提升厚規(guī)格高強鋼板沖擊韌性的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種中厚板技術(shù)，具體說，涉及一種提升厚規(guī)格高強鋼板沖擊韌性的 生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低合金高強度鋼廣泛應(yīng)用于各類工程機械，隨著工程機械設(shè)備向著大型化發(fā)展， 厚規(guī)格高性能高強度工程機械用鋼大量應(yīng)用于工程機械制造。工程機械用鋼需要具有較高 的強度、良好的低溫韌性、良好的抗疲勞性能、良好的冷成型性能、良好的焊接性能等。特別 是隨著技術(shù)的發(fā)展，厚規(guī)格高強鋼生產(chǎn)難度大，特別是低溫沖擊韌性極不穩(wěn)定，給用戶的使 用帶來困擾。
[0003] 專利申請?zhí)枮?01210078314. 4的名稱為80公斤級超高韌性、極厚鋼板及其制造 方法，公開了一種厚規(guī)格80公斤級高強鋼，但不是基于連鑄坯，而是采用模鑄鋼錠，且熱處 理工藝需要兩次淬火，不適合于連鑄生產(chǎn)線。
[0004] 2012年4月出版的第40卷第2期《鋼鐵研究》公開了一種110mm厚高強度結(jié)構(gòu) 鋼Q690D-Z35的研發(fā)，介紹了一種厚規(guī)格Q690D，但同樣采用模鑄鋼錠生產(chǎn)，不適合于以連 鑄板坯為原料的生產(chǎn)線。
[0005] 專利申請?zhí)枮?01010227961.8，名稱為強韌性、強塑性優(yōu)良的100公斤級調(diào)質(zhì) 鋼板及其制造方法公開了一種厚規(guī)格Q690D鋼板，但合金元素含量高，Cr、Mo含量下限為 0. 45%，Ni含量下限1. 3%，且限制了鋼板壓縮比不小于3. 5,對于厚規(guī)格鋼板要求板坯厚 度尺寸較厚，超過常規(guī)連鑄線的生產(chǎn)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明公開了一種提升厚規(guī)格高強鋼板沖擊韌性的生產(chǎn)方法，通過采用合理的成 分設(shè)計，適度添加提高淬透性元素，提升鋼質(zhì)潔凈度，創(chuàng)新熱處理調(diào)質(zhì)工藝，提升了厚規(guī)格 高強鋼板的低溫韌性。
[0007] 技術(shù)方案如下：
[0008] -種提升厚規(guī)格高強鋼板沖擊韌性的生產(chǎn)方法，步驟包括冶煉、連鑄、板坯再加 熱、除鱗、粗乳、精乳、加速冷卻系統(tǒng)ACC冷卻、熱矯直、剪切和調(diào)質(zhì)，板坯再加熱的加熱 溫度為1180-1250°C，加熱時間250-350分鐘，均熱時間30-60分鐘；粗乳的開乳溫度為 1160-1230°C，粗乳高溫延伸階段有效乳制道次數(shù)不超過8道次，至少有2道次壓下率大 于20%，中間坯的厚度為成品板坯的厚度的1. 3-2. 0倍；精乳開乳溫度為890-930°C，終乳 溫度為840-860°C，要求精乳階段有效乳制道次數(shù)不超過7道次;ACC冷卻的終冷溫度為 600-640°C，冷卻速度為15-25°C/s;調(diào)質(zhì)淬火和回火，淬火溫度為860-930°C，淬火保溫時 間為15-25分鐘，回火溫度為550-650°C，回火保溫時間為25-40分鐘，回火鋼板出爐后進行 控制冷卻，冷卻方式為水冷或者氣霧冷卻，冷卻速度為3. 0°C/s-10°C/s，冷卻終止溫度不 高于300°C。
[0009] 進一步：板坯再加熱過程包括加熱段和均熱段，板坯移動速度為10-20分鐘/厘 米，均熱段時間為30-60分鐘。
[0010] 進一步：ACC冷卻過程中，采用頭部遮蔽、尾部遮蔽遮蔽和邊部遮擋，頭部遮蔽 0-2. 0m，尾部遮蔽0-2. 5m，邊部遮擋0-2. 0m，控制鋼板返紅后整體溫度差彡50 °C。
[0011] 進一步：連鑄過程中，控制鋼水過熱度15-50°C，采用的連鑄機為直弧形連鑄機， 使用低碳高錳合金鋼保護渣，中包使用堿性空心顆粒無碳覆蓋劑；保持恒速澆注，澆注速度 為0. 8-1. 2m/min;鑄坯低倍檢驗結(jié)果滿足C類中心偏析彡3. 0級，中間裂紋彡1. 5級，中心 疏松彡1. 〇級。
[0012] 進一步：冶煉過程中，鐵水經(jīng)過預(yù)處理進行深脫硫，然后進行轉(zhuǎn)爐冶煉，鐵水和 廢鋼總裝入量為230± 15噸/爐，其中廢鋼加入量為30~60噸，鐵水溫度為1250~ 1350Γ，采用單渣工藝冶煉，采用硅鋁鐵、低碳錳鐵和硅鐵脫氧合金化，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制 在1620-1660°C，出鋼過程鋼包進行底吹氬操作；鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后進行LF爐外精煉，對 鋼水配Si、Mn、Nb、Ti、Cr、Mo合金；RH精煉進行真空脫氣，真空脫氣的真空度為0. 20~ 0. 30KPa，深真空時間> 15min，鋼水中各類夾雜物不高于1. 0級，總夾雜物不高于3. 0級。
