一种粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法与流程

本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法。

背景技术：

特厚板心部是整个钢板性能最差的部分，钢板中心区域存在严重的宏观偏析、疏松和组织粗大等缺陷。通常，增加钢板心部区域轧制力和形变渗透可以压合钢板心部微裂纹、疏松并细化中心组织。采用增加铸坯尺寸可以显著提高压缩比，增加心部变形能力，但是受制于装备水平，唐钢中厚板公司最大铸机断面厚度为280mm，单纯依靠提高铸坯尺寸的方法改善心部质量的方法潜力有限。因此，寻求新的技术手段在当前装备水平的状况下提高钢板心部质量显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法。本发明采用初轧阶段温度梯度轧制技术工艺，使轧制力和变形有效的向钢板心部渗透从而改善中心组织，该方法得到的钢板心部组织明显细化且心部力学性能明显提升。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法，所述生产方法包括加热工序、粗轧工序、精轧工序、即时冷却工序和超快冷工序；所述特厚板化学成分及其质量分数如下：c：0.14～0.16%，mn：1.40～1.57%，si：0.21～0.30%，als：0.25～0.31%，p≤0.015%，s≤0.010%，nb：0.030～0.036%，ti：0.015～0.019%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

本发明所述粗轧工序采用温度梯度轧制工艺。

本发明所述即时冷却工序，粗轧纵轧前三道次采用即时冷却工艺，使用6400mm宽度即时冷却装置，冷却水量1000l/min，全部开启8组冷却水，使得轧件心部和表面产生203～297℃温差，满足温度梯度轧制工艺要求。

本发明所述加热工序：铸坯加热炉完全烧透，加热温度1140～1180℃。

本发明所述粗轧工序：粗轧阶段纵轧前三道次单道次压下率为10.3～14.8%。

本发明所述精轧工序：精轧开轧中间坯厚度145mm；精轧的二次开轧温度≤860℃，精轧的终轧温度为800～820℃。

本发明所述超快冷工序：钢板经超快冷冷却后，表面返红温度为640～660℃。

本发明基于成分设计并结合即时冷却和超快冷技术生产100mm厚规格钢板。通过粗轧纵轧前三道次中间坯即时冷却使得中间坯心部和表面产生203～297℃温差，依靠此温度梯度实现粗轧阶段温度梯度轧制工艺，粗轧前三纵轧阶段单道次压下率为10.3～14.8%。使得轧制力和形变能够有效的向心部渗透，从而改善钢板的心部质量。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法采用粗轧机后即时冷却装置，装置冷却区域长度6400mm，冷却水量1000l/min，在粗轧纵轧前三道次对轧件进行往复式冷却，全部开启8组冷却水，使得轧件表面和心部产生203~297℃温差后送入粗轧机进行温度梯度轧制，粗轧阶段纵轧前三单道次压下率为10.3～14.8%，以达到轧制力和形变有效渗透入轧件心部。为考证本方法的有效性，铸坯均采用280mm厚度坯型，精轧开轧中间坯厚度均为145mm，精轧采用相同的轧制规程，精轧完成后经超快冷区域采用相同的冷却参数。本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法采用即时冷却温度梯度轧制工艺可生产出厚度100mm特厚板，钢板侧面由双鼓型变成单鼓型，表明轧制力和形变有效的向钢板心部渗透，钢板心部组织明显细化且心部力学性能明显提升。因此，本方法具有成本低、工艺稳定和性能优异等特点。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明成分设计结合即时冷却和超快冷技术生产100mm厚规格钢板，钢板侧面由双鼓型转变成单鼓型得到显著改善，钢板心部组织明显细化且心部性能明显提升。本方法具有成本低、工艺稳定和性能优异等特点。

附图说明

图1为实施例1心部金相组织图；

图2为实施例2心部金相组织图；

图3为实施例3心部金相组织图；

图4为实施例4钢板边鼓形状图；

图5为实施例4心部金相组织图；

图6为实施例5钢板边鼓形状图；

图7为实施例5心部金相组织图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明，下述实施例中的性能检测采用全厚度横向拉伸，钢板心部组织采用光学显微照片，涉及温度梯度轧制效果钢板边鼓采用数码照片。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法包括加热工序、粗轧工序、即时冷却工序、精轧工序和超快冷工序，具体为依次采用下述过程：转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热炉、高压除鳞、粗轧机、中间坯即时冷却、精轧机、预热矫直机、超快冷和热矫直机。所述中间坯即时冷却，全部开启8组冷却水，冷却水量1000l/min，后进粗轧机进行轧制。

实施例1

本厚规格钢板化学成分的质量百分含量为c：0.14%，mn：1.40%，si：0.21%，als：0.25%，p：0.015%，s：0.010%，nb：0.030%，ti：0.015%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法如下所述，包括加热工序、粗轧工序、即时冷却工序、精轧工序和超快冷工序。

1）加热工序：铸坯加热炉完全烧透，加热温度1140℃。

2）粗轧工序：粗轧工序采用温度梯度轧制工艺，粗轧阶段纵轧前三道次单道次压下率分别为13.5%、13.7%和14.1%。

3）即时冷却工序：粗轧纵轧前三道次采用即时冷却工艺，使用6400mm宽度即时冷却装置，冷却水量1000l/min，全部开启8组冷却水，粗轧纵轧前三道次，每道次在即时冷却区域冷却2来回，中间坯心部和表面温差131℃、137℃和141℃。

