一种F级特厚钢板的制备方法专利检索-生铁的加工处理例如精炼熟铁或钢的冶炼熔融态下铁类合金的处理专利检索查询-专利查询网

一种F级特厚钢板的制备方法
申请号	CN202210872732.4	申请日	2022-07-21	公开(公告)号	CN115323140B	公开(公告)日	2024-03-19
申请人	首钢京唐钢铁联合有限责任公司; 首钢集团有限公司;			发明人	魏运飞; 徐海卫; 康永林; 谢翠红; 王东柱; 沈开照; 狄国标; 王根矶; 刘洋; 韩承良; 游力杰; 马国金; 刘金刚; 张学峰; 邹扬; 王小勇; 黄乐庆; 路士平; 王凯凯; 周德光;
摘要	本发明特别涉及一种F级特厚钢板的制备方法，属于钢材制备领域。一种F级特厚钢板的制备方法，包括于冶炼阶段控制P和S为预设含量，得到钢水；将钢水经真空脱气，得到脱气钢水；将脱气钢水经连铸，采用动态轻压下和凝固末端重压下，得到钢坯；将钢坯经堆冷、加热、轧制、缓冷及正火，得到F级特厚钢板。其通过控制P和S为预设含量，有效控制中心偏析；通过真空脱气处理有效控制钢中氢含量；通过动态轻压下与凝固末端重压下的操作，有效提高钢坯的内部质量；利用加热和轧制，有效改善钢板的内部缺陷；通过堆冷和缓冷释放钢中氢，进一步改善内部质量；通过上述各项操作的共同作用，保证了特厚钢板成品的Z向性能，保证其质量等级能够达到F级。
权利要求	1.一种F级特厚钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：于冶炼阶段控制P和S为预设含量，得到钢水；将所述钢水经真空脱气，得到脱气钢水；将所述脱气钢水经连铸，采用动态轻压下和凝固末端重压下，得到钢坯；将所述钢坯经堆冷、加热、轧制、缓冷及正火，得到所述F级特厚钢板；所述钢水的化学成分以质量百分比计包括： C:0.10‑0.15%，Si:0.2‑0.5%，Mn:1.3‑1.55%，Ni:0.25‑0.4%，P:≤0.01%，S:≤0.002%，Alt:0.02‑0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述正火的温度为880‑900℃，所述正火的保温时间为1.7‑2.5min/mm；所述动态轻压下的压下量为2.5‑7.5mm；所述凝固末端重压下的压下量为15‑25mm，所述凝固末端重压下的圧下力为100‑1400t；所述堆冷的时间为96‑120h；所述加热的温度为1180‑1205℃，所述加热的时间≥400min；所述轧制包括粗轧和精轧，所述粗轧的开轧温度为1150‑1190℃，所述粗轧的终点厚度为15‑20mm，所述粗轧的末3道次的压下量均为40‑49mm，所述粗轧的末3道次的压下率均为 15‑25%，所述粗轧的咬入速度为1.0‑1.5m/s；所述精轧的开轧温度为840‑880℃，所述精轧后水冷温度为820‑860℃，所述水冷后返红温度为500‑570℃；所述特厚钢板的力学性能满足Q355NFZ35标准的要求。 2.根据权利要求1所述的F级特厚钢板的制备方法，其特征在于，所述真空脱气的深真空时间≥18min，所述真空脱气的终点H≤1.2ppm。 3.根据权利要求1所述的F级特厚钢板的制备方法，其特征在于，所述缓冷的温度≥450℃，所述缓冷的时间≥96h。
说明书全文	一种F级特厚钢板的制备方法技术领域 [0001] 本发明属于钢材制备领域，特别涉及一种F级特厚钢板的制备方法。背景技术 [0002] 利用连铸坯生产高韧性特厚板受压缩比影响，一直是中厚板技术领域的难点。连铸坯因心部集中了疏松缩孔、偏析等缺陷，生产特厚板难以焊合缺陷，钢板的力学性能和探伤质量很难满足要求。但相比较铸锭生产特厚板，连铸坯生产成材率高、能耗小、生产周期短，一直是钢铁技术领域追求的方向，但现有的利用连铸坯生产高韧性特厚钢板的生产方法无法保证钢板成品的Z向性能。发明内容 [0003] 本申请的目的在于提供一种F级特厚钢板的制备方法，以解决现有的特厚钢板制备方法无法保证钢板成品Z向性能的技术问题。 [0004] 本发明实施例提供了一种F级特厚钢板的制备方法，包括如下步骤： [0005] 于冶炼阶段控制P和S为预设含量，得到钢水； [0006] 将所述钢水经真空脱气，得到脱气钢水； [0007] 将所述脱气钢水经连铸，采用动态轻压下和凝固末端重压下，得到钢坯； [0008] 将所述钢坯经堆冷、加热、轧制、缓冷及正火，得到所述F级特厚钢板。 [0009] 可选的，以质量百分比计，所述预设含量为P:≤0.01％，S:≤0.002％。 [0010] 可选的，所述钢水的化学成分以质量百分比计包括：C:0.10‑0.15％，Si:0.2‑0.5％，Mn:1.3‑1.55％，Ni:0.25‑0.4％，P:≤0.01％，S:≤0.002％，Alt:0.02‑0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0011] 可选的，所述真空脱气的深真空时间≥18min，所述真空脱气的终点H≤1.2ppm。 [0012] 可选的，所述动态轻压下的压下量为2.5‑7.5mm；所述凝固末端重压下的压下量为15‑25mm，所述凝固末端重压下的圧下力为100‑1400t。 [0013] 可选的，所述堆冷的时间为96‑120h。 [0014] 可选的，所述加热的温度为1180‑1205℃，所述加热的时间≥400min。 [0015] 可选的，所述轧制包括粗轧和精轧，所述粗轧的开轧温度为1150‑1190℃，所述粗轧的终点厚度为15‑20mm，所述粗轧的末3道次的压下量均为40‑49mm，所述粗轧的末3道次的压下率均为15‑25％，所述粗轧的咬入速度为1.0‑1.5m/s；所述精轧的开轧温度为840‑880℃，所述精轧后水冷温度为820‑860℃，所述水冷后返红温度为500‑570℃。 [0016] 可选的，所述缓冷的温度≥450℃，所述缓冷的时间≥96h。 [0017] 可选的，所述正火的温度为880‑900℃，所述正火的保温时间为1.7‑2.5min/mm。 [0018] 本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点： [0019] 本发明实施例提供的F级特厚钢板的制备方法，通过控制P和S为预设含量，有效控制中心偏析；通过真空脱气处理有效控制钢中氢含量；通过动态轻压下与凝固末端重压下的操作，有效提高钢坯的内部质量；利用加热和轧制，有效改善钢板的内部缺陷；通过堆冷和缓冷释放钢中氢，进一步改善内部质量；通过上述各项操作的共同作用，保证了特厚钢板成品的Z向性能，保证其质量等级能够达到F级。 [0020] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 [0022] 图1是本发明实施例提供的方法的流程图。具体实施方式 [0023] 下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。 [0024] 在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。例如，室温可以是指10～35℃区间内的温度。 [0025] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。 [0026] 本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下： [0027] 根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种F级特厚钢板的制备方法，包括如下步骤： [0028] S1、于冶炼阶段控制P和S为预设含量，得到钢水。 [0029] S2、将所述钢水经真空脱气，得到脱气钢水。 [0030] S3、将所述脱气钢水经连铸，采用动态轻压下和凝固末端重压下，得到钢坯。 [0031] S4、将所述钢坯经堆冷、加热、轧制、缓冷及正火，得到所述F级特厚钢板。 [0032] 上述F级特厚钢板的制备方法，通过控制P和S为预设含量，有效控制中心偏析；通过真空脱气处理有效控制钢中氢含量；通过动态轻压下与凝固末端重压下的操作，有效提高钢坯的内部质量；利用加热和轧制，有效改善钢板的内部缺陷；通过堆冷和缓冷释放钢中氢，进一步改善内部质量；通过上述各项操作的共同作用，保证了特厚钢板成品的Z向性能，保证其质量等级能够达到F级。 [0033] 作为一种可选的实施方式，以质量百分比计，所述预设含量为P:≤0.01％，S:≤0.002％。 [0034] 控制P含量的原因在于：大于0.01％会导致氢致裂纹的出现，影响内部质量。 [0035] 控制S含量的原因在于：大于0.002％会导致MnS等夹杂物的过度析出，形成缺陷，造成钢板探伤不合格。 [0036] 作为一种可选的实施方式，所述钢水的化学成分以质量百分比计包括： [0037] C:0.10‑0.15％，Si:0.2‑0.5％，Mn:1.3‑1.55％，Ni:0.25‑0.4％，P:≤0.01％，S:≤0.002％，Alt:0.02‑0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0038] 上述元素的作用及含量控制的原因分别在于： [0039] C：本申请中作用是提高材料强度，小于0.10会导致强度不足，大于0.15会降低韧性，标准要求≤0.16％，内控上限按0.15％。 [0040] Si：主要作为炼钢时的还原剂和脱氧剂使用，有一定的固溶强化作用，同时Si元素易偏析于晶粒边界，助长晶间裂纹的产生，另外Si含量偏高时，焊缝及热影响区硬度无法控制，因此本申请中Si含量设定为0.2‑0.5％。 [0041] Mn：标准要求0.9‑1.65％，本申请中作用是提高材料强度的同时，通过细化晶粒提高韧性。小于1.3会导致强度不足，内控上限按1.55％。 [0042] Ni：在钢中主要起固溶强化作用，同时可以提高韧性，但Ni含量太高会显著增加成本，应限制使用，本申请Ni含量控制范围为0.25‑0.40％。 [0043] Alt：主要用来脱氧和有细化晶粒，本专利Al含量控制在0.02‑0.04％。 [0044] 作为一种可选的实施方式，所述真空脱气的深真空时间≥18min，所述真空脱气的终点H≤1.2ppm。 [0045] 控制真空脱气的深真空时间的原因在于：小于18min会导致H含量过高，易产生氢致裂纹。 [0046] 控制终点H的原因在于：大于1.2ppm会导致氢致裂纹。 [0047] 作为一种可选的实施方式，所述动态轻压下的压下量为2.5‑7.5mm；所述凝固末端重压下的压下量为15‑25mm，所述凝固末端重压下的圧下力为100‑1400t。 [0048] 采用动态轻压下配合凝固末端重压下的原因在于：效果为减少铸坯芯部中心疏松等缺陷。 [0049] 控制动态轻压下的压下量的原因在于：该压下量对芯部缺陷改善明显。 [0050] 控制凝固末端重压下的压下量的原因在于：保证芯部的有效变形。 [0051] 控制凝固末端重压下的压下力的原因在于：保证足够压下量。 [0052] 作为一种可选的实施方式，所述堆冷的时间为96‑120h。 [0053] 控制堆冷的时间的原因在于：充分扩氢。 [0054] 作为一种可选的实施方式，所述加热的温度为1180‑1205℃，所述加热的时间≥400min。 [0055] 控制加热的温度和时间的原因在于：保证铸坯烧透，为粗轧大压下量创造条件，同时能降低轧制力和力矩。 [0056] 作为一种可选的实施方式，所述轧制包括粗轧和精轧，所述粗轧的开轧温度为1150‑1190℃，所述粗轧的终点厚度为15‑20mm，所述粗轧的末3道次的压下量均为40‑49mm，所述粗轧的末3道次的压下率均为15‑25％，所述粗轧的咬入速度为1.0‑1.5m/s；所述精轧的开轧温度为840‑880℃，所述精轧后水冷温度为820‑860℃，所述水冷后返红温度为500‑ 570℃。 [0057] 控制粗轧开轧温度的原因在于：高了原奥氏体晶粒大，降低了材料的韧性；低了轧制力过大，扭矩过大，损害设备。 [0058] 控制粗轧末3道次压下了量的原因在于：采用高渗透性轧制，末3道次采用大压下有利于芯部有效变形。 [0059] 控制粗轧压入速度的原因在于：低速大压下更易于轧制变形的传导。 [0060] 控制精轧开轧温度的原因在于：控制在未再结晶区轧制，通过铁素体晶粒细化提高强度和改善韧性。 [0061] 控制精轧水冷温度的原因在于：避免出现粗大的铁素体和珠光体组织。 [0062] 控制返红温度的原因在于：避免出现粗大的铁素体和珠光体组织。 [0063] 作为一种可选的实施方式，所述缓冷的温度≥450℃，所述缓冷的时间≥96h。 [0064] 控制缓冷温度和时间的原因在于：温度高更有利于扩氢。 [0065] 作为一种可选的实施方式，所述正火的温度为880‑900℃，所述正火的保温时间为1.7‑2.5min/mm。 [0066] 控制正火温度和保温时间的原因在于：正火有利于细化晶粒，改善韧性。 [0067] 下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请进行详细说明。 [0068] 实施例1 [0069] 本实施例提供了一种F级特厚钢板的制备方法，包括如下步骤： [0070] S1、于冶炼阶段控制P和S含量，得到钢水。 [0071] 其中：钢水的化学成分以质量百分比计包括： [0072] C:0.12％，Si:0.25％，Mn:1.55％，Ni:0.35％，P:0.004％，S:0.0005％，Alt:0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0073] S2、将钢水经真空脱气，得到脱气钢水。 [0074] 其中：真空脱气的深真空时间为18min，真空脱气的终点H为1.16ppm。 [0075] S3、将脱气钢水经连铸，采用动态轻压下和凝固末端重压下，得到钢坯。 [0076] 其中：动态轻压下的压下量为7.5mm；凝固末端重压下的压下量为20mm，凝固末端重压下的圧下力为1105t。 [0077] S4、将钢坯经堆冷、加热、轧制、缓冷及正火，得到F级特厚钢板。 [0078] 其中： [0079] 堆冷的时间为112h； [0080] 加热的温度为1192℃，加热的时间为405min，均热时间320min； [0081] 粗轧的开轧温度为1180℃，粗轧的终点厚度为20mm，粗轧的末3道次的压下量均为45.56mm、48.53mm、48.6mm，粗轧的末3道次的压下率均为15‑25％，粗轧的咬入速度为1.2m/s；精轧的开轧温度为869℃，轧制参数见下表： [0082] [0083] [0084] 精轧后水冷温度为858℃，采用ACC+UFC联动水冷，水冷后返红温度为560℃； [0085] 缓冷的温度为535℃，缓冷的时间为100h； [0086] 正火的温度为890℃，正火的保温时间为2min/mm。 [0087] 实施例2 [0088] 本实施例提供了一种F级特厚钢板的制备方法，包括如下步骤： [0089] S1、于冶炼阶段控制P和S含量，得到钢水。 [0090] 其中：钢水的化学成分以质量百分比计包括： [0091] C:0.15％，Si:0.25％，Mn:1.5％，Ni:0.27％，P:0.005％，S:0.0005％，Alt:0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。 [0092] S2、将钢水经真空脱气，得到脱气钢水。 [0093] 其中：真空脱气的深真空时间为18min，真空脱气的终点H为0.94ppm。 [0094] S3、将脱气钢水经连铸，采用动态轻压下和凝固末端重压下，得到钢坯。 [0095] 其中：动态轻压下的压下量为7.5mm；凝固末端重压下的压下量为20mm，凝固末端重压下的圧下力为1084t。 [0096] S4、将钢坯经堆冷、加热、轧制、缓冷及正火，得到F级特厚钢板。 [0097] 其中： [0098] 堆冷的时间为107h； [0099] 加热的温度为1202℃，加热的时间为430min，均热时间301min； [0100] 粗轧的开轧温度为1190℃，粗轧的终点厚度为20mm，粗轧的末3道次的压下量均为40‑49mm，粗轧的末3道次的压下率均为15‑25％，粗轧的咬入速度为1.2m/s；精轧的开轧温度为860℃，轧制参数见下表： [0101] [0102] [0103] 精轧后水冷温度为850℃，采用ACC+UFC联动水冷，水冷后返红温度为530℃； [0104] 缓冷的温度为505℃，缓冷的时间为99h； [0105] 正火的温度为890℃，正火的保温时间为2min/mm。 [0106] 对比例1 [0107] 专利号：ZL201710510123.3提供了一种热轧态特厚钢板的制备方法。化学成分：C：0.15％～0.18％,Si：0.3～0.5％,Mn：1.4％～1.55％,P≤0.02％,S≤0.004％,Alt：0.02～ 0.04％。该成分与本申请对比，未添加Ni,P的控制要求偏低。 [0108] S2、将钢水经真空脱气，得到脱气钢水。其中：真空脱气的深真空时间为15min。 [0109] S3、将脱气钢水经连铸，采用动态轻压下，得到钢坯。其中：动态轻压下的压下量为3mm； [0110] S4、将钢坯经堆冷、加热、轧制、钢板堆冷，得到B级特厚钢板。 [0111] 其中： [0112] 堆冷的时间为100h； [0113] 加热的温度为1198℃，加热的时间为368min； [0114] 粗轧的开轧温度为1174℃，粗轧的终点厚度为20mm，粗轧最大压下率均为14％，粗轧的咬入速度为1.1m/s；精轧的开轧温度为880℃，轧制参数见下表： [0115] [0116] 精轧后水冷温度为835℃，采用ACC水冷，水冷后返红温度为705℃； [0117] 钢板堆冷的温度为467℃，堆冷的时间为78h。 [0118] 对比例2 [0119] 专利号：ZL20110437337.5提供了一种160mmQ345B特厚钢板的制备方法。该方法：真空脱气的终点H≤1.2ppm；动态轻压下的压下量为2.5‑7.5mm；钢坯加热的温度为1198℃，加热的时间为365min；轧制单道次最大压下量36.94mm，单道次最大压下率15.5％。控温厚度180mm，钢板堆冷的温度为488℃，堆冷的时间为48h。 [0120] 实验例1 [0121] 对实施例1‑2和对比例1‑2提供的制备方法得到的特厚钢板产品的力学性能进行检测，具体结果见下表。 [0122] [0123] 从上表可知，本申请实施例1‑2的制备方法制备得到的特厚钢板成品的力学性能明显优于对比例1‑2的特厚钢板成品的力学性能，并且本申请实施例1‑2的制备方法制备得到的特厚钢板的力学性能能够满足Q355NFZ35标准的要求。 [0124] 实验例2 [0125] 对实施例1‑2和对比例1‑2提供的制备方法制备得到的特厚钢板的探伤情况进行统计，具体结果见下表。 [0126] [0127] 由上表可知，本申请实施例1‑2的制备方法制备得到的特厚钢板的探伤情况符合GB/T2970‑2016探伤标准，探伤级别为I级。而对比例1的制备方法制备得到的特厚钢板的探伤结果与本申请相当；对比例2情况不理想，仅满足国标III级。 [0128] 最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 [0129] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。 [0130] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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