本发明涉及一种低合金钢板，尤其是一种大厚度超宽Q345E-Z35钢板及其生产方法。
背景技术：
Q345E钢因其具有较高的强度,良好的冷变形能力,优良的塑性与韧性,被广泛应用于起重机、矿山机械、风电、水电等设备的重要部位的制造中。随着我国国民经济的快速发展以及大跨度钢结构项目的不断增加，水电、风电、机械制造等行业用 Q345E钢板，尤其是宽厚板市场的需求越来越大，同时对钢板的质量要求越来越严格。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种性能优良的大厚度超宽Q345E-Z35钢板；本发明还提供了一种大厚度超宽Q345E-Z35钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明由以下重量百分含量的成分构成：0.15%≤C≤0.17%，0.10%≤Si≤0.50%，1.00%≤Mn≤1.25%，P≤0.015%，S≤0.004%，0.020%≤Al≤0.050%，0.020%≤Nb≤0.050%，0.030%≤V≤0.050%，0.15%≤Cr≤0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述钢板的最大厚度为350mm，最大宽度为3950mm。
本发明所述钢板的碳当量Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15≤0.45。
本发明方法采用冶炼、模铸、锻造切割、加热、轧制、热堆垛、正火和回火工序；所述钢板由上述重量百分含量的成分构成。
本发明方法所述加热工序：最高加热温度≤1260℃；1000℃以下时，加热速度≤120℃/h；钢锭总加热系数≥9min/cm；均热温度1220℃～1240℃，均热时间≥6h。
本发明方法所述轧制工序：采用用二阶段控轧工艺；第一阶段的开轧温度1050℃～1150℃；第二阶段的晾钢厚度≥H+50mm，其中H为钢板目标厚度、单位mm，开轧温度≤950℃，终轧温度≤900℃。
本发明方法所述热堆垛工序：堆垛温度650℃～680℃，堆垛时间70h～90h。
本发明方法所述正火工序：正火温度910℃±10℃，保温系数1.8mm/min～2.5mm/min；正火后快冷，控制返红温度在480℃～650℃。所述正火工序中，正火后入温度35℃及以下的水中快冷8min～13min。
本发明方法所述回火工序：回火温度610℃～630℃，保温系数2.5mm/min～3.5mm/min；回火后，出炉空冷。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明钢板Q345EZ35满足了国内外大型水电、风电等项目对于超宽超厚、低温作业、高强韧性以及高级别探伤的需求，钢板的力学性能均匀，板型良好。
本发明方法所得钢板具有良好的综合力学性能和焊接性能；Ceq≤0.45（Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15）；钢板采用锻造锭成材，最大厚度为350mm，最大宽度为3950mm，最小长度为3950mm，且满足GB/T2970的Ⅰ级要求；钢板具有良好的强韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本大厚度超宽Q345E-Z35钢板采用下述方法生产而成：
（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，再送入LF精炼炉精炼；钢水温度达到（1620±10）℃后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块≥1kg/t改变夹杂物形态；VD炉的真空度≤66.6Pa，真空保持时间≥20min，确保夹杂物、气体的有效排除，保证钢水的纯净；出钢钢水由以下重量百分含量的成分构成：0.15%≤C≤0.17%，0.10%≤Si≤0.50%，1.00%≤Mn≤1.25%，P≤0.015%，S≤0.004%，0.020%≤Al≤0.050%，0.020%≤Nb≤0.050%，0.030%≤V≤0.050%，0.15%≤Cr≤0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。
（2）模铸工序：采用惰性气体保护，将冶炼后的钢水浇注成十六棱钢锭。
（3）锻造切割工序：钢锭锻造后宽度为2000mm～2200mm，厚度为755mm～765mm，长度为3980mm～4020mm；锻造锭采用火焰切割，坯料切割最终尺寸为（755mm～765mm）×（2000mm～2200mm）×（3850mm～3900mm）。
（4）加热工序：最高加热温度≤1260℃；1000℃以下温度时，加热速度≤120℃/h；钢锭总加热系数≥9min/cm；均热温度1220℃～1240℃，均热时间≥6h。
（5）轧制工序：采用二阶段控轧工艺；第一阶段为奥氏体再结晶阶段，开轧温度1050℃～1150℃，钢板沿纵向展宽至4100mm～4150mm时，转钢横轧到底；第二阶段为奥氏体非再结晶阶段，晾钢厚度≥H+50mm，其中H为钢板目标厚度、单位mm，二阶段的开轧温度≤950℃，终轧温度≤900℃。
