CN102127707A - 强度高、低温韧性高的特厚钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用控轧工艺生产高强度、高低温韧性特厚钢板的方法，具体提供了一种用250～300mm厚的连铸坯生产厚规格40mm～100mm高强度、高低温韧性热轧钢板的工艺，钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.10～0.20％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.015％、P≤0.015％、Nb：0.010％～0.050％、Ni：0.25％～0.50％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质。本发明产品化学成份设计合理，生产工艺简单，通过合理的控轧工艺，生产高强度(抗拉强度＞490MPa)、高低温韧性(-40℃冲击功＞100J)、特厚(最大厚度可达100mm)的优质热轧钢板。
Description
技术领域
本发明属于炼钢领域，涉及一种生产强度高、低温韧性高的特厚钢板的方法，尤其涉及一种采用控轧工艺生产高强度、高低温韧性特厚钢板的方法。
背景技术
高强度、高韧性使钢板性能发展的方向，尤其一些特殊设备或地域使用的钢材都希望拥有高强度和高的低温韧性，但对厚度规格较大的钢板来说，同时具有高强度和较高的低温韧性是非常困难的，很多厂家都采取轧后热处理的方法来生产厚度规格较大的高强度、高低温韧性的钢板，这样一来，不但增加了生产成本，而且还消耗了更多的能源。所以，研究如何通过简单的工艺生产高强度、高低温韧性的钢板不但可以降低生产成本，同时也更加低碳环保，适合未来产品发展方向。
CN101418417A公开了一种宽厚规格高强度船板钢及其生产工艺(申请号200810235729.1)，其钢的化学成分的重量百分比为：C：0.04％-0.16％、Si：≤0.25％、Mn：1.20％-1.60％、P：≤0.025％、S：≤0.025％、Nb：0.020％～0.050％、Ni：≤0.40％、Ti：≤0.02％、AL：0.020％～0.060％、N：≤0.012％，通过适当的控轧控冷工艺，生产高强度船板钢。该项发明添采用的是控轧控冷工艺，轧后需要进行水冷，对厚度较大(40mm以上)的钢板来说，采用水冷将会遇到由于表面与心部得冷速不同，获得的组织不同，从而导致钢板表面于心部的性能存在差异，将影响钢板的使用，且未提供采用该工艺生产产品的实际厚度及性能。
CN101701326A公开了一种厚规格高强、高韧船板钢及其生产方法(申请号200910213353.9)，该发明通过控轧控冷+正火的生产工艺，生产高强度船板钢。该项发明添采用的是控轧控冷+正火的工艺，轧后钢板需要进行正火处理，两火成材，能耗高，工艺较复杂。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种采用控轧工艺生产高强度、高低温韧性特厚钢板及其生产方法。本发明产品化学成份设计合理，生产工艺控制简单，生产效率高，产品质量、性能稳定。
本发明的钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.10～0.20％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.015％、P≤0.015％、Nb：0.010％～0.050％、Ni：0.25％～0.50％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质。其产品为厚度在40～100mm之间，宽1500mm～4150mm的热轧钢板。本发明的成分及生产工艺简单，通过合理的控轧工艺，生产高强度(抗拉强度＞490MPa)、高低温韧性(-40℃冲击功＞100J)、特厚(最大厚度可达100mm)的优质热轧钢板。
发明详述
本发明提供一种强度高、低温韧性高的特厚钢板，其特征是，钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.10～0.20％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.015％、P≤0.015％、Nb：0.010％～0.050％、Ni：0.25％～0.50％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质，产品厚度在40～100mm之间，宽1500mm～4150mm的热轧钢板。
优选的，钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.12～0.16％、Si：0.30～0.35％、Mn：1.30～1.40％、S≤0.010％、P≤0.010％、Nb：0.030％～0.040％、Ni：0.30％～0.40％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质。
本发明还提供所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，过程包括成分设计、冶炼、连铸、加热、粗轧、精轧，其特点是钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.10～0.20％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.015％、P≤0.015％、Nb：0.010％～0.050％、Ni：0.25％～0.50％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质，产品厚度在40～100mm之间，宽1500mm～4150mm的热轧钢板；将250～300mm厚连铸坯加热控制在1140℃～1250℃之间，加热时间300～500Min，出炉温度控制在1120℃～1220℃之间；粗轧末道次温度为1060～1160℃之间，粗轧采用4-7道次轧制，粗轧后中间坯厚度120～180mm；精轧开轧温度在780～900℃之间，终轧温度在750～870℃范围内，精轧采用4～7道次轧制。
