专利名称：一种大厚度z向钢板的生产方法
技术领域：
本发明属钢冶炼技术领域，具体涉及一种大厚度Z向钢板的生产方法。
背景技术：
随着水电站建设的不断大型化，对使用的钢铁材料提出了更高的要求。目前，水电 核心部件，特别是座环等部件往往要求厚度达15(T200mm甚至300mm的钢板，除了有高的强 度和韧性外，Z向性能也要达到35的要求，而长期以来由于生产、技术设备的缺乏，致使该 类钢板完全依赖于锻造或从国外进口，在制造成本、周期方面严重制约了我国水电站建设 的发展，因此，开发大厚度要求Z向性能(Z35级)水电用高强度钢板已成为我国水电建设进 一步发展亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明目的在于提供一种大厚度Z向钢板的生产方法，制备得到 的钢板厚度为15(T300mm。为了实现本发明目的，本发明的技术方案在于采用了一种大厚度Z向钢板的生产 方法，包括以下步骤
1)冶炼将钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼并调整成分，钢水温度达到1630 1650°C时，转入真空脱气炉中真空处理；
2)浇铸将冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；
3)电渣重熔将浇铸好的铸坯制成重熔电极，采用电渣炉进行电渣重熔，重熔前需去除 铸坯表面氧化铁皮，重熔时加入Al粒，电渣重熔后得到电渣锭；
4)电渣锭清理将重熔后的电渣锭热送轧钢，带温清理，清理温度不低于150°C，清理 后及时装炉或堆垛缓冷处理；
5)加热将清理后的电渣锭入炉焖钢6(T90min，采用低速烧钢，加热速度1000°C 以下，升温速度10(T12(TC /h，当温度升至最高加热温度121(T1230 °C后，再保温 300 500min ；
6)轧制将加热后的电渣锭进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，第一阶段的开轧 温度110(Γ1150 ，终轧温度95(T980°C，晾钢厚度厚于最终钢板厚度8(Tl00mm ；第二阶段 为奥氏体非再结晶阶段，第二阶段的开轧温度90(T92(TC，终轧温度82(T85(TC，轧制至目
标厚度；
7)水冷钢板轧后进行快速冷却，返红温度为68(T72(TC；
8)扩氢处理将钢板吊入缓冷坑进行扩氢处理，钢板表面温度不低于40(TC，钢板在 缓冷坑中扩氢处理温度64(T66(TC，确保升降温速度不大于50°C /h，钢板保温时间不低于 72h，钢板出炉温度不高于200°C，出炉后空冷；
9)超声波探伤对扩氢后的半成品钢板进行超声波探伤；
10)正火对探伤后的半成品钢板进行正火，正火温度为900 920°C，保温时间为1. 5 2. Omin/m m,正火后水冷加速冷却，得到大厚度Z向钢板。步骤1)所述真空处理前加入CaSi块。
步骤1)所述真空处理中，真空度< 66Pa，真空保持时间不小于20min。步骤2)所述的浇铸采用连铸生产，过热度为15 30°C，拉坯速率为1. 05 1. 2m/
mirio步骤3)所述电渣重熔中，采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2),平均熔速控 制在22 24kg/min，加入Al粒的速度为25 30g/min，采用风冷加速冷却，电渣炉的结晶器 包括640mm、700mm、760mm、960mm四种断面规格。步骤6)所述第二阶段轧制中单道次的压下率为8 10%。步骤8)所述扩氢处理中，要确保电渣钢板及时入缓冷坑，钢板总在炉时间不低于 150h。步骤10)大厚度钢板的正火后快冷处理时，整板均勻入水时间为4-lOmin，水温保 持在25°C 35"C。本发明大厚度Z向钢板由于采用电炉、连铸及电渣重熔冶炼技术，使得产品的P、 S含量低，钢质纯净；本发明采用大板坯电渣重熔技术，减少了电渣重熔圆锭锻造开坯的工 序，缩短了生产周期，显著降低了成本。由于本发明钢抗层状撕裂性能及强韧性匹配良好， 完全可以替代进口产品用于水电站、采油平台等各种对大厚钢板厚度方向性能的要求，降 低了采购成本，缩短了工期。本发明具有以下优点1)本发明的钢板强韧性匹配良好，屈服强度334 380Mpa，抗拉强度508 555Mpa，厚度1/2处-20°C冲击功彡100J,延伸率彡23% ；2)抗 层状撕裂性能好，厚度1/4处和中心处ΨΖ彡35% ；3)本发明的钢质更纯净，P彡0. 008%, S彡0. 002% ；4)本发明的钢板的断面收缩率达到下列目标按GB5313检验Ψζ=39 75%， 按EmO 164检验Ψζ=46 79% ；5)内部质量更致密，可以满足JB/T4730-2005 I级探伤标 准的要求；6)本发明的钢板的最大厚度可达到300mm。
