一种高品质厚规格钢板的生产方法与流程

本发明涉及钢铁材料技术领域，特别涉及一种高品质厚规格钢板的生产方法。

背景技术：

随着钢铁生产技术的进步，以tmcp态为交货的状态的钢板以其较好的可焊性以及综合性能逐渐取代了以正火为交货状态的钢板。而针对大厚度钢板，tmcp态心部的强韧性匹配以及整个厚度方向的性能均匀性成为其生产工艺的难点。传统工艺旨在强调钢板在再结晶区轧制对奥氏体晶粒细化作用，采用适当的控温厚度进行未再结晶区轧制，并辅以适当的水冷工艺来保障钢板的性能。但随着钢板厚度的增大及对钢板强韧性的性能要求的提高，上述工艺路线难以满足设备大型化对钢板的性能要求。

同时，现有技术中采用连铸坯生产高品质厚规格钢板，但其连铸坯厚度≤360mm，且轧制工艺中均采用两阶段轧制工艺，在中间坯较厚时其待温时间较长，严重影响轧制节奏及生产效率。

技术实现要素：

本发明提供一种高品质厚规格钢板的生产方法，解决现有技术中连铸坯生产厚规格，高强韧性钢板的轧制节奏和效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高品质厚规格钢板的生产方法，在轧制工序中，将未再结晶区轧制分为高温轧制工序和低温轧制工序；

所述高温轧制工序包括：

精轧一阶段，采用低速大压下工艺，开轧温度为900～930℃，要求累计压下率≥15％，且最大单道次压下率≥12％；

所述低温轧制工序包括：

精轧二阶段，采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为780～820℃，终轧温度760～780℃；

轧后机后放钢，快速入水冷却。

进一步地，在未再结晶区轧制之前，所述生产方法还包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理；

连铸：连铸坯型，厚度350～400mm，压缩比＞3.3，宽度1800～2400mm，展宽比1～1.7，纵轧道次累计压下量≥200mm；

加热制度：将钢坯加热至1150～1180℃，总在炉时间为0.9t～1.3tmin，均热段在炉时间≥0.15tmin，其中t为钢坯厚度；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1080～1130℃，要求累计压下率≥40％，且最大单道次压下率≥15％。

进一步地，在未再结晶区轧制之前，所述生产方法还包括：

水冷及堆冷工艺：开冷温度为750～790℃，终冷温度340～490℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

进一步地，所述生产方法具体包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：连铸坯厚度为400mm，压缩比为5.7，连铸坯宽度2000mm，展宽比1.2，纵轧道次累计压下量263mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为390min，出钢温度为1176℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率57.5％，最大单道次压下率15.7％，一次待温厚度为170mm；

精轧一阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为910℃，累计压下率为19.0％，最大单道次压下率16.3％，二次待温厚度为94mm；

精轧二阶段：采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为797℃，终轧温度767℃，轧制目标厚度70mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为755℃，终冷温度484℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度7.0℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

进一步地，所述生产方法具体包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：厚度为400mm，压缩比为4.44，宽度2400mm，展宽比1.17；纵轧道次累计压下量253mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为390min，出钢温度为1178℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率50％，最大单道次压下率17.0％，一次待温厚度为200mm；

精轧一阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为890℃，累计压下率为18.7％，最大单道次压下率11.5％，二次待温厚度为125mm；

精轧二阶段：采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为820℃，终轧温度783℃，轧至目标厚度90mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为775℃，终冷温度384℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度5.5℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

进一步地，所述生产方法具体包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：厚度为400mm，压缩比为3.33；宽度2400mm，无展宽；纵轧道次累计压下量280mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为398min，出钢温度为1176℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率45％，最大单道次压下率16.9％，一次待温厚度为220mm；

精轧一阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为890℃，累计压下率为15％，最大单道次压下率14.2％，二次待温厚度为160mm；

精轧二阶段：采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为800℃，终轧温度775℃，轧至目标厚度120mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为765℃，终冷温度345℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度4.0℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

