本发明涉及一种板材的生产方法，尤其是一种厚规格中高碳钢板材的生产方法。
背景技术：
在现阶段的生产工艺过程，尤其在厚规格板材生产过程中，普遍出现压缩比偏低，板材中心偏析无法缓解、塑形性能指标偏低等困难。普遍认为增加板材压缩比工艺为缓解板材中心偏析组织严重的最好工艺手段；压缩比小于3.2的板材通常无法对炼钢过程中组织缺陷进行有效弥补，后续工艺只能通过热处理工艺进行性能挽救；但是伴随而来的是生产工艺生产成本增加，生产周期倍增、热处理过程中质量难以保证等问题。
目前厚规格钢板生产的主要工艺流程为：常规连铸生产－加热炉加热－常规板坯轧制－冷却－热处理。由于铸坯组织的缺陷问题，常规轧制完成的产品会出现产品的中间部位组织偏析无法缓解，大大的降低了板材的性能指标，降低了板材加工使用性，有时会出现由于产品心部组织缺陷无法“焊合”、塑性较差而发生裂纹现象。现行减少不合格板材的办法是采用板材退火工艺，但退火工艺的增加同时也伴随着生产成本增加，生产周期加长，产品性能的均匀性不好。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单的厚规格中高碳钢板材的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括连铸、加热、粗轧、精轧、层流冷却和堆冷工序，其特征在于，所述连铸工序：连铸时采用重压下；
所述加热工序：板坯温度加热到1100～1250℃，加热时间≤270；
所述粗轧工序：单道次压下率为15～25%，总压下率为50～70%；
所述精轧工序：单道次压下率为10～20%，总压下率为30～50%；开轧温度850～930℃，终轧温度≥750℃；
所述层流冷却工序：终冷温度为680～750℃；
所述堆冷工序：堆冷温度≥350℃。
本发明所述连铸工序中，重压下的压下量为15～30mm。
本发明所述加热工序中，加热时间为3～4h。
本发明所述粗轧工序中，粗轧开轧温度在1000～1200℃。
本发明所述精轧工序中，终轧温度750～850℃。
本发明构思为：连铸阶段由于铸坯坯壳在完全凝固前收到外部均匀大压力作用，防止了铸坯冷凝收缩产生的负压，组织了铸坯因冷凝收缩或鼓肚而产生的钢液横向流动，促使铸坯中心区域富含杂志元素的钢液回归并可能在固液相间分配，从而使得凝固末端更加致密，这大大减轻了中心偏析和中心疏松的程度。同时通过大压下量连续锻压的方式在铸坯凝固部位世家机械能，使该部位的糊状钢液排除，并破坏柱状晶成长，令破碎的柱状晶可作为等轴晶的核心，从而使得铸坯中心部位致密而无偏析。
本发明轧件在进行轧制时，除对形变组织发生动态再结晶起到一定抑制作用外，在奥氏体为再结晶区变形时，由累积变形得到的高位错密度结构将为相变提供更多的形核核心，而且加工状态的界面上核的产生更具灵活性，相变的驱动力也更大。因此，将更有利于得到均匀的细晶组织，从而有效地提高产品的强度和低温韧性。随着变形温度的降低，变形奥氏体不会再结晶，随着变形量的增加，奥氏体晶粒带内产生变形带，变形量越大，变形带就越多。如此时终止变形，金属相变时这些变形带成为形核的优先位置，从而使铁素体细化。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明在连铸阶段采用重压下技术、在轧制过程采用大变形制度，轧制完毕缓冷冷却即可获得板材内在质量好、钢材用户可以优质深加工的钢板钢材。本发明与传统工艺相比，简化了轧制后热处理等工艺步骤，大大缩短了生产时间，节降了大部分能耗，提高了经济效益。本发明主要是结合中厚板生产线连铸重压下等设备特点，通过轧机组大变形轧制和层冷设备的冷却，矫直完毕后钢板缓冷，使得厚规格中高碳钢性能合乎国家标准。本发明不仅解决生产周期过长、资源浪费严重等问题，而且减少了不合格板材，提高了厚规格产品综合力学性能。
具体实施方式
本厚规格中高碳钢板材的生产方法采用下述工序：冶炼－连铸－加热－粗轧除鳞－粗轧－精轧除鳞－精轧－层流冷却－堆冷；各工序的工艺参数如下所述：（1）冶炼工序：转炉冶炼过程中，终点碳控制在0.18～0.45wt%，温度控制在1655～1685℃；挡渣出钢的渣面厚度为60～80mm；LF精炼过程中，喂入1.0～1.4m/吨钢的铝钙线，软吹流量40～60NL/min的氩气10～15min；成品中碳含量控制在0.2～0.65wt%，锰控制在0.3～1.4wt%。
（2）连铸工序：连铸时采用重压下，压下量为15～30mm。
（3）加热工序：板坯温度加热到1100～1250℃，加热后板坯无明显黑斑；加热时间≤270分钟，最好为3～4h；板坯做到在通长方向、坯宽方向上温差不超过50℃，以使板坯加热均匀。
（4）粗轧工序：粗轧前除鳞，除鳞水压力不小于18MPa。粗轧时，单道次压下率为15～25%，总压下率为50～70%；开轧温度在1000～1200℃。
（5）精轧工序：精轧前除鳞，除鳞水压力不小于18MPa。精轧时，精轧开轧温度在850～930℃；终轧温度≥750℃，最好为750～850℃；精轧单道次压下率10～20%，总压下率为30～50%。
（6）层流冷却工序：终冷温度在680～750℃；冷却后进行矫直，矫直温度不低于650℃。
（7）堆冷工序：矫直完毕后在尽可能减少温降的情况下集中堆放，堆冷温度满足≥350℃。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本厚规格中高碳钢板材的生产方法采用下述具体工艺。