具体实施例方式实施例1
本实施例为大型水电机组座环用大厚度HWQ345-Z35钢板的生产方法，本实施例的钢 板厚度为300mm，压缩比为2. 13，其生产方法包括以下步骤
1)冶炼将含有各元素的钢水先经电炉冶炼，炉内钢水的重量为125吨，送入LF精炼 炉精炼并调整成分，钢水温度达到1630°C时，转入真空脱气炉(VD炉)真空处理，真空前加 入CaSi块110kg，球化夹杂，真空度不大于66Pa，真空保持时间20min时破坏真空；
2)浇铸将冶炼后的钢水进行浇铸，采用连铸生产，过热度为23°C，拉坯速率为1.20m/ min，并确保二冷水匹配，得到铸坯；
3)电渣重熔将浇铸好的铸坯按照设定尺寸制成重熔电极于电渣炉中，去除连铸坯表 面氧化铁皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2),加入AL粒，加入速率为28g/min ； 选择640mm水冷结晶器进行重熔，平均熔速控制在24kg/min，采用风冷加速冷却；
4)电渣锭清理将重熔后的电渣锭热送轧钢，带温清理，清理时表面温度430°C；
5)加热将清理后的电渣锭及时装炉焖钢70min，采用低速烧钢，1000°C以下升温速度控制在100°C /h，最高加热温度1230°C，然后保温500min ；
6)轧制第一阶段开轧温度为1100°C，终轧温度960°C，轧制至钢板厚度为380mm；第二 阶段的开轧温度900°C，终轧温度820°C，轧制至目标厚度，单道次压下率为8%，轧制后得到 半成品钢板；
7)水冷经轧制后的钢板通过ACC进行快速冷却，返红温度为710V；
8)扩氢处理将钢板吊入缓冷坑进行扩氢处理，钢板表面温度475°C；钢板在缓冷坑中 扩氢处理温度650°C，升降温速度45°C /h，钢板保温时间72h，钢板出炉温度180°C，钢板总 在炉时间152h ； 9)超声波探伤对扩氢后的半成品钢板按照JB/T4730-2005I级进行探伤合格；
10)正火工艺正火温度910°C、保温时间1.8min/mm，正火后入水冷却IOmin后吊出， 水温为30°C。本实施例的大型水电机组座环用大厚度HWQ345-Z35钢板性能如下ReH=334Mpa， Rm=521Mpa, Α=32· 0%, -20 "C 纵向 AKV=223J、160J、168J,按 GB5313-85 检验 Ψζ=48· 0%、 44. 5%,54. 0%,按 ENlO 164 检验 Ψζ=63. 5%,59. 0%、60· 5%。实施例2
本实施例为大型水电站顶盖用大厚度A516Gr70-Z35钢板的生产方法，本实施例的 钢板厚度为270mm，压缩比为2. 37，其生产方法包括以下步骤
1)冶炼将含有各元素的钢水先经电炉冶炼，炉内钢水的重量为121吨，送入LF精炼 炉精炼并调整成分，钢水温度达到1650°C时，转入真空脱气炉(VD炉)真空处理，真空前加 入CaSi块100kg，球化夹杂，真空度不大于66Pa，真空保持时间20min时破坏真空；
2)浇铸将冶炼后的钢水进行浇铸，采用连铸生产，过热度为15°C，拉坯速率为1.05m/ min，并确保二冷水匹配，得到铸坯；
3)电渣重熔将浇铸好的铸坯按照设定尺寸制成重熔电极于电渣炉中，去除连铸坯表 面氧化铁皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2),加入AL粒，加入速率为25g/min ； 选择700mm水冷结晶器进行重熔，平均熔速控制在22kg/min，采用风冷加速冷却；
4)电渣锭清理将重熔后的电渣锭热送轧钢，带温清理，清理时表面温度420°C；
5)加热将清理后的电渣锭及时装炉焖钢90min，采用低速烧钢，1000°C以下升温速度 控制在110°C /h，最高加热温度1210°C，然后保温300min ；