本发明没有详述的冶炼、连铸步骤均采用现有技术。
优选的，粗轧采用四辊可逆轧机进行往返4～7道次轧制，开轧温度在1100℃～1210℃之间，粗轧抛钢时的温度为1060℃～1160℃(粗轧末道次温度)之间，粗轧最后3道次的单道次压下率不小于15％。
优选的，产品厚度在40～60mm之间时，优选中间坯厚度为110～130mm；产品厚度在60～80mm之间时，优选中间坯厚度为130～150mm；产品厚度在80～90mm之间时，优选中间坯厚度为150～170mm mm；产品厚度在90～100mm之间时，优选中间坯厚度为160～180mm。适当调节中间坯厚度，将奥氏体再结晶阶段和未再结晶阶段的压下进行合理分配，从而发挥控轧工艺的优点，得到晶粒细小，性能良好的厚规格钢板产品。
优选的，精轧采用控制轧制，确保开轧温度在780～900℃，终轧温度在750～870℃范围内。
有益效果
本发明方法使连铸坯加热控制在1140℃一1250℃之间，加热时间不少于300Min，为了钢种合金元素得到充分溶解和有效消除由化学成分偏析造成的带状组织。通过合理的控轧工艺，严格控制中间坯厚度及精轧阶段的温度，实现高强度、高低温韧性特厚优质热轧钢板的生产；使厚度规格在40mm～100mm之间，宽1500mm～4150mm的热轧钢板的力学性能为：屈服强度均达到390Mp以上，抗拉强度均超过500Mpa，延伸率大于20％，-40℃冲击功大于100J，冷弯合格。这种钢的生产工艺十分简单，一火成材，能耗少，生产成本低，容易组织生产。轧制出的钢板具有高强度，高低温韧性，高塑性、良好的焊接性能等优良的综合性能，特别适用于起重设备、矿山机械、电机、锅炉、石油、化工、造船、桥梁等行业及低温地区使用的设备或工程机械，具有很强的市场竞争力，能为企业带来巨大的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地说明，但不限于此。
实施例1：工业生产的EH36船板钢
转炉冶炼EH36船板钢，钢的化学成分的重量百分比为：C：0.16％、Si：0.36％、Mn：1.38％、S：0.002％、P：0.011％、Nb：0.033％、Ni：0.30％、Ti：0.018％，用常规连铸方法将钢浇铸成300mm厚的连铸板坯，板坯送至4300mm宽厚板轧机上进行轧制，对加热、轧制进行全流程控制。
热轧轧制工艺控制如下：
a、控制连铸板坯加热，加热控制在1200℃，加热时间340Min，出炉温度为1193℃；b、板坯在1170℃进行粗轧，粗轧采用6道次往返轧制，粗轧结束后钢温为1141℃。粗轧后中间坯厚度为150mm；d、精轧开轧温度为857℃；e、精轧采用6道次往返轧制；g、精轧结束温度为840℃；轧后采用空冷。
所得热轧钢板厚80mm，宽度2600mm；钢板的力学性能为：屈服强度：460MPa，抗拉强度：602MPa，延伸率：23.7％，冲击功(-40℃)：108J，冷弯性能合格。
实施例2：工业生产的EH36船板钢
转炉冶炼EH36船板钢，钢的化学成分的重量百分比为：C：0.15％、Si：0.33％、Mn：1.39％、S：0.002％、P：0.013％、Nb：0.036％、Ni：0.31％、Ti：0.012％，用常规连铸方法将钢浇铸成300mm厚的连铸板坯，板坯送至4300mm宽厚板轧机上进行轧制，对加热、轧制进行全流程控制。热轧轧制工艺控制如下：
热轧轧制工艺控制如下：
a、控制连铸板坯加热，加热控制在1200℃，加热时间335Min，出炉温度为1190℃；b、板坯在1170℃进行粗轧，粗轧采用6道次往返轧制，粗轧结束后钢温为1125℃。粗轧后中间坯厚度为120mm；d、精轧开轧温度为851℃；e、精轧采用6道次往返轧制；g、精轧结束温度为826℃；轧后采用空冷。
所得热轧钢板厚60mm，宽度2800mm；钢板的力学性能为：屈服强度：460MPa，抗拉强度：570MPa，延伸率：26.2％，冲击功(-40℃)：123J，冷弯性能合格。
实施例3：工业生产的EH36船板钢
转炉冶炼EH36船板钢，钢的化学成分的重量百分比为：C：0.15％、Si：0.34％、Mn：1.37％、S：0.002％、P：0.011％、Nb：0.035％、Ni：0.31％、Ti：0.014％，用常规连铸方法将钢浇铸成300mm厚的连铸板坯，板坯送至4300mm宽厚板轧机上进行轧制，对加热、轧制进行全流程控制。热轧轧制工艺控制如下：
热轧轧制工艺控制如下：
a、控制连铸板坯加热，加热控制在1185℃，加热时间320Min，出炉温度为1170℃；b、板坯在1140℃进行粗轧，粗轧采用6道次往返轧制，粗轧结束后钢温为1090℃。粗轧后中间坯厚度为120mm；d、精轧开轧温度为854℃；e、精轧采用6道次往返轧制；g、精轧结束温度为828℃；轧后采用空冷。
所得热轧钢板厚45mm，宽度3200mm；钢板的力学性能为：屈服强度：515MPa，抗拉强度：622MPa，延伸率：20.2％，冲击功(-40℃)：119J，冷弯性能合格。
实施例4：工业生产的EH36船板钢
转炉冶炼EH36船板钢，钢的化学成分的重量百分比为：C：0.14％、Si：0.34％、Mn：1.40％、S：0.002％、P：0.011％、Nb：0.027％、Ni：0.307％、Ti：0.011％，用常规连铸方法将钢浇铸成300mm厚的连铸板坯，板坯送至4300mm宽厚板轧机上进行轧制，对加热、轧制进行全流程控制。热轧轧制工艺控制如下：
热轧轧制工艺控制如下：
a、控制连铸板坯加热，加热控制在1202℃，加热时间334Min，出炉温度为1194℃；b、板坯在1140℃进行粗轧，粗轧采用5道次往返轧制，粗轧结束后钢温为1090℃。粗轧后中间坯厚度为160mm；d、精轧开轧温度为840℃；e、精轧采用4道次往返轧制；g、精轧结束温度为825℃；轧后采用空冷。
所得热轧钢板厚100mm，宽度2600mm；钢板的力学性能为：屈服强度：392MPa，抗拉强度：525MPa，延伸率：26.4％，冲击功(-40℃)：210J，冷弯性能合格。
Claims (8)