进一步地，钢坯的成分质量百分比为：

c：0.050％，si：0.25％，mn：1.50，p≤0.012％，s≤0.005，cu：0.02％，ni：0.50％，cr：0.04，mo：0.14％，nb：0.02，ti：0.015，余量为fe及其它杂质。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的高品质厚规格钢板的生产方法，通过将未再结晶区轧制，也就是精轧，分为高温轧制和低温轧制，在厚规格产品上，达到保持甚至提升后规格板材的截面低温冲击韧性的同时提升轧制效率；具体来说，精轧第一阶段开轧温度设置为相对较高的未再结晶区温度：900～930℃，并采用低速大压下策略进一步促进变形向心部渗透以及微合金化元素碳氮化物的析出，促进变形向心部的渗透有利于心部组织原奥氏体积累更大的畸变能；同时微合金化元素碳氮化物的析出能够成为轧后水冷过程中组织转变的形核质点，促进组织的针状铁素体转变；精轧第二阶段开轧温度设定为ar3温度以上50℃范围：780～820℃内进行，避免两相区轧制，进一步增加过冷奥氏体的畸变能，促进过冷奥氏体组织转变细化作用；轧后采用ufc+acc联动的水冷工艺抑制返红，进一步避免钢板厚度截面方向的温度的差异带来的性能差异。从而整体上采用粗轧，精轧一段和精轧二段形成多阶段轧制工艺，生产的钢板晶粒更细，且微合金化元素析出物尺寸更加细小弥散；使得全截面低温冲击韧性较传统两阶段轧制工艺有较大的提升；另一方面，采用多阶段轧制工艺，使得即便在板厚较厚的情况下，待温时间也大幅降低，轧制时间较传统两阶段轧制工艺缩短15％以上，且钢板越厚其提升效果越明显。

附图说明

图1为本发明提供的高品质厚规格钢板的生产方法原理示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种高品质厚规格钢板的生产方法，解决现有技术中连铸坯生产厚规格，高强韧性钢板的轧制节奏和效率低的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，一种高品质厚规格钢板的生产方法，在轧制工序中，将未再结晶区轧制分为高温轧制工序和低温轧制工序；

所述高温轧制工序包括：

精轧一阶段，采用低速大压下工艺，开轧温度为900～930℃，要求累计压下率≥15％，且最大单道次压下率≥12％；

所述低温轧制工序包括：

精轧二阶段，采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为780～820℃，终轧温度760～780℃；

轧后机后放钢，快速入水冷却。

本发明的工艺指导原则如下：由控轧理论可知，再结晶区对原奥氏体晶粒细化是有一定的极限，其极限约为20um，同时由于变形的渗透作用，心部难以发生较为理想的再结晶过程而起到晶粒的细化的效果；在未再结晶阶段较大的累计变形量，可以增加过冷奥氏体的畸变能，进一步促进转变后晶粒的细化效果，同时在未再结晶区轧制时，其轧制温度为微合金化元素的碳氮化物的析出温度，在该温度下进行较大的变形可以诱导微合金化元素的析出，析出物增加了组织转变时的非均匀形核质点，进一步促进了针状铁素体的含量，同时细化目标组织的晶粒尺寸。因此，在增加未再结晶区的累计压下量有利于提高钢板的性能，但增加未再结晶区的钢板的压下量意味着大的待温厚度，传统两阶段轧制下钢板的待温时间较长，而采用多阶段精轧的工艺可较好的兼顾上述问题。

进一步地，在未再结晶区轧制之前，所述生产方法还包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理；

连铸：连铸坯型，厚度350～400mm，压缩比＞3.3，宽度1800～2400mm，展宽比1～1.7，纵轧道次累计压下量≥200mm；

加热制度：将钢坯加热至1150～1180℃，总在炉时间为0.9t～1.3tmin，均热段在炉时间≥0.15tmin，其中t为钢坯厚度；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1080～1130℃，要求累计压下率≥40％，且最大单道次压下率≥15％。

水冷及堆冷工艺：开冷温度为750～790℃，终冷温度340～490℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

下面将通过三个实施例和对比实施例加以说明。其中采用的钢坯的成分质量百分比为：

c：0.050％，si：0.25％，mn：1.50，p≤0.012％，s≤0.005，cu：0.02％，ni：0.50％，cr：0.04，mo：0.14％，nb：0.02，ti：0.015，余量为fe及其它杂质。

实施例一

所述生产方法具体包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：连铸坯厚度为400mm，压缩比为5.7，连铸坯宽度2000mm，展宽比1.2，纵轧道次累计压下量263mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为390min，出钢温度为1176℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率57.5％，最大单道次压下率15.7％，一次待温厚度为170mm；

精轧一阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为910℃，累计压下率为19.0％，最大单道次压下率16.3％，二次待温厚度为94mm；

