一种350～400mm厚心部细晶钢S355NL的生产方法与流程

一种350～400mm厚心部细晶钢s355nl的生产方法
技术领域
1.本发明属于特厚钢板生产技术领域，具体涉及到一种350～400mm厚s355nl心部细晶钢的生产方法。


背景技术：

2.随着客户需求的提升，特厚板质量方面更加注重心部位置性能及晶粒度；目前我们正常轧制生产的350～400mm厚s355nl模铸板心部晶粒度仅在5级左右，不能满足高端客户需求。
3.鉴于此，提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种350～400mm厚心部细晶钢s355nl的生产方法，通过该工艺制得的350～400mms355nl特厚板心部晶粒度细小达到7级以上，心部(1/2位置)性能也满足en10025-3标准。
5.本发明是通过如下方式实现的：一种350～400mm厚s355nl心部细晶钢的生产方法，所述钢板包含如下熔炼成分(单位，wt％)：c：0.07～0.10、si：0.10～0.40、mn：1.55～1.65、p：≤0.010、s：≤0.003、nb：0.030～0.040、ni：0.18～0.22、cu：0.20～0.25、als：0.030～0.050，其它为fe和残留元素；
6.所述钢板的生产方法是通过以下工艺流程实现的：铁水kr脱硫
→
转炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空脱气
→
模铸浇铸
→
铸锭处理
→
铸锭低温加热
→
轧制及模拟一次正火
→
二次正火
→
堆冷
→
检测
→
切割成型
→
入库：
7.各环节点生产方法要求如下：
8.1)kr铁水预处理：铁水到站后开始扒渣，液面渣层厚度≤20mm，铁水经kr搅拌脱硫s≤0.005％，脱硫时间≤10min、脱硫温降≤10℃。
9.2)转炉冶炼：入炉铁水s≤0.005％、p≤0.070％，铁水温度≥1270℃，冶炼过程添加优质废钢，出钢目标c0.05～0.07％、p≤0.010％、s≤0.010％，出钢过程中向钢包内加入硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石。出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤20mm，转炉出钢过程中全程吹氩。
10.3)lf精炼：精炼采用小渣量控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，总加热时间≥25min，终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣；离站前加入硅钙线，上钢温度1600～1610℃。
11.4)vd真空脱气：vd真空度45pa，保压时间≥25min，保压过程翻腾效果良好；破真空后软吹1～2min，软吹过程中钢水不得裸露。vd定氢≤1.0ppm，上钢温度1565～1570℃。
12.5)模铸浇注：采用45t定厚调宽水冷模铸锭，铸锭规格1050*2000*2800mm。钢水到模铸平台后，吹氩控制浇钢温度，吹氩时间约8min，浇注温度控制1550～1560℃；浇注前，模铸保护渣一半采取草绳吊挂的方式挂在锭模中，吊挂高度离锭模底部300mm，另一半在开浇
后2min内加完，浇注到帽口1/3位置时，向每个锭模内添加40kg碳化稻壳，浇注完毕后，先用氧管将帽口内的碳化稻壳铺平后，再向每个锭内添加60kg的碳化稻壳，并用氧管均匀铺平；浇注完毕60min内，要对每支锭及时补加40kg以上的碳化稻壳保证帽口部位不见红，同时在注毕1h内，向每个锭模内补加40kg的碳化稻壳。
13.6)铸锭处理：铸锭脱模后堆冷≥12小时拆垛清理，清理合格后装炉加热。
14.7)铸锭低温加热:钢锭清理合格后装均热坑，采用低温加热工艺，加热温度1160～1180℃，保证钢锭均匀烧透，但要严防钢锭过热、过烧；确保原始奥氏体晶粒度不过度长大。
15.8)轧制及模拟一次正火：分两阶段控温轧制：第一阶段开轧温度≥1000℃，轧机工作辊转速≤20r/min，每道次压下量60～70mm，轧制8～10道次至锭厚450～490mm时快速进入acc降温冷却，使钢锭心部冷却至再结晶区温度1023℃以下(表面温度约900℃以下)，避免混晶问题。钢锭返红均温1～2分钟后开始二阶段轧制，二阶段小压下量10～20mm，以控制原始板型为主，终轧温度控制在860～880℃；终轧结束后20s内进入acc冷却，模拟一次正火，acc辊速0.8～1.0m/s连续冷却3～4次(反复冷却前需充分返红)，钢锭冷却速度约4℃/s；水冷过程测量监控钢板返红温度进行调整，最终冷床测量目标返红温度约550～580℃。通过轧制及模拟一次正火工艺，细化钢板心部晶粒，提高晶粒的均匀度，使钢板获得初步的细晶组织。下线后入缓冷坑，钢锭温度400～450℃，缓冷时间≥48h。
