[发明专利]一种连铸坯生产低压缩比高性能特厚钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于钢板制造领域，具体涉及一种厚度为250mm高性能压力容器特厚钢板及其制造方法。

背景技术

特厚钢板一般指厚度大于100mm的钢板，多用于军用和民用的重要结构，对产品的内部质量、焊接性能、低温冲击性能和抗层状撕裂性能都有严格要求。随着我国基础结构建设项目的增加，特厚钢板市场需求量越来越大，且向大厚度、大单重、高质量性能方向发展。目前生产特厚钢板的坯料普遍有锻压坯、初轧坯、连铸坯、模铸扁钢锭、电渣重熔扁锭和复合坯。各种坯料在生产特厚钢板方面各有优势和局限性，无法相互完全替代。比较而然，连铸坯具有工艺流程短、成材率高和系统节能等优点。但是，受到连铸坯厚度和压缩比的限制，采用连铸坯直接轧制工艺生产特厚钢板厚度在200mm以下，且对于100～200mm厚度范围钢板性能合格率和探伤合格率普遍不高。

随着炼钢、精炼和连铸技术的发展，连铸坯断面尺寸逐渐增大，质量不断提高。采用高质量连铸板坯生产高性能特厚钢板已成为必然发展趋势。JFE公司采用310mm厚高质量连铸板坯通过锻造—轧制工艺生产了最大厚度为240mm的特厚钢板，压缩比为1.29。公布号为CN104971962A的发明专利申请涉及“一种连铸板坯二维变形生产特厚钢板的方法”，主要采用300mm厚连铸板坯通过高温锻造+轧制工艺生产245mm厚特厚钢板，压缩比为1.2。采用连铸坯锻造+轧制方法生产特厚钢板可以显著降低压缩比，提高钢板内部质量，但增加锻造工序，成材率较低，生产成本高。

公告号为CN103014283A的发明专利申请涉及“一种连铸板坯生产水电站用特厚钢板的制造方法”，提供了一种采用400mm连铸板坯生产100-150mm特厚钢板，压缩比为2.67，该专利采用的压缩比较大，钢板厚度较小，生产技术难度相对较低。公布号为104451357A的发明专利申请涉及“一种160mm厚Q235C的低压缩比特厚钢板及其制备方法”，公开了采用320mm厚连铸板坯生产160mm特厚钢板生产技术，压缩比为2.0，该专利虽然压缩比较小，但该专利产品仅仅能保证0℃冲击，抗层状撕裂性能无法保证。公布号为CN102330017A发明专利申请涉及“小压缩比条件下使用连铸坯生产特厚钢板的方法”，主要采用300mm厚连铸坯生产140mm厚Q345E-Z35钢板，压缩比为2.14，-40℃冲击值在80J以下，富裕量较小，低温冲击韧性优势不明，产品质量不稳定。以上现有工艺均采用连铸坯直接轧制工艺生产特厚钢板，压缩比未突破2.0，产品厚度较小，综合机械性能优势不明显。

基于以上现有技术，申请人提出一种连铸坯生产低压缩比高性能特厚钢板及其制造方法，在压缩比低于2.0条件下，确保钢板仍然具有良好的内部质量和优异综合机械性能，生产成本更低，适合批量生产，经检索未发现与该工艺相关的专利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种厚度为250mm的P355NL2钢板，可应用于锅炉和压力容器设备的制造，具有良好的内部质量、较高的低温冲击韧性和优异的抗层状撕裂性能。

本发明另一目的是提供一种采用连铸坯生产低压缩比高性能特厚钢板的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种连铸坯生产低压缩比高性能250mm厚P355NL2特厚钢板，该钢板的化学成分按重量百分比计为C：0.08～0.15%，Si：0.15～0.35%，Mn：1.40～1.60%，P：≤0.008%，S：≤0.002%，Al：0.02～0.05%，Nb：0.02～0.05%，V：0.02～0.05%， Ni：0.20～0.50%，余量为Fe 及不可避免的杂质元素，碳当量Ceq≤0.45%，计算公式为：Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，钢板压缩比小于2.0。

进一步讲，本发明属于250mm厚连铸坯生产低压缩比高性能P355NL2特厚钢板，其机械性能满足：屈服强度≥350Mpa，抗拉强度≥520Mpa，断后伸长率≥30%，心部-50℃横向夏比冲击功单值≥150J，厚度方向拉伸断面收缩率≥60%。钢板UT探伤可满足NB/T47013.3 I级要求。

本发明连铸坯生产低压缩比高性能P355NL2的250mm特厚钢板的化学成分是这样确定的:

本发明的成分主要采用低碳、低硫磷、Nb+V微合金化成分设计，同时添加适量Ni元素，提高低温冲击韧性。化学元素在钢中的作用如下：

C：碳能够显著提高钢板的强度，但含量过高时会使钢板塑形和冲击韧性变差，本专利碳含量控制在0.08～0.15%。