6)轧制第一阶段开轧温度为1130°C，终轧温度950°C，轧制至钢板厚度为360mm；第二 阶段的开轧温度910°C，终轧温度827°C，轧制至目标厚度，单道次压下率为9%，轧制后得到 半成品钢板；
7)水冷经轧制后的钢板通过ACC进行快速冷却，返红温度为680°C；
8)扩氢处理将钢板吊入缓冷坑进行扩氢处理，钢板表面温度500°C；钢板在缓冷坑中 扩氢处理温度640°C，升降温速度47°C /h，钢板保温时间80h，钢板出炉温度195°C，钢板总 在炉时间150h ；
9)超声波探伤对扩氢后的半成品钢板按照JB/T4730-2005I级进行探伤合格；
10)正火工艺正火温度900°C，保温时间2.0min/mm，正火后入水4 min加速冷却，水 温为25 °C。本实施例的型水电站顶盖用A516Gr70_Z35大厚度Z向钢板性能如下ReH=295Mpa，Rm=498Mpa, A=30. 0%, -20 "C 纵向 AKV=220J、215J、196J,按 GB5313-85 检验 Ψζ=45. 0%、43· 0%、39· 0%，按 ΕΝ10164 检验 Ψζ=64. 0%、63· 0%、61· 0%。实施例3
本实施例为大型水电机组座环用大厚度S355J2+N-Z35钢板的生产方法，本实施例的 钢板厚度为300mm，压缩比为2. 53，其生产方法包括以下步骤
1)冶炼将含有各元素的钢水先经电炉冶炼，炉内钢水的重量为118吨，送入LF精炼 炉精炼并调整成分，钢水温度达到1640°C时，转入真空脱气炉(VD炉)真空处理，真空前加 入CaSi块IOOkg，球化夹杂，真空度不大于66Pa，真空保持时间20min时破坏真空；
2)浇铸将冶炼后的钢水进行浇铸，采用连铸生产，过热度为30°C，拉坯速率为1.IOm/ min，并确保二冷水匹配，得到铸坯；
3)电渣重熔将浇铸好的铸坯按照设定尺寸制成重熔电极于电渣炉中，去除连铸坯表 面氧化铁皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2),加入AL粒，加入速率为30g/min ； 选择960mm水冷结晶器进行重熔，平均熔速控制在23kg/min，采用风冷加速冷却；
4)电渣锭清理将重熔后的电渣锭热送轧钢，带温清理，清理时表面温度390°C；
5)加热将清理后的电渣锭及时装炉焖钢60min，采用低速烧钢，1000°C以下升温速度 控制在120°C /h，最高加热温度1220°C，然后保温470min ；
6)轧制第一阶段开轧温度为1150°C，终轧温度980°C，轧制至钢板厚度为400mm；第二 阶段的开轧温度920°C，终轧温度850°C，轧制至目标厚度，单道次压下率为10%，轧制后得 到半成品钢板；
7)水冷经轧制后的钢板通过ACC进行快速冷却，返红温度为720V；
8)扩氢处理将钢板吊入缓冷坑进行扩氢处理，钢板表面温度525°C；钢板在缓冷坑中 扩氢处理温度660°C，升降温速度50°C /h，钢板保温时间75h，钢板出炉温度185°C，钢板总 在炉时间160h ；
9)超声波探伤对扩氢后的半成品钢板按照JB/T4730-2005I级进行探伤合格；
10)正火工艺正火温度920°C，保温时间1.5min/mm，正火后入水冷却7min后吊出， 水温为35 °C。本实施例的大型水电机组座环用大厚度S355J2+N-Z35钢板性能如下 ReH=363Mpa，Rm=544Mpa, A=30. 5%, -20 "C 纵向 AKV=131J、161J、144J,按 GB5313-85 检验 Ψζ=43. 0%、41· 5%,51. 0%,按 ΕΝ10164 检验 Ψζ=61. 0%、60· 0%、59· 0%。最后所应说明的是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。
权利要求