（6）热堆垛工序：轧后及时避风堆垛，堆垛温度650℃～680℃，堆垛时间70h～90h。
（7）正火工序：正火温度910℃±10℃，保温系数1.8mm/min～2.5mm/min；钢板保温时间到后，立即吊出进淬火槽入水快冷，淬火槽水温控制在35℃及以下，快冷8min～13min后吊出空冷，控制返红温度在480℃～650℃之间。
（8）回火工序：回火温度610℃～630℃，保温系数2.5mm/min～3.5mm/min；钢板保温时间到后，出炉空冷。
本大厚度超宽Q345E-Z35钢板具有以下特征：钢板采用锻造锭成材，最大厚度为350mm，最大宽度为3950mm，最小长度为3950mm，且满足GB/T2970的Ⅰ级要求；Ceq≤0.45（Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15）；钢板板厚1/2处力学性能满足表1要求。
表1：本Q345E-Z35钢板的力学性能
表1中：延伸率L0=5.65×，S0为原始标距，S0为原始截面面积。
实施例1：本大厚度超宽Q345E-Z35钢板的具体生产工艺如下所述。
（1）冶炼和模铸工序：钢水先经电炉冶炼，再经LF精炼炉精炼；钢水温度达到1620℃后转入VD炉真空脱气处理，VD 前加入CaSi 块1kg/t；VD 炉的真空度64Pa，真空保持时间25min；出钢钢水由下述重量百分含量的成分构成：C 0.17%，Si 0.48%，Mn 1.23%，P 0.014%，S 0.004%，Al 0.046%，Nb 0.047%，V 0.046%，Cr 0.24%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水浇成十六棱钢锭，钢锭直径为2100mm，重量约为70吨。
（2）锻造切割工序：钢锭先锻造成宽度为2130mm，厚度为762mm，长度为4010mm；再采用火焰切割，坯料切割最终尺寸为762mm×2130mm×3890mm。
（3）加热工序：最高加热温度1250℃，1000℃以下温度时，加热速度为110℃/h；钢锭总加热系数为10min/cm；均热温度1235℃，均热时间6.5h。
（4）轧制和热堆垛工序：第一阶段开轧温度1150℃，钢板沿纵向展宽至4140mm时，转钢横轧到底；第二阶段晾钢厚度460mm，开轧温度为940℃，终轧温度为880℃；所得钢板粗品的尺寸为350mm×4180mm×4510mm。堆垛温度675℃，堆垛时间90h。
（5）正火和回火工序：正火温度920℃，保温系数2.2mm/min；保温后立即入32℃水中快冷，10min后吊出空冷，返红温度为在560℃。回火温度620℃，保温系数2.8mm/min，保温后出炉空冷。
本实施例所得Q345E-Z35钢板的Ceq为0.44，成品钢板的尺寸为350mm×3950mm×4150mm；探伤合格级别为GB/T2970的Ⅰ级，板厚1/2处力学性能如表2所示。
表2：实施例1所得钢板的力学性能
实施例2：本大厚度超宽Q345E-Z35钢板的具体生产工艺如下所述。
（1）冶炼和模铸工序：钢水先经电炉冶炼，再经LF精炼炉精炼；钢水温度达到1630℃后转入VD炉真空脱气处理，VD 前加入CaSi 块1kg/t；VD 炉的真空度64Pa，真空保持时间25min；出钢钢水由下述重量百分含量的成分构成：C 0.16%，Si 0.31%，Mn 1.18%，P 0.010%，S 0.002%，Al 0.036%，Nb 0.035%，V 0.037%，Cr 0.19%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水浇成十六棱钢锭。
（2）锻造切割工序：钢锭锻造后宽度为2110mm，厚度为760mm，长度为4000mm；再采用火焰切割，坯料切割最终尺寸为760mm×2110mm×3870mm。
（4）加热工序：最高加热温度1240℃，1000℃以下温度时，加热速度为100℃/h；钢锭总加热系数为10min/cm；均热温度1230℃，均热时间6.5h。
（4）轧制和热堆垛工序：第一阶段开轧温度1120℃，钢板沿纵向展宽至4130mm时，转钢横轧到底；第二阶段晾钢厚度465mm，开轧温度为920℃，终轧温度为870℃，所得钢板粗品的尺寸为350mm×4160mm×4500mm。轧后及时避风堆垛，堆垛温度660℃，堆垛时间82h。
（5）正火和回火工序：正火温度910℃，保温系数2.1mm/min，保温后立即入33℃水中快冷，11min后吊出空冷，返红温度为在520℃。回火温度620℃，保温系数3.1mm/min，保温后出炉空冷。
本实施例所得Q345E-Z35钢板的Ceq为0.42，成品钢板的尺寸为350mm×3950mm×4110mm；探伤合格级别为GB/T2970的Ⅰ级，板厚1/2处力学性能如表3所示。
表3：实施例2所得钢板的力学性能
实施例3：本大厚度超宽Q345E-Z35钢板的具体生产工艺如下所述。