精轧二阶段：采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为797℃，终轧温度767℃，轧制目标厚度70mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为755℃，终冷温度484℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度7.0℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

对比实施例

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼；lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：连铸坯厚度为400mm，压缩比为5.7；连铸坯宽度2000mm，展宽比1.2；纵轧道次累计压下量263mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为390min，出钢温度为1176℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率57.5％，最大单道次压下率15.7％，一次待温厚度为170mm；

精轧阶段：钢板开轧温度为807℃，终轧温度781℃，轧制目标厚度70mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为771℃，终冷温度491℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度7.0℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

实施例一轧制时间为15min48s，对比实施例轧制实施例时间为19min24s，采用多阶段轧制工艺效率提高18.5％。同时对钢板进行性能检验如下表1所示。多阶段轧制工艺在-40℃钢板的1/4及1/2位置冲击功均值提高100j，止裂性能无塑性转变温度降低10℃。

表1实施例一和对比实施例70mm钢板性能

实施例二

所述生产方法具体包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：厚度为400mm，压缩比为4.44，宽度2400mm，展宽比1.17；纵轧道次累计压下量253mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为390min，出钢温度为1178℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率50％，最大单道次压下率17.0％，一次待温厚度为200mm；

精轧一阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为890℃，累计压下率为18.7％，最大单道次压下率11.5％，二次待温厚度为125mm；

精轧二阶段：采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为820℃，终轧温度783℃，轧至目标厚度90mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为775℃，终冷温度384℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度5.5℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

对本实施例的钢板进行力学性能检测，力学性能如下表2所示。

表290mm钢板力学性能

实施例三

所述生产方法具体包括：

冶炼：采用转炉冶炼，顶吹或顶底复合吹炼，lf炉和rh炉真空处理，降低o,h等有害气体以及s的含量；

连铸：厚度为400mm，压缩比为3.33；宽度2400mm，无展宽；纵轧道次累计压下量280mm；

加热制度：将钢坯加热至1180℃，总在炉时间为398min，出钢温度为1176℃；

粗轧阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为1120℃，累计压下率45％，最大单道次压下率16.9％，一次待温厚度为220mm；

精轧一阶段：采用低速大压下工艺，开轧温度为890℃，累计压下率为15％，最大单道次压下率14.2％，二次待温厚度为160mm；

精轧二阶段：采用低温大压下工艺，钢板开轧温度为800℃，终轧温度775℃，轧至目标厚度120mm，轧后机后放钢，快速入水；

水冷工艺：开冷温度为765℃，终冷温度345℃，水冷采用ufc+acc联动水冷工艺，平均冷却速度4.0℃/s；

轧后钢板快速下线堆冷，保证其自回火以及探伤效果。

对本实施例的钢板进行力学性能检测，力学性能如表3所示。

表3120mm钢板力学性能

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的高品质厚规格钢板的生产方法，通过将未再结晶区轧制，也就是精轧，分为高温轧制和低温轧制，在厚规格产品上，达到保持甚至提升后规格板材的截面低温冲击韧性的同时提升轧制效率；具体来说，精轧第一阶段开轧温度设置为相对较高的未再结晶区温度：900～930℃，并采用低速大压下策略进一步促进变形向心部渗透以及微合金化元素碳氮化物的析出，促进变形向心部的渗透有利于心部组织原奥氏体积累更大的畸变能；同时微合金化元素碳氮化物的析出能够成为轧后水冷过程中组织转变的形核质点，促进组织的针状铁素体转变；精轧第二阶段开轧温度设定为ar3温度以上50℃范围：780～820℃内进行，避免两相区轧制，进一步增加过冷奥氏体的畸变能，促进过冷奥氏体组织转变细化作用；轧后采用ufc+acc联动的水冷工艺抑制返红，进一步避免钢板厚度截面方向的温度的差异带来的性能差异。从而整体上采用粗轧，精轧一段和精轧二段形成多阶段轧制工艺，生产的钢板晶粒更细，且微合金化元素析出物尺寸更加细小弥散；使得全截面低温冲击韧性较传统两阶段轧制工艺有较大的提升；另一方面，采用多阶段轧制工艺，使得即便在板厚较厚的情况下，待温时间也大幅降低，轧制时间较传统两阶段轧制工艺缩短15％以上，且钢板越厚其提升效果越明显。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。