一种复合特厚板坯及其生产方法与流程

本发明涉及特种钢板加工技术领域，更为具体地说，涉及一种复合特厚板坯，以及一种复合特厚板坯的生产方法，旨在轧制生产更大厚度、具有更优性能的特厚板。

背景技术：

特厚板在海洋平台、船舶舰艇、大型建筑、压力容器、核电军工等方面具有广泛的应用，近年来随着技术的发展及工业装备的大型化对钢铁特厚板的需求日趋增加，同时对特厚板的厚度和性能也提出了更高的要求。特厚板的生产技术是一个国家钢铁工业水平的重要标志，近年来特厚板也是钢铁产业发展政策中鼓励生产的产品。

连铸坯热轧法，是目前生产特厚板的主要方法，采用厚度为200～400mm的连铸坯料生产特厚板；生产一般要求的特厚板，要求连铸坯的压缩比η＞3，生产重要用途产品时，要求连铸坯的压缩比η＞5；因此该方案很难满足100mm以上特厚板的生产需求。

中国专利cn101927336a、“一种大型特厚板坯及其生产方法”，提出了一种复合特厚板坯料的生产方法：特厚板坯由2块或2块以上的连铸坯和其之间浇注的钢水凝固复合层所构成；其生产方法以2块或2块以上的连铸坯及其侧边连续进给的两条金属薄带构成金属型模腔，向模腔内浇注同钢种或异钢种钢水，实现金属型模腔的垂直充填。该方案虽然能生产复合特厚板坯料，但存在生产设备复杂、操作难度大，且中部为浇铸金属液，存在一定铸造缺陷，需要的热轧加工量较大。

中国专利cn102009332a、“一种叠轧焊工艺生产特厚板的方法”，提出了一种叠轧焊工艺生产特厚板的方法，其主要步骤是：连铸坯的切取，坯块表面的清理，同尺寸的坯块对正叠置，紧固后结合面四周的焊接，结合间隙的真空处理，密封以及最终热轧。该方案流程较长，生产周期长，同时热轧总压下率在40％～70％、压缩比在1.7～3.3，无法满足需要大压缩比的重要用图产品。

可见，发明一种低压缩比、性能更好的复合板坯，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种复合特厚板坯，以及该复合特厚板坯的生产方法，有效克服了现有生产工艺中设备复杂、周期长，特别是无法满足大压缩比用途需求的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的一种复合特厚板坯，包括：热轧厚板和加热板坯，所述热轧厚板与所述加热板坯通过热轧复合到一起，所述加热板坯厚度是所述热轧厚板厚度的2～5倍，所述热轧厚板长度是所述加热板坯长度的1.5～6倍，所述热轧厚板比所述加热板坯宽10mm～100mm。

其中，在复合前，需要对热轧厚板和加热板坯进行表面处理：对热轧厚板和加热板坯的复合面，通过喷丸、喷砂处理或砂带打磨等工艺对复合面进行表面处理，除去复合面表面的氧化铁皮。当对复合面的要求比较高时，也可采用酸洗工艺去除复合面的氧化铁皮。加热的板坯出炉后仍需去除表面的氧化皮。

进一步地，该复合特厚板坯包括：一块热轧厚板和一块加热板坯，所述热轧厚板与所述加热板坯之间涂敷有一层铝热剂或/和一层除渣剂，所述热轧厚板和所述加热板坯通过所述铝热剂或/和所述除渣剂热轧复合到一起。

为了使热轧厚板能与加热板坯更好的复合、同时也防止表面处理后至热轧过程中热轧厚板表面的再次氧化，对表面处理后的热轧厚板表面要粘结覆盖一层含有铝热剂和除渣剂的涂层，防止热轧过程中连铸坯表面的氧化，该涂层的性能能够保证在热轧时熔化或分解，形成低熔点的渣系，迅速上浮，随保护渣排除。该涂层含有铝热剂，具有自蔓延反应特征，反应时在加热厚板表面形成高温，有利于加热厚板与热轧板坯更好的复合。一般铝热剂自蔓延反应的燃烧波速度可达到1～150mm/s，反应绝热温度可达到2000～4000℃。通过控制涂层的成分配比，控制自蔓延反应的速度，同时通过除渣剂的辅助阻断铝热剂的自蔓延性，确保热轧时热轧厚板与加热板坯的顺利复合，同时减少复合面中的夹杂物。

进一步地，该复合特厚板坯包括：二块热轧厚板和一块加热板坯，一块所述加热板坯设置在二块所述热轧厚板之间，所述热轧厚板与所述加热板坯之间涂敷有一层铝热剂或/和一层除渣剂，一块所述加热板坯与二块所述热轧厚板通过热轧复合到一起。