（1）冶炼和模铸工序：钢水先经电炉冶炼，再经LF精炼炉精炼；钢水温度达到1610℃后转入VD炉真空脱气处理，VD 前加入CaSi 块1.2kg/t；VD 炉的真空度66.6Pa，真空保持时间24min；出钢钢水由下述重量百分含量的成分构成：C 0.15%，Si 0.22%，Mn 1.25%，P 0.012%，S 0.003%，Al 0.020%，Nb 0.026%，V 0.050%，Cr 0.17%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水浇成十六棱钢锭。
（2）锻造切割工序：钢锭锻造后宽度为2200mm，厚度为755mm，长度为4012mm；再采用火焰切割，坯料切割最终尺寸为755mm×2200mm×3900mm。
（4）加热工序：最高加热温度1260℃，1000℃以下温度时，加热速度为105℃/h，钢锭总加热系数为9min/cm，均热温度1225℃，均热时间6h。
（4）轧制和热堆垛工序：第一阶段开轧温度1100℃，钢板沿纵向展宽至4150mm时，转钢横轧到底；第二阶段晾钢厚度420mm，开轧温度为950℃，终轧温度为890℃。轧后及时避风堆垛，堆垛温度650℃，堆垛时间80h。
（5）正火和回火工序：正火温度905℃，保温系数2.5mm/min，保温后立即入30℃水中快冷，8min后吊出空冷，返红温度为在480℃。回火温度630℃，保温系数2.5mm/min，保温后出炉空冷。
本实施例所得Q345E-Z35钢板的Ceq为0.41，成品钢板的尺寸为350mm×3950mm×4110mm；探伤合格级别为GB/T2970的Ⅰ级，板厚1/2处力学性能如表4所示。
表4：实施例3所得钢板的力学性能
实施例4：本大厚度超宽Q345E-Z35钢板的具体生产工艺如下所述。
（1）冶炼和模铸工序：钢水先经电炉冶炼，再经LF精炼炉精炼；钢水温度达到1620℃后转入VD炉真空脱气处理，VD 前加入CaSi 块1.5kg/t；VD 炉的真空度65Pa，真空保持时间20min；出钢钢水由下述重量百分含量的成分构成：C 0.16%，Si 0.10%，Mn 1.08%，P 0.015%，S 0.003%，Al 0.050%，Nb 0.020%，V 0.041%，Cr 0.15%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水浇成十六棱钢锭。
（2）锻造切割工序：钢锭锻造后宽度为2080mm，厚度为765mm，长度为4020mm；再采用火焰切割，坯料切割最终尺寸为765mm×2080mm×3850mm。
（4）加热工序：最高加热温度1255℃，1000℃以下温度时，加热速度为120℃/h，钢锭总加热系数为12min/cm，均热温度1220℃，均热时间7h。
（4）轧制和热堆垛工序：第一阶段开轧温度1100℃，钢板沿纵向展宽至4100mm时，转钢横轧到底；第二阶段晾钢厚度400mm，开轧温度为930℃，终轧温度为900℃。轧后及时避风堆垛，堆垛温度680℃，堆垛时间75h。
（5）正火和回火工序：正火温度910℃，保温系数1.8mm/min，保温后立即入32℃水中快冷，13min后吊出空冷，返红温度为在600℃。回火温度610℃，保温系数3.2mm/min，保温后出炉空冷。
本实施例所得Q345E-Z35钢板的Ceq为0.39，成品钢板的尺寸为350mm×3950mm×4110mm；探伤合格级别为GB/T2970的Ⅰ级，板厚1/2处力学性能如表5所示。
表5：实施例4所得钢板的力学性能
实施例5：本大厚度超宽Q345E-Z35钢板的具体生产工艺如下所述。
（1）冶炼和模铸工序：钢水先经电炉冶炼，再经LF精炼炉精炼；钢水温度达到1620℃后转入VD炉真空脱气处理，VD 前加入CaSi 块1.1kg/t；VD 炉的真空度66Pa，真空保持时间28min；出钢钢水由下述重量百分含量的成分构成：C 0.16%，Si 0.50%，Mn 1.0%，P 0.012%，S 0.002%，Al 0.028%，Nb 0.050%，V 0.030%，Cr 0.25%，余量为Fe和不可避免的杂质。采用惰性气体保护浇注，将冶炼后的钢水浇成十六棱钢锭。
（2）锻造切割工序：钢锭锻造后宽度为2000mm，厚度为762mm，长度为3980mm；再采用火焰切割，坯料切割最终尺寸为762mm×2000mm×3860mm。
（4）加热工序：最高加热温度1245℃，1000℃以下温度时，加热速度为110℃/h，钢锭总加热系数为11min/cm，均热温度1240℃，均热时间8h。
（4）轧制和热堆垛工序：第一阶段开轧温度1050℃，钢板沿纵向展宽至4120mm时，转钢横轧到底；第二阶段晾钢厚度430mm，开轧温度为930℃，终轧温度为880℃。轧后及时避风堆垛，堆垛温度665℃，堆垛时间70h。
（5）正火和回火工序：正火温度900℃，保温系数2.0mm/min，保温后立即入35℃水中快冷，12min后吊出空冷，返红温度为在650℃。回火温度620℃，保温系数3.5mm/min，保温后出炉空冷。
本实施例所得Q345E-Z35钢板的Ceq为0.39，成品钢板的尺寸为350mm×3950mm×4110mm；探伤合格级别为GB/T2970的Ⅰ级，板厚1/2处力学性能如表6所示。
表6：实施例5所得钢板的力学性能