本中高碳钢板材的重量配比：C 0.2%、Mn 0.3%、Si 0.17%、V 0.06%、Ti 0.2%、Nb 0.09%、Al 0.05%、S 0.026%、P 0.035%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本高碳钢板材的生产工艺：（1）冶炼工序：转炉冶炼过程中，终点碳控制在0.18%，温度控制在1655℃；挡渣出钢的渣面厚度为60mm；LF精炼过程中，喂入1.2m/吨钢的铝钙线，软吹流量40NL/min的氩气10min。
（2）连铸工序：重压下厚度为15mm，得到280*1800mm钢坯。
（3）加热、粗轧和精轧工序：钢坯在加热炉的均热温度为1100℃，加热时间3.5h；粗轧开轧温度1000℃，总压下率50%，单道次压下量15～20%；精轧开轧温度在900℃，终轧温度810℃，总压下率50%，单道次压下率12～18%。
（4）层流冷却和堆冷工序：终冷温度750℃，矫直温度680℃；堆冷温度≥350℃。
本实施例所得中高碳钢板材的力学性能为：ReL 378MPa，Rm 545MPa，A 29%，截面硬度（HBS）：154、151、151。
实施例2：本厚规格中高碳钢板材的生产方法采用下述具体工艺。
本中高碳钢板材的重量配比：C 0.65%、Mn 1.4%、Si 0.17%、Al 0.03%、S 0.023%、P 0.028%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本中高碳钢板材的生产工艺：（1）冶炼工序：转炉冶炼过程中，终点碳控制在0.45%，温度控制在1685℃；挡渣出钢的渣面厚度为80mm；LF精炼过程中，喂入1.4m/吨钢的铝钙线，软吹流量60NL/min的氩气15min。
（2）连铸工序：重压下厚度为30mm；生产连铸坯直接热供供轧，得到280*1800mm钢坯。
（3）加热、粗轧和精轧工序：钢坯在加热炉的均热温度为1250℃，加热时间3h；粗轧开轧温度1200℃，总压下率60%，单道次压下量20～25%；精轧开轧温度在930℃，终轧温度850℃，总压下率30%，单道次压下率10～15%。
（4）层流冷却和堆冷工序：终冷温度720℃，矫直温度650℃；堆冷温度≥350℃。
本实施例所得中高碳钢板材的力学性能为：Rm 675MPa，A 21.5%，截面硬度（HBS）：185、181、176。
实施例3：本厚规格中高碳钢板材的生产方法采用下述具体工艺。
本中高碳钢板材的重量配比：C 0.50%、Mn 0.63%、Si 0.17%、Al 0.025%、S 0.013%、P 0.026%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本中高碳钢板材的生产工艺：（1）冶炼工序：转炉冶炼过程中，终点碳控制在0.25%，温度控制在1665℃；挡渣出钢的渣面厚度为70mm；LF精炼过程中，喂入1.0m/吨钢的铝钙线，软吹流量50NL/min的氩气13min。
（2）连铸工序：重压下厚度为25mm；生产连铸坯直接热供供轧，得到280*1800mm钢坯。
（3）加热、粗轧和精轧工序：钢坯在加热炉的均热温度为1200℃，加热时间4h；粗轧开轧温度1100℃，总压下率70%，单道次压下量15～20%；精轧开轧温度在850℃，终轧温度750℃，总压下率40%，单道次压下率15～20%。
（4）层流冷却和堆冷工序：终冷温度680℃，矫直温度660℃；堆冷温度≥350℃。
本实施例所得中高碳钢板材的力学性能为：Rm 710MPa，A 26%，截面硬度（HBS）：201、198、195。
实施例4：本厚规格中高碳钢板材的生产方法采用下述具体工艺。
本中高碳钢板材的重量配比：C 0.36%、Mn 1.04%、Si 0.18%、Al 0.027%、S 0.018%、P 0.028%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本中高碳钢板材的生产工艺：（1）冶炼工序：转炉冶炼过程中，终点碳控制在0.30%，温度控制在1660℃；挡渣出钢的渣面厚度为65mm；LF精炼过程中，喂入1.3m/吨钢的铝钙线，软吹流量45NL/min的氩气14min。
（2）连铸工序：重压下厚度为20mm；生产连铸坯直接热供供轧，得到280*1800mm钢坯。
（3）加热、粗轧和精轧工序：钢坯在加热炉的均热温度为1150℃，加热时间3.5h；粗轧开轧温度1080℃，总压下率62%，单道次压下量15～20%；精轧开轧温度在880℃，终轧温度770℃，总压下率36%，单道次压下率10～15%。
（4）层流冷却和堆冷工序：终冷温度700℃，矫直温度670℃；堆冷温度≥350℃。
本实施例所得中高碳钢板材的力学性能为：Rm 692MPa，A 23.6%，截面硬度（HBS）：192、189、179。
对比试验：选用三个中高碳钢钢种进行试验，分别采用本方法与常规方法进行生产，各钢种的成分相同；常规方法采用下述步骤：常规连铸生产－加热炉加热－常规板坯轧制－冷却－热处理。对比试验所得中高碳钢板材的性能对比见表1。
表1：中高碳钢板材的性能对比
由表1可见，本方法所生产的中高碳钢板产品断后延伸率虽然有不同程度的下降，但抗拉强度明显上升，并且产品的硬度提升了4.7～9.7%。