一种大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于所述的钢板厚度为150~300mm，该生产方法包括以下步骤1)冶炼将钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼并调整成分，钢水温度达到1630～1650℃时，转入真空脱气炉中真空处理；2)浇铸将冶炼后的钢水进行浇铸，得到铸坯；3)电渣重熔将浇铸好的铸坯制成重熔电极，采用电渣炉进行电渣重熔，重熔前需去除铸坯表面氧化铁皮，重熔时加入Al粒，电渣重熔后得到电渣锭；4)电渣锭清理将重熔后的电渣锭热送轧钢，带温清理，清理温度不低于150℃，清理后及时装炉或堆垛缓冷处理；5)加热将清理后的电渣锭入炉焖钢60~90min，采用低速烧钢，加热速度1000℃以下，升温速度100~120℃/h，当温度升至最高加热温度1210~1230℃后，再保温300~500min；6)轧制将加热后的电渣锭进行轧制，第一阶段为奥氏体再结晶阶段，第一阶段的开轧温度1100~1150℃，终轧温度950~980℃，晾钢厚度厚于最终钢板厚度80~100mm；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，第二阶段的开轧温度900~920℃，终轧温度820~850℃，轧制至目标厚度； 7)水冷钢板轧后进行快速冷却，返红温度为680~720℃；8)扩氢处理将钢板吊入缓冷坑进行扩氢处理，钢板表面温度不低于400℃，钢板在缓冷坑中扩氢处理温度640~660℃，确保升降温速度不大于50℃/h，钢板保温时间不低于72h，钢板出炉温度不高于200℃，出炉后空冷；9)超声波探伤对扩氢后的半成品钢板进行超声波探伤；10) 正火对探伤后的半成品钢板进行正火，正火温度为900～920℃，保温时间为1.5～2.0min/mm，正火后水冷加速冷却，得到大厚度Z向钢板。
2.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤1)所述真空 处理前加入CaSi块。
3.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤1)所述真空 处理中，真空度< 66Pa，真空保持时间不小于20min。
4.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤2)所述的浇 铸采用连铸生产，过热度为15 30°C，拉坯速率为1. 05 1. 2m/min。
5.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤3)所述电渣 重熔中，采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CaF2),平均熔速控制在22 24kg/min，加入 Al粒的速度为25 30g/min，采用风冷加速冷却，电渣炉的结晶器包括640mm、700mm、760mm、 960mm四种断面规格。
6.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤6)所述第二 阶段轧制中单道次的压下率为8 10%。
7.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤8)所述扩氢 处理中，要确保电渣钢板及时入缓冷坑，钢板总在炉时间不低于150h。
8.根据权利要求1所述的大厚度Z向钢板的生产方法，其特征在于步骤10)大厚度 钢板的正火后快冷处理时，整板均勻入水时间为4-lOmin，水温保持在25°C 35°C。
全文摘要
本发明公开了一种大厚度Z向钢板的生产方法，其步骤如下将钢水先经电炉冶炼，LF精炼炉精炼，再真空脱气炉真空处理；冶炼后的钢水进行浇铸；采用电渣重熔、加热、轧制成材、冷却后扩氢处理；对扩氢后的钢板进行超声波探伤；对探伤后的钢板进行正火，得成品厚钢板。本发明具有以下优点1)钢板强韧性匹配良好，屈服强度334～380MPa，抗拉强度508～555MPa，厚度1/2处-20℃冲击功≥100J，延伸率≥23%；2)抗层状撕裂性能好，厚度1/4处和中心处ψZ≥35%；3)钢质更纯净，P≤0.008%，S≤0.002%；4)钢板的断面收缩率达到下列目标按GB5313检验Ψz=39～75%，按EN10164检验Ψz=46～79%；5)内部质量更致密，满足JB/T4730-2005I级探伤标准的要求；6)本发明钢板的最大厚度可达到300mm。
文档编号C22C33/04GK101967597SQ201010501298
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月10日 优先权日2010年10月10日
发明者何广霞, 刘印子, 刘生, 叶建军, 崔强, 张东方, 张志军, 毕殿阁, 王九清, 田苗, 谢良法, 韦明 申请人:舞阳钢铁有限责任公司;河北钢铁集团有限公司