重熔后钢中主要成分变化不大，成分比较均匀；钢板内在组织致密，低倍缺陷控制较低，钢板低倍组织无裂纹、气孔等危害缺陷，其疏松和偏析级别≤1.0级。