一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板及其生产工艺，其组分及重量百分含量为：C：0.15-0.18，Si：0.15-0.40，Mn,1.30-1.60，P：≤0.025，S：≤0.007，Al：0.020-0.045，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明采用合理的碳、锰、硫元素，全程控铝，采用VD真空处理和全程保护浇注技术，用150mm厚的板坯，在3500mm炉卷轧机上采用全纵轧模式，合理控制二阶段轧制过程参数，保证变形渗透率，并采用中间冷却工艺及轧后控冷工艺，细化组织晶粒，提高产品韧性，稳定厚规格钢板的综合机械性能；生产流程短，过程参数易于控制，适用于40~60mm热轧交货Q345E钢板的生产。
【专利说明】一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板及其生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶金【技术领域】，具体涉及一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板及其生产工艺。【背景技术】
[0002]Q345低合金高强度钢板是GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》标准中强度级别最低的一种，其微合金元素少、生产成本低，但其焊接性能非常好，是一种性价比最高、使用量最大的钢材产品，其广泛应用于强度级别要求一般的钢结构件。随着冶金技术及设备大型化的不断发展，用户对Q345低合金高强度钢板的规格及质量等级要求越来越高，如厚度4(T60mm、宽度3000mm、_40°C低温冲击要求的宽钢板。
[0003]国内生产企业为保证高韧性超宽厚钢板Q345E的性能要求，一般采用18(T300mm的厚板坯，且在钢板成分设计中一般添加Nb、Ti，甚至贵重金属Ni，或采用正火工艺对轧后钢板再进行热处理，以降低钢的冷脆转变温度，保证钢在低温环境下的使用性能，特别是韧性指标，这种生产工艺导致过程工序复杂、生产成本较高。
【发明内容】
[0004]由鉴于此，本发明提供了一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板及其生产工艺，成本低、过程简单、易于控制。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板，其组分及重量百分含量为:c:0.15-0.18，Si:0.15-0.40，Mn, 1.30-1.60，P ≤ 0.025，S ≤ 0.007，Al:0.020-0.045，其余为 Fe 和不
可避免的杂质。
[0006]一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板的生产工艺，包括如下步骤:
步骤一，炼钢，采用氧气顶底复吹转炉冶炼成钢水，采用铝铁、硅锰合金进行脱氧合金
化；
步骤二，采用LF精炼，全程控铝，保证氧含量不大于50ppm ;采用VD真空处理，保证真空处理时间不低于20min，保证氢含量不大于2ppm ;连铸在超宽板坯连铸机上进行，板坯厚度150_，宽度1600-3250_，采用全程保护浇注，防止钢水的二次污染；
步骤三，加热及轧制，板坯入炉温度≤ 150°C，加热炉均热段温度为118(Tl270°C ;在炉卷轧机上采用二阶段全纵轧轧制，轧制9道次或11道次；第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，采用高温大压下轧制模式，开轧温度1010~1100°C，轧制2~3道次，中间坯厚度9(Tl20mm，保证第二阶段累计压下率≥ 45% ;第一阶段结束后，利用ACC冷却装置进行中间冷却；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度83(T890°C，终轧温度74(T830°C ;轧制钢板规格:厚40~60mm，宽 1600~3250mm ；
步骤四，轧后采用ACC控冷工艺，冷却速度范围2~10°C /s，上下集管水比控制在1:1.5~1:3.5范围，钢板返红温度为64(T750°C，即可得到Q345E超宽厚钢板。[0007]作为优选，所述步骤三中，在炉卷轧机上采用二阶段全纵轧轧制，第一、三道次同时采用立辊对边部进行修整，避免钢板边部出现边角裂缺陷。
[0008]作为优选，所述步骤三中，轧制钢板的长度为600(Tl8000mm。
[0009]作为优选，所述步骤三中的炉卷轧机为宽板轧机。
[0010]本发明的有益效果为:
1、钢的化学成分合理的碳、锰、硫元素，同时采用控铝工艺，既保证成本不增加，同时保证了良好的钢水洁净度、铸坯质量以及最终钢材性能；工艺采用真空处理，保证了较低的气体含量，这样稳定提高了厚规格钢板产品的韧性指标及探伤性能。
[0011]2、全程控铝，采用VD真空处理和全程保护浇注技术，可用150mm厚的板坯，在3500mm炉卷轧机上采用全纵轧模式，合理控制二阶段轧制过程参数，保证变形渗透率，并采用中间冷却工艺及轧后控冷工艺，细化组织晶粒，提高产品韧性，稳定厚规格钢板的综合机械性能；生产流程短，过程参数易于控制，适用于4(T60mm热轧交货Q345E钢板的生产。