[0013]進一步：板坯化學(xué)成分按照重量百分比計，包括：C0. 10-0. 19 %、Si 0· 25-0. 45%、Μη1· 00-1. 80%、P彡 0· 015%，S彡 0· 005%、Als0· 020-0. 035%、Nb 0.030-0. 050%、Ti0.010-0. 020%、Cr0.15-0. 50%、Mo0.10-0. 50%，余量為Fe和不可 避免的雜質(zhì)。
[0014] 進一步：成品鋼板厚度規(guī)格為50mm-100mm。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括：
[0016] 1、通過采用合理的成分設(shè)計，適度添加提高淬透性元素，提升鋼質(zhì)潔凈度，創(chuàng)新熱 處理調(diào)質(zhì)工藝，提升了厚規(guī)格高強鋼板的低溫韌性。
[0017] 本發(fā)明的突出優(yōu)點是通過嚴(yán)格控制鋼水純凈度和采用新型的熱處理回火工藝，大 大提升了厚規(guī)格高強鋼板的低溫沖擊韌性。經(jīng)實際生產(chǎn)并檢驗，其力學(xué)性能優(yōu)異，各實施例 的鋼板的低溫沖擊韌性優(yōu)良，-20°C低溫沖擊功大于100J，-40°C低溫沖擊韌性大于80J。
[0018] 2、本發(fā)明成品鋼板厚度為50mm-100mm，鋼種為Q690D和Q890D;鋼板采用低合金設(shè) 計，節(jié)省制造成本，并可以保證鋼板具有良好的焊接性能。
[0019] 3、通過控制鋼中有害元素和夾雜物，鋼質(zhì)純凈，進而提升鋼板的綜合性能。
[0020] 4、鋼板回火后進行控制冷卻，通過控制鋼板的冷速和終冷溫度有效抑制了鋼板的 第二類回火脆性，提升鋼板韌性。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明中Q690D鋼板的金相組織圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明中Q890D鋼板的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面參考具體實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)說明。
[0024] 提升厚規(guī)格高強鋼板沖擊韌性的生產(chǎn)方法，包括：冶煉一連鑄一板坯再加熱一除 鱗一粗乳一精乳一冷卻一熱矯直一剪切一調(diào)質(zhì)（泮火+回火）一取樣、檢驗一成品入庫。
[0025] 步驟1:冶煉；
[0026] 鐵水需經(jīng)過預(yù)處理進行深脫硫，然后進行轉(zhuǎn)爐冶煉。鐵水和廢鋼總裝入量為 230±15噸/爐，其中廢鋼加入量為30~60噸，鐵水溫度為1250~1350°C。
[0027] 采用單渣工藝冶煉，采用硅鋁鐵、低碳錳鐵和硅鐵脫氧合金化，錳回收率按95% 計算，鋁線收得率按55~70 %計算，出鋼擋渣，保證一次拉碳成功，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制在 1620-1660°C。出鋼過程鋼包要進行底吹氬操作。
[0028] 鋼水經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后進行LF爐（鋼包精煉爐）外精煉，本工序要求轉(zhuǎn)爐出鋼后，鋼 包內(nèi)鋼水溫度大于1500°C，該階段對鋼水配Si、Mn、Nb、Ti、Cr、Mo等合金，確保合金命中目 標(biāo)，金屬錳鐵收得率按99 %計算，鈮鐵收得率按100 %計算，硅增加0. 01 %硅鐵加入量不小 于25kg，鉻增加0. 01 %鉻鐵加入量不小于30kg，鉬增加0. 01 %鉬鐵加入量不小于40kg;鈦 鐵收得率較低，且極易氧化，在處理后期加入，根據(jù)鋼水量、鈦鐵品位來調(diào)整合金加入量。
[0029]RH精煉（全稱為RH真空循環(huán)脫氣精煉法）工序主要進行真空脫氣，在保證鋼水溫 度穩(wěn)定的前提下大幅降低氫、氧、氮等氣體含量，減小有害氣體對鋼水純凈度的不利影響， RH處理階段原則上不加或少加合金。真空脫氣的真空度為0. 20~0. 30KPa，深真空時間> 15min。要求鋼中各類夾雜物不高于1. 0級，總夾雜物不高于3. 0級。
[0030] 步驟2 :連鑄；
[0031] 冶煉成功的鋼水送到鑄機進行連鑄，控制鋼水過熱度15_50°C。
[0032] 連鑄機為直弧形連鑄機，詳細(xì)工藝及參數(shù)控制如下：使用低碳高錳合金鋼保護渣， 保護渣要保持干燥；中包使用堿性空心顆粒無碳覆蓋劑；保持恒速澆注，澆注速度控制在 0. 8-1. 2m/min;做好保護澆注，謹(jǐn)防鋼水二次氧化和吸氣增氮；鑄坯低倍檢驗