进一步地，该复合特厚板坯包括：多块热轧厚板和多块加热板坯，所述热轧厚板的数量比所述加热板坯多一块，多块所述热轧厚板与多块所述加热板坯交替设置，相邻的所述加热板坯与所述热轧厚板之间涂敷有一层铝热剂或/和一层除渣剂，多块所述加热板坯与多块所述热轧厚板通过热轧复合到一起。

进一步地，所述加热板坯在复合前对复合面进行机械打磨，去除表面氧化层。

进一步地，多块所述热轧厚板的材质相同或者不同。

进一步地，所述热轧厚板与所述加热板坯的材质相同或者不同。

本发明提供的一种复合特厚板坯的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：

(一)、准备预订数量和尺寸的热轧厚板和加热板坯，对所述加热板坯的复合面进行机械打磨，去除表面氧化层。

(二)、在所述加热板坯的复合面上涂敷上一层铝热剂或/和一层除渣剂，涂敷上所述铝热剂或/和所述除渣剂时，所述加热板坯的温度等于或者低于200℃。

(三)、使用高压气体对所述热轧厚板和所述加热板坯的复合面进行吹扫，然后将所述热轧厚板和所述加热板坯通过热轧复合到一起。

将表面处理后的热轧厚板与加热板坯吊至辊道上的复合区，按复合顺序将热轧厚板与加热板坯依次叠放好，加热板坯需放置在热轧厚板长、宽的中心位置，使其在长度方向上互相平行，以提高产品成材率。

热轧采用低速大压下量轧制，加热板坯的压下量需≥40％，以确保顺利复合及特厚板坯的性能。加热板坯在炉内加热到1000～1250℃，复合板坯开轧时加热板坯温度不低于700℃。热轧轧制时应通过控制喷淋、增加吹扫等方法避免冷却润滑液和杂质进入复合界面。

其中，采用该方法在板坯上复合热轧厚板，对复合表面的氧化铁皮去除要求并不高，只要把表面较厚的fe3o4去除即可，即使氧化铁皮内层的feo有少许残留，也会在下面所述的铝热剂发生反应时，生成物被除渣剂(含硼酸等)吹出结合区，不会残留于钢坯内部影响钢坯质量。

采用该方法进行复合，对热轧厚板及加热板坯的平直度具有较高要求，生产时需选用平直度较好的热轧厚板及加热板坯，必要时可对热轧厚板及加热板坯进行预矫直处理。

进一步地，热轧复合时，所述加热板坯的温度等于或者高于700℃，并采用低速大压下量轧制。

进一步地，热轧复合时，所述加热板坯的压下率等于或者大于40％，压缩比等于或者大于1.5。

本发明提供的复合特厚板坯及其生产方法的有益效果：

可降低复合特厚板坯的压缩比要求。与现有轧制工艺相比，本发明中复合钢坯的热轧厚板与加热板坯存在较大温差，变形主要在加热板坯上产生，改善了中部区域金相组织，因而可以降低对轧制压缩比的要求。

获得更好质量的特厚板坯。本发明中组成复合钢坯的热轧厚板可根据需要选择合适材质及性能的产品，可选范围广，热轧时主要是加热板坯发生变形，可获得更大压缩比，获得更好的组织性能。

可制备具有特殊性能的复合特厚板。本发明中复合板坯的热轧厚板可选用不同材质、具有特殊性能的材料，与加热板坯复合从而得到具有特殊性能的复合特厚板。

附图说明

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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的复合特厚板坯中一块热轧厚板和一块加热板坯复合的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的复合特厚板坯中二块热轧厚板和一块加热板坯复合的结构示意图。

其中：

1-热轧厚板，2-加热板坯。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种复合特厚板坯，适用于海洋平台、船舶舰艇、大型建筑、压力容器、核电军工等方面，具有更大厚度、更优性能的特点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一

参考附图1和图2，该图示出了本发明实施例提供的复合特厚板坯的基本结构。

本实施例提供的一种复合特厚板坯，该复合特厚板坯包括：热轧厚板1和加热板坯2，热轧厚板1与加热板坯2通过热轧复合到一起，加热板坯2厚度是热轧厚板1厚度的2～5倍，热轧厚板1长度是加热板坯2长度的1.5～6倍，热轧厚板1比加热板坯2宽10mm～100mm。

作为优选的实施方式，该复合特厚板坯包括：一块热轧厚板1和一块加热板坯2，热轧厚板1与加热板坯2之间涂敷有一层铝热剂3或/和一层除渣剂4，热轧厚板1和加热板坯2通过铝热剂3或/和除渣剂4热轧复合到一起。

其中，加热板坯2在复合前对复合面进行机械打磨，去除表面氧化层。热轧厚板1与加热板坯2的材质相同或者不同。

实施例二

参考附图2，该图示出了本发明实施例提供的复合特厚板坯的基本结构。

本实施例提供的一种复合特厚板坯，该复合特厚板坯包括：二块热轧厚板1和一块加热板坯2，一块加热板坯2设置在二块热轧厚板1之间，热轧厚板1与加热板坯2之间涂敷有一层铝热剂3或/和一层除渣剂4，一块加热板坯2与二块热轧厚板1通过热轧复合到一起。