[0012]3、在现代宽板炉卷轧机上，用150mm板坯采用大压下量的控制手段，用较小的轧制道次，实现二阶段轧制工艺，通过确保第一阶段最后一道次的压下量、确保二阶段的开轧温度和总的压下率、确保终轧温度等手段，得到较小的原奥氏体晶粒，降低钢板的低温脆性转变温度，提高钢板的冲击韧性。
[0013]4、满足厚度规格为4(T60mm、宽度规格为160(T3250mm、长度规格为600(Tl8000mm，高强度低合金钢板Q345E的技术要求，_40°C低温冲击韧性值平均大于34J，钢板具有很好的焊接性能。
[0014]5、生产工序简单，易于操作和控制；未添加过多的微合金元素，生产成本较低。
[0015]6、本发明已经在3450mm炉卷轧机上进行了实践，效果显著，满足了用户对超宽厚Q345E钢板的技术要求，经济效益明显。
【具体实施方式】
[0016]以下结合若干较佳实施例对本发明的技术方案进一步详细说明，但不限于此。
[0017]实施例1:
该钢由以下组分组成(％，wt，熔炼分析)为:C:0.18，Si:0.26，Mn:1.37，P:0.025，S:(0.002，Al:0.035，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0018]I)炼钢，采用氧气顶底复吹转炉冶炼成钢水，采用铝铁、硅锰合金进行脱氧合金化；
2)精炼，采用LF精炼，全程控铝，保证氧含量不大于50ppm;采用VD真空处理，保证真空处理时间不低于20min，保证氢含量不大于2ppm ;连铸在超宽板坯连铸机上进行，板坯厚度150_，宽度3250_，采用全程保护浇注，防止钢水的二次污染；
3)加热及轧制，板坯入炉温度120°C，加热炉均热段温度为1250°C;在现代宽板坯炉卷轧机上采用二阶段全纵轧轧制，轧制11道次，其中第一、三道次同时采用立辊对边部进行修整，避免钢板边部出现边角裂缺陷；第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，采用高温大压下轧制模式，开轧温度1100°C，轧制3道次，中间坯厚度92mm，第二阶段累计压下率为56% ;第一阶段结束后，利用ACC冷却装置进行中间冷却；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度880°C，终轧温度780°C ;轧制钢板规格:厚40mm，宽3250mm ；4)轧后采用ACC控冷工艺，冷却速度为6°C /s，上下集管水比为1:2.0，钢板返红温度为680°C，钢板经冷床冷却后再经精整处理后可直接交货。此工艺过程可得到40X 3250X 12000mm的Q345E超宽厚钢板，其力学性能指标如下:
【权利要求】
1.一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板，其特征在于:其组分及重量百分含量为:C:0.15-0.18, Si:0.15-0.40, Mn, 1.30-1.60, P S 0.025, S S 0.007, Al:0.020-0.045，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板的生产工艺，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一，炼钢，采用氧气顶底复吹转炉冶炼成钢水，采用铝铁、硅锰合金进行脱氧合金化； 步骤二，采用LF精炼，全程控铝，保证氧含量不大于50ppm ;采用VD真空处理，保证真空处理时间不低于20min，保证氢含量不大于2ppm ;连铸在超宽板坯连铸机上进行，板坯厚度150_，宽度1600-3250_，采用全程保护浇注，防止钢水的二次污染； 步骤三，加热及轧制，板坯入炉温度< 150°C，加热炉均热段温度为118(Tl270°C ;在炉卷轧机上采用二阶段全纵轧轧制，轧制9道次或11道次；第一阶段在奥氏体再结晶区轧制，采用高温大压下轧制模式，开轧温度1010-1100℃，轧制2~3道次，中间坯厚度9(Tl20mm，保证第二阶段累计压下率> 45% ;第一阶段结束后，利用ACC冷却装置进行中间冷却；第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制，开轧温度83(T890°C，终轧温度74(T830°C ;轧制钢板规格:厚40~60mm,宽 1600~3250mm ； 步骤四，轧后采用ACC控冷工艺，冷却速度范围2~1(TC /s，上下集管水比控制在1:1.5~1:3.5范围，钢板返红温度为64(T750°C，即可得到Q345E超宽厚钢板。
3.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板的生产工艺，其特征在于:所述步骤三中，在炉卷轧机上采用二阶段全纵轧轧制，第一、三道次同时采用立辊对边部进行修整，避免钢板边部出现边角裂缺陷。
4.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板的生产工艺，其特征在于:所述步骤三中，轧制钢板的长度为600(Tl8000mm。
5.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机高韧性低合金超宽厚钢板的生产工艺，其特征在于所述步骤三中的炉卷轧机为宽板轧机。
【文档编号】B22D11/18GK103540836SQ201310371921
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】徐筱芗, 李子林, 黄重, 崔全新, 陈尹泽, 孙广辉, 夏至升 申请人:安阳钢铁股份有限公司