16.9)二次正火：钢锭拆垛后转外机炉正火，采用860℃的临界温度正火来细化心部晶粒度，保温系数2.2min/mm；即将钢板加热到内部晶粒刚刚完全奥氏体化温度，将刚刚完全奥氏体化的细小晶粒通过正火水冷后遗传下来，正火水池水温≤25℃，同时在冷却过程中开启压缩空气对冷却水进行搅拌，以促进均匀散热，提高钢板与水之间的传热速度；返红温度560～580℃，此时钢板的强韧性适中。
17.10)堆冷：钢板水冷出钢后集中堆垛缓冷，垛顶用石棉布覆盖保温，缓冷温度约500℃，缓冷＞12h，利用钢板余热进行一次中温回火，消除正火水冷后钢板内部产生的应力，稳定组织，改善钢板加工性能。
18.本发明的有益效果是：通过低温加热、轧制及模拟一次正火、二次正火+堆冷方式，获得350～400mm厚s355nl心部细晶粒钢，心部晶粒度达到7～8级，相比常规生产方式，心部晶粒度可提高2～3级，从而满足高端客户对特厚板心部性能和晶粒度的要求。
附图说明
19.下面结合附图及实施例，对本发明的技术特征作进一步描述。
20.图1是本发明中350mm厚度1/4位置的金相组织示意图。
21.图2是本发明中350mm厚度1/2位置的金相组织示意图。
22.图3是本发明中400mm厚度1/4位置的金相组织示意图。
23.图4是本发明中400mm厚度1/2位置的金相组织示意图。
具体实施方式
24.为了更好地理解本技术，下面结合实施例进一步清楚阐述本技术的内容，但本技术的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本技术可以
无需一个或多个这些细节而得以实施。
25.本发明一种特厚s355nl心部细晶粒钢的工艺流程为：铁水kr脱硫
→
转炉冶炼
→
lf精炼
→
vd真空脱气
→
模铸浇铸
→
铸锭处理
→
铸锭低温加热
→
轧制及模拟一次正火
→
二次正火
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堆冷
→
检测
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切割成型
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入库。包含如下熔炼成分(单位，wt％)：c：0.07～0.10、si：0.10～0.40、mn：1.55～1.65、p：≤0.010、s：≤0.003、nb：0.030～0.040、ni：0.18～0.22、cu：0.20～0.25、als：0.030～0.050，其它为fe和残留元素；
26.各环节点生产方法要求如下：
27.(1)kr铁水预处理：铁水到站后开始扒渣，液面渣层厚度≤20mm，铁水经kr搅拌脱硫s≤0.005％，脱硫时间≤10min、脱硫温降≤10℃。
28.(2)转炉冶炼：入炉铁水s≤0.005％、p≤0.070％，铁水温度≥1270℃，冶炼过程添加优质废钢，出钢目标c0.05～0.07％、p≤0.010％、s≤0.010％，出钢过程中向钢包内加入硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石。出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤20mm，转炉出钢过程中全程吹氩。
29.(3)lf精炼：精炼采用小渣量控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，总加热时间≥25min，终渣为流动性良好、粘度合适的泡沫白渣；离站前加入硅钙线，上钢温度1600～1610℃。
30.(4)vd真空脱气：vd真空度45pa，保压时间≥25min，保压过程翻腾效果良好；破真空后软吹1～2min，软吹过程中钢水不得裸露。vd定氢≤1.0ppm，上钢温度1565～1570℃。
31.(5)模铸浇注：采用45t定厚调宽水冷模铸锭，铸锭规格1050*2000*2800mm。钢水到模铸平台后，吹氩控制浇钢温度，吹氩时间约8min，浇注温度控制1550～1560℃；浇注前，模铸保护渣一半采取草绳吊挂的方式挂在锭模中，吊挂高度离锭模底部300mm，另一半在开浇后2min内加完，浇注到帽口1/3位置时，向每个锭模内添加40kg碳化稻壳，浇注完毕后，先用氧管将帽口内的碳化稻壳铺平后，再向每个锭内添加60kg的碳化稻壳，并用氧管均匀铺平；浇注完毕60min内，要对每支锭及时补加40kg以上的碳化稻壳保证帽口部位不见红，同时在注毕1h内，向每个锭模内补加40kg的碳化稻壳。
