[发明专利]大单重特厚Q460级别高强度结构钢板及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于特厚钢板生产技术领域，特别是涉及一种大单重特厚Q460级别高强度结构钢板及制造方法。

背景技术

在我国，一般将厚度在“20mm~60mm”的钢板称为厚板，而将 “厚度＞60mm”的钢板称为特厚板。大单重特厚板一般是指成品钢板单重达20~30t以上（最重可达200t），厚度＞100mm的钢板。特厚板主要应用于各类大型船舰、桥梁、锅炉、压力容器、工程机械、高层建筑、海洋平台等对钢板性能要求较高的设施中。

大单重特厚板要有一定的宽度和厚度。对某些特殊规格钢种的特厚板来说，由于受设备条件或钢种的限制，采用连铸坯难以生产，尤其是压缩比不够时，内部质量也难以保证，国内仅有少数企业具备特厚板的生产能力，如舞钢等。

特厚钢板由于板厚的原因，会出现以下两方面的问题：

（1）钢板厚度方向力学性能均匀性：钢锭的V形偏析及倒V形偏析、连铸坯的中心偏析会因钢水成分富集程度不同而影响钢板的强度和韧性；钢板轧制过程中，温度参数、压下量及压下率等因素影响材料内部微观组织，也影响钢板的强度和韧性。

（2）钢板内部质量：由于压下比的不同，钢锭（坯）中微细孔隙会影响钢板的内部质量。

故，在生产对性能有特殊要求的高性能大单重特厚钢板时，常规钢锭或连铸坯因其内部缺陷及轧制压缩比等问题，总是存在若干问题，如性能不稳定不均匀、塑韧性较差、探伤不合等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大单重特厚Q460级别高强度结构钢板及制造方法。使用“厚板坯浇铸机”所生产的400mm厚规格板坯，成功开发出大单重特厚Q460级别高强度结构钢板，对特厚钢板的实际生产具有较好的指导作用。

本发明钢板的其化学成分为（重量百分数），C：0.14%～0.18%；Si：0.20%～0.30%；Mn：1.20%～1.50%； Ni：0.10%～0.30%； Nb：0.020%～0.040%；V：0.050%～0.080%；Ti：0.010%～0.020%；Alt：0.015%～0.050%；P: ≤0.010%；S: ≤0.0030%；碳当量Ceq(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15，本发明中“Ceq”范围：0.40～0.45；余量为Fe及不可避免杂质。

本发明的重特厚Q460级别高强度结构板制造工艺步骤如下：

钢水冶炼工艺路线：铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→LF炉精炼→RH真空处理。在冶炼过程中，严格控制P范围: 0.005%～0.010%；S范围: 0.0010%～0.0030%，并保证碳当量在控制范围内。 

钢坯浇铸：浇铸过程中采用末端强冷和轻压下技术，并对拉速、二冷制度、中间包钢水过热度进行优化和控制，控制铸坯表面及内部质量，严格保证深真空处理时间。浇铸过程进行恒拉速操作（拉速范围：0.50m/min～0.70m/min）。根据拉速、浇铸温度的变化，在钢坯凝固前对其进行轻微压缩，以保证轻压下效果（轻压下主要参数控制—固相率范围：f=0.30～0.80；总压下量：2.0mm ~3.0mm）。保证铸坯中心偏析C 类≤1.0。保证“真空时间：15min～20min”及“深真空处理时间12min～15min”。真空结束后按照结束Ca 含量要求进行喂线操作，喂线结束软吹“8min～12min”，并镇静“5min”，以生产内部质量良好的400mm厚板坯，为后续特厚大单重钢板的轧制奠定基础。

钢坯加热：采用步进梁式加热炉将钢坯加热至设定均热温度（1160℃～1220℃），合理控制各加热段温度（950℃～1220℃）、残氧量及钢坯在炉时间（360min～450min），400mm厚板坯目标在炉加热时间400min，保证钢坯充分奥氏体化。

钢板轧制：在特厚板轧制过程中，因连铸坯厚度所限，粗轧及精轧阶段的道次压下量、总压缩比不能很好兼顾，二者之间需要合理优化。在成分体系一定的前提下，对大单重特厚Q460级别高强度结构板的轧制过程控制要求非常严格。在轧制过程中，采用两阶段控轧控冷及堆垛缓冷工艺（粗轧+精轧+层流水冷+堆垛缓冷）。