1.一种强度高、低温韧性高的特厚钢板，其特征是，钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.10～0.20％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.015％、P≤0.015％、Nb：0.010％～0.050％、Ni：0.25％～0.50％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质，产品厚度在40～100mm之间，宽1500mm～4150mm的热轧钢板。
2.如权利要求1所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板，其特征是，钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.12～0.16％、Si：0.30～0.35％、Mn：1.30～1.40％、S≤0.010％、P≤0.010％、Nb：0.030％～0.040％、Ni：0.30％～0.40％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质。
3.如权利要求1或2所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，包括成分设计、冶炼、连铸、加热、粗轧、精轧，其特点是钢的化学成分以重量百分比计为：C：0.10～0.20％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.20～1.60％、S≤0.015％、P≤0.015％、Nb：0.010％～0.050％、Ni：0.25％～0.50％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和微量杂质，产品厚度在40～100mm之间，宽1500mm～4150mm的热轧钢板；将250～300mm厚连铸坯加热控制在1140℃～1250℃之间，加热时间300～500Min，出炉温度控制在1120℃～1220℃之间；粗轧末道次温度为1060～1160℃之间，粗轧采用4-7道次轧制，粗轧后中间坯厚度120～180mm；精轧开轧温度在780～900℃之间，终轧温度在750～870℃范围内，精轧采用4～7道次轧制。
4.如权利要求3所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，其特征是，粗轧采用四辊可逆轧机进行往返4～7道次轧制，开轧温度在1100℃～1210℃之间，粗轧抛钢时的温度为1060℃～1160℃之间，粗轧最后3道次的单道次压下率不小于15％。
5.如权利要求3所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，其特征是，产品厚度在40～60mm之间，中间坯厚度为110～130mm。
6.如权利要求3所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，其特征是，产品厚度在60～80mm之间，中间坯厚度为130～150mm。
7.如权利要求3所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，其特征是，产品厚度在80～90mm之间，中间坯厚度为150～170mm mm。
8.如权利要求3所述的强度高、低温韧性高的特厚钢板的生产方法，其特征是，产品厚度在90～100mm之间，中间坯厚度为160～180mm。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINAN IRON AND STEEL CO LTD Free format text: FORMER OWNER: LAIWU IRON + STEEL GROUP CORP., LTD. Effective date: 20120323 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 271104 LAIWU, SHANDONG PROVINCE TO: 250101 JINAN, SHANDONG PROVINCE |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120323 Address after: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Applicant after: Jinan Iron and Steel Co., Ltd. Address before: Friendship Street 271104 Shandong province Laiwu City Gangcheng District No. 38 Applicant before: Laiwu Iron & Steel Group Corp., Ltd. |
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| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Applicant after: Shandong Iron & Steel Group Co., Ltd. Address before: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Applicant before: Jinan Iron and Steel Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JINAN IRON AND STEEL CO LTD TO: SHANDONG IRON AND STEEL CO., LTD. |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110720 |