32.(6)铸锭处理：铸锭脱模后堆冷≥12小时拆垛清理，清理合格后装炉加热。
33.(7)铸锭低温加热:钢锭清理合格后装均热坑，采用低温加热工艺，加热温度1160～1180℃，保证钢锭均匀烧透，但要严防钢锭过热、过烧；确保原始奥氏体晶粒度不过度长大。
34.(8)轧制及模拟一次正火：分两阶段控温轧制：第一阶段开轧温度≥1000℃，轧机工作辊转速≤20r/min，每道次压下量60～70mm，轧制8～10道次至锭厚450～490mm时快速进入acc降温冷却，使钢锭心部冷却至再结晶区温度1023℃以下(表面温度约900℃以下)，避免混晶问题。钢锭返红均温1～2分钟后开始二阶段轧制，二阶段小压下量10～20mm，以控制原始板型为主，终轧温度控制在860～880℃；终轧结束后20s内进入acc冷却，模拟一次正火，acc辊速0.8～1.0m/s连续冷却3～4次(反复冷却前需充分返红)，钢锭冷却速度约4℃/s；水冷过程测量监控钢板返红温度进行调整，最终冷床测量目标返红温度约550～580℃。通过轧制及模拟一次正火工艺，细化钢板心部晶粒，提高晶粒的均匀度，使钢板获得初步的细晶组织。下线后入缓冷坑，钢锭温度400～450℃，缓冷时间≥48h。
35.(9)二次正火：钢锭拆垛后转外机炉正火，采用860℃的临界温度正火来细化心部
晶粒度，保温系数2.2min/mm；即将钢板加热到内部晶粒刚刚完全奥氏体化温度，将刚刚完全奥氏体化的细小晶粒通过正火水冷后遗传下来，正火水池水温≤25℃，同时在冷却过程中开启压缩空气对冷却水进行搅拌，以促进均匀散热，提高钢板与水之间的传热速度；返红温度560～580℃，此时钢板的强韧性适中。
36.(10)堆冷：钢板水冷出钢后集中堆垛缓冷，垛顶用石棉布覆盖保温，缓冷温度约500℃，缓冷＞12h，利用钢板余热进行一次中温回火，消除正火水冷后钢板内部产生的应力，稳定组织，改善钢板加工性能。
37.具体实施例(各实施例根据厚度不同，设计的成分不同，控轧控冷不同，性能检测不完全相同)：
38.实施例1
39.350mm厚s355nl心部细晶粒钢包含如下质量百分比的化学成分单位(wt％)：c：0.09、si：0.10、mn：1.55、p：0.010、s：0.002、nb：0.035、ni：0.22、cu：0.25、als：0.030，其它为fe和残留元素；
40.采用45t定厚调宽水冷模铸锭，铸锭规格1050*2000*2800mm。第一阶段开轧温度1000℃，轧机工作辊转速18r/min，每道次压下量60mm，轧制10道次至锭厚450mm时快速进入acc降温冷却，表面返红温度880℃。二阶段轧制压下量10-20mm，终轧温度860℃，acc辊速0.8m/s连续冷却3次，最终返红温度550℃，板厚350mm。下线后堆冷48h，堆冷温度405℃。钢锭拆垛后转外机炉正火，正火保温温度860℃，保温系数2.2min/mm，正火出钢后水冷300s，返红580℃，正火池水温24℃；水冷结束后立即集中堆垛缓冷，缓冷温度485℃。
41.实施例2
42.400mm厚s355nl心部细晶粒钢包含如下质量百分比的化学成分单位(wt％)：c：0.08、si：0.30、mn：1.63、p：0.008、s：0.001、nb：0.037、ni：0.21、cu：0.21、als：0.042，其它为fe和残留元素；
43.采用49t定厚调宽水冷模铸锭，铸锭规格1050*2200*2800mm。第一阶段开轧温度1050℃，轧机工作辊转速20r/min，每道次压下量70mm，轧制8道次至锭厚490mm时快速进入acc降温冷却，表面返红温度900℃。二阶段轧制压下量10-20mm，终轧温度880℃，acc辊速0.8m/s连续冷却3次，最终返红温度580℃，板厚400mm。下线后堆冷48h，堆冷温度440℃。钢锭拆垛后转外机炉正火，正火保温温度860℃，保温系数2.2min/mm，正火出钢后水冷380s，返红560℃，正火池水温25℃；水冷结束后立即集中堆垛缓冷，缓冷温度480℃。
44.各实施例的机械力学性能按en10025-3标准平均值具体见下表。
[0045][0046]
各实施例的金相组织检测见下图。
[0047]
350mm和400mm厚1/4位置和心部(1/2位置)检测金相组织均为：铁素体+珠光体，其1/4位置晶粒度8～9级，心部位置晶粒度7～8级。
[0048]
综上所述，采用本技术生产方法生产的350～400mm厚度s355nl钢板，心部晶粒度达7～8级，较常规方法生产同类钢板心部晶粒度提升2级以上，满足高端客户对特厚板心部细晶钢的需求。
[0049]
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。