4）精轧工序：精轧中间坯厚度145mm，精轧的二次开轧温度849℃、终轧温度811℃。

5）超快冷工序：钢板经超快冷冷却后，表面返红温度为640℃。

本特厚板经检验，抗拉强度为568mpa，屈服强度376mpa，0℃冲击功95j，钢板心部金相组织如图1所示。

实施例2

本厚规格钢板化学成分的质量百分含量为c：0.16%，mn：1.57%，si：0.30%，als：0.31%，p：0.013%，s：0.007%，nb：0.036%，ti：0.019%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法如下所述，包括加热工序、粗轧工序、即时冷却工序、精轧工序和超快冷工序。

1）加热工序：铸坯加热炉完全烧透，加热温度1161℃。

2）粗轧工序：粗轧工序采用温度梯度轧制工艺，粗轧阶段纵轧前三道次单道次压下率分别为12.1%、12.7%和12.9%。

3）即时冷却工序：粗轧纵轧前三道次采用即时冷却工艺，使用6400mm宽度即时冷却装置，冷却水量1000l/min，全部开启8组冷却水，粗轧纵轧前三道次，每道次在即时冷却区域冷却3来回，中间坯心部和表面温差203℃、207℃和211℃。

4）精轧工序：精轧中间坯厚度145mm，精轧的二次开轧温度854℃、终轧温度803℃。

5）超快冷工序：钢板经超快冷冷却后，表面返红温度为653℃。

本特厚板经检验，抗拉强度为579mpa，屈服强度394mpa，0℃冲击功143j，钢板心部金相组织如图2所示。

实施例3

本厚规格钢板化学成分的质量百分含量为c：0.15%，mn：1.43%，si：0.23%，als：0.27%，p：0.014%，s：0.009%，nb：0.032%，ti：0.017%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法如下所述，包括加热工序、粗轧工序、即时冷却工序、精轧工序和超快冷工序。

1）加热工序：铸坯加热炉完全烧透，加热温度1180℃。

2）粗轧工序：粗轧工序采用温度梯度轧制工艺，粗轧阶段纵轧前三道次单道次压下率分别为10.3%、10.8%和11.4%。

3）即时冷却工序：粗轧纵轧前三道次采用即时冷却工艺，使用6400mm宽度即时冷却装置，冷却水量1000l/min，全部开启8组冷却水，粗轧纵轧前三道次，每道次在即时冷却区域冷却4来回，中间坯心部和表面温差257℃、263℃和265℃。

4）精轧工序：精轧中间坯厚度145mm，精轧的二次开轧温度851℃、终轧温度800℃；

5）超快冷工序：钢板经超快冷冷却后，表面返红温度为645℃。

本特厚板经检验，抗拉强度为594mpa，屈服强度411mpa，0℃冲击功151j，钢板心部金相组织如图3所示。

实施例4

本厚规格钢板化学成分的质量百分含量为c：0.16%，mn：1.51%，si：0.28%，als：0.30%，p：0.012%，s：0.008%，nb：0.034%，ti：0.018%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法如下所述，包括加热工序、粗轧工序、即时冷却工序、精轧工序和超快冷工序。

1）加热工序：铸坯加热炉完全烧透，加热温度1149℃。

2）粗轧工序：粗轧工序采用温度梯度轧制工艺，粗轧阶段纵轧前三道次单道次压下率分别为14.3%、14.5%和14.8%。

3）即时冷却工序：粗轧纵轧前三道次采用即时冷却工艺，使用6400mm宽度即时冷却装置，冷却水量1000l/min，全部开启8组冷却水，粗轧纵轧前三道次，每道次在即时冷却区域冷却5来回，中间坯心部和表面温差287℃、293℃和297℃。

4）精轧工序：精轧中间坯厚度145mm，精轧的二次开轧温度860℃、终轧温度820℃；

5）超快冷工序：钢板经超快冷冷却后，表面返红温度为660℃。

钢板边鼓形状如图4所示，心部金相组织如图5所示。

本特厚板经检验，抗拉强度为607mpa，屈服强度431mpa，20℃冲击功156j。

对比例1

本厚规格钢板化学成分的质量百分含量为c：0.16%，mn：1.56%，si：0.29%，als：0.29%，p：0.011%，s：0.007%，nb：0.035%，ti：0.017%，其余为fe和不可避免的杂质元素。

本粗轧阶段提高低合金特厚板心部质量的方法如下所述，包括加热工序、粗轧工序、即时冷却工序、精轧工序和超快冷工序。

1）加热工序：铸坯加热炉完全烧透，加热温度1149℃。

2）粗轧工序：粗轧工序采用温度梯度轧制工艺，粗轧纵轧前三道次单道次压下率分别为13.9%、14.2%和14.7%。

3）即时冷却工序：粗轧不采用即时冷却工艺。

4）精轧工序：精轧中间坯厚度145mm，精轧的二次开轧温度850℃、终轧温度815℃；

5）超快冷工序：钢板经超快冷冷却后，表面返红温度为652℃。

钢板边鼓形状如图6所示，心部金相组织如图7所示。

本特厚板经检验，心部位置抗拉强度为553mpa，屈服强度357mpa，20℃冲击功73j。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。