其中，二块热轧厚板1和一块加热板坯2通过热轧复合到一起，加热板坯2厚度是热轧厚板1厚度的2～5倍，热轧厚板1长度是加热板坯2长度的1.5～6倍，热轧厚板1比加热板坯2宽10mm～100mm。加热板坯2在复合前对复合面进行机械打磨，去除表面氧化层。热轧厚板1与加热板坯2的材质相同或者不同。

实施例三

本实施例提供的一种复合特厚板坯，该复合特厚板坯包括：多块热轧厚板1和多块加热板坯2，热轧厚板1的数量比加热板坯2多一块，多块热轧厚板1与多块加热板坯2交替设置，相邻的加热板坯2与热轧厚板1之间涂敷有一层铝热剂3或/和一层除渣剂4，多块加热板坯2与多块热轧厚板1通过热轧复合到一起。

其中，多块热轧厚板1和多块加热板坯2通过热轧复合到一起，加热板坯2厚度是热轧厚板1厚度的2～5倍，热轧厚板1长度是加热板坯2长度的1.5～6倍，热轧厚板1比加热板坯2宽10mm～100mm。加热板坯2在复合前对复合面进行机械打磨，去除表面氧化层。热轧厚板1与加热板坯2的材质相同或者不同。多块热轧厚板1的材质相同或者不同。

实施例四

本实施例提供的一种复合特厚板坯的生产方法，该生产方法包括以下步骤：

(一)、准备预订数量和尺寸的热轧厚板1和加热板坯2，对加热板坯2的复合面进行机械打磨，去除表面氧化层。

(二)、在加热板坯2的复合面上涂敷上一层铝热剂3或/和一层除渣剂4，涂敷上铝热剂3或/和除渣剂4时，加热板坯2的温度等于或者低于200℃。

(三)、使用高压气体对热轧厚板1和加热板坯2的复合面进行吹扫，然后将热轧厚板1和加热板坯2通过热轧复合到一起。

其中，热轧复合时，加热板坯2的温度等于或者高于700℃，并采用低速大压下量轧制；热轧复合时，加热板坯2的压下率等于或者大于40％，压缩比等于或者大于1.5。

实施例五

本实施例提供一种采用普通q345连铸坯生产100mm的复合特厚板坯。

选用一块由连铸坯轧制的50mm×2100mm×6000mm热轧厚板，该连铸坯厚度300mm，要求板面平直度较好，使用喷丸、喷砂设备去除热轧厚板待复合面上的氧化皮，然后用压缩空气吹净表面；再在处理过的表面上涂敷一层铝热剂和除渣剂；将处理好的热轧厚板吊到复合区，待复合面朝上。将300mm×2000mm×1000mm的连铸坯加热到1200℃保温3h后出炉形成加热板坯，用机械敲击及高压气吹扫去除加热板坯表面氧化皮后将加热板坯叠放到热轧厚板的正中心，确保加热板坯与热轧厚板长度方向上相互平行。复合后的加热板坯与热轧厚板立即送入热轧机进行轧制，采用慢速大压下量轧制；轧制时控制喷淋及吹扫，避免冷却液进入复合区，每道次轧制前对复合区进行吹扫。分道次轧制至100mm厚度，水冷至650℃后空冷至室温；切边精整后得到特厚板成品。

实施例六

本实施例提供一种采用普通q345连铸坯与不锈钢热轧厚板生产200mm的复合特厚板坯。

选用两块由连铸坯轧制的50mm×2100mm×6000mm304不锈钢板热轧厚板，连铸坯厚度300mm，要求板面平直度较好，使用喷丸、喷砂设备去除热轧厚板待复合面上的氧化皮，然后用压缩空气吹净表面；再在处理过的表面上涂敷一层铝热剂和除渣剂；将处理好的热轧厚板吊到复合区，将1块板待复合面朝上置于底层。将400mm×2000mm×3000mm的连铸坯加热到1200℃保温3h后出炉形成加热板坯，用机械敲击及高压气吹扫去除表面氧化皮后将加热板坯叠放到底层热轧厚板的正中心，再将另一块不锈钢的热轧厚板的待复合面朝下平行叠放在加热板坯上，确保加热板坯与热轧厚板三层在长度方向上相互平行，三层的中心尽量做到相互重叠。复合后的三层加热板坯与热轧厚板立即送入热轧机进行轧制，采用慢速大压下量轧制；轧制时控制喷淋及吹扫，避免冷却液进入复合区，每道次轧制前对复合区进行吹扫。分道次轧制至200mm厚度，水冷至650℃后空冷至室温；切边精整后得到复合特厚板坯成品。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。