專利名稱：一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金q345d厚板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到中厚板生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種采用不添加微合金元素 生產(chǎn)低合金Q;345D厚板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國際金融危機(jī)對我國鋼鐵企業(yè)造成了較大的沖擊，特別是鋼廠的中厚板行業(yè) 是受沖擊較為嚴(yán)重的行業(yè)，為應(yīng)對國際金融危機(jī)帶來的不利影響，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè) 升級，實(shí)現(xiàn)低成本戰(zhàn)略，增強(qiáng)企業(yè)競爭力具有十分重要的作用。在當(dāng)前環(huán)境下，低合金Q345D 鋼板的生產(chǎn)通常又加入價(jià)格高昂的微合金元素Nb、V，提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本，不利于降本 增效，不利于應(yīng)對國際金融危機(jī)帶來的不利影響，實(shí)現(xiàn)低成本戰(zhàn)略，增強(qiáng)企業(yè)競爭力

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種降低成本、工藝簡單的采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D 厚板及其生產(chǎn)方法。一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué) 成分(單位，wt% ) :C 彡 0. 19,Si 彡 0. 50,Mn 1. 05 1. 60,P ( 0. 020,S ( 0. 010,Als ^ 0. 050、其它為!^e和殘留元素；碳當(dāng)量[Ceq= C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15]彡 0. 46。上述采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟，a.純凈鋼水成分設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)Q345D低合金鋼的成分基礎(chǔ)上，通過潔凈鋼冶煉，嚴(yán) 格控制P、s含量，不添加微量合金Nb、V，通過進(jìn)行嚴(yán)格的TMCP軋制既保證鋼板的低碳當(dāng)量 及焊接性，又保障Q345D強(qiáng)韌性匹配；b. KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm,鐵 水經(jīng)KR攪拌脫硫后保證鐵水S ( 0. 005%，保證脫硫周期彡2 Imin、脫硫溫降彡20 °C ；c.轉(zhuǎn)爐冶煉入爐鐵水3彡0.005%、？彡0.080%，鐵水溫度彡12501，鐵水 裝入量誤差按士 It來控制，廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期1. 0-1. 3m、中 期1. 2-1. 6m、后期1. 0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4. 0控制，出鋼目標(biāo)P彡0. 015 %、 C^O. 05%, S^O. 012%，出鋼過程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢 石；出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前必須采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度< 30mm， 轉(zhuǎn)爐出鋼過程中要求全程吹氬；d.吹氬處理氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/ min，鋼液面裸眼直徑控制在300 600mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；e. LF精煉精煉過程中全程吹氬，加入精煉渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，精煉脫氧 劑以電石、鋁粒、硅鐵粉為主，加入量根據(jù)鋼水中氧含量及造白渣情況適量加入，加熱過程 根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程中要求根據(jù)造渣情況，補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6 次，離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C (不采用真空脫 氣)/1610士 15°C (采用真空脫氣)；f. VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時(shí)間必須彡15min，破真空后軟 吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露。正常在線包抽真空時(shí)間(抽真空前鋼水溫 度-目標(biāo)離站溫度)/1. 7min。覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫 度 1565士 15°C ；g.連鑄澆鋼前保證鑄機(jī)設(shè)備狀況良好，中包過熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min, 比水量0. 80L/kg,電攪900A、5Hz、30S-3-30S，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開澆后 Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅，澆鋼過程中合理控制塞棒 吹氬量，保證結(jié)晶器液面波動(dòng)輕微，鑄坯下線后要求堆冷> 12h ；h.加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C，加熱段溫度 1220-1240°C，保溫段溫度 1200-1220°C，加熱速度 10_i;3min/cm ；i.控軋控冷第一階段開軋溫度控制在1000 1200°C之間，采用高溫低速大壓下 軋制，道次壓下量不小于20mm;當(dāng)溫度不低于1000°C時(shí)，停軋晾鋼，晾鋼厚度為成品厚度的 2. 5-3倍；當(dāng)軋件溫度小于880°C時(shí)，開始第二階段軋制，二階段累計(jì)變形率>60%，終軋溫 度控制在780 840°C;軋制完畢后采用ACC控冷，終冷溫度控制在650 700°C之間，然后 送往矯直機(jī)矯直；j.堆冷工藝采用高溫堆冷工藝可有效避免因快速冷卻產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，同時(shí)可大大降低鋼板 中氫的含量，充分實(shí)現(xiàn)熱擴(kuò)散效果，改善鋼板探傷缺陷。鋼板堆垛緩冷工藝如下；堆垛緩冷 溫度不低于400°C，堆冷時(shí)間控制在M小時(shí)。為達(dá)到上述目的，在原有的Q345D低合金鋼的成分基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整Q345D中C、 Mn的含量合比例，并同時(shí)嚴(yán)格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，進(jìn)而不添 加價(jià)格高昂的微合金元素Nb、V等，從而保證了 Q345D鋼板的沖擊功，同時(shí)又保證鋼板的強(qiáng) 度和塑性匹配。本發(fā)明的工藝流程從獲取優(yōu)質(zhì)鐵水、KR鐵水預(yù)處理、100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、LF 爐精煉、真空脫氣處理、鑄坯堆冷12-60小時(shí)、推鋼式加熱爐、3800m軋機(jī)、ACC層流冷卻、11 輥熱矯直機(jī)、堆冷、精整、外檢、探傷到入庫。冶煉過程中，嚴(yán)格控制鋼中P(磷)、S(硫)等 有害元素，保證鋼水的純凈度基本達(dá)到潔凈鋼水平。在后續(xù)軋制加熱過程中，為防止鋼坯內(nèi) 部晶粒粗大，適當(dāng)降低加熱溫度，為鋼坯在軋制過程中細(xì)化晶粒奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在軋制過程 中，通過采用國內(nèi)先進(jìn)的TMCP軋制技術(shù)，能夠保證Q345D鋼板性能需求。結(jié)合煉鋼化學(xué)成 分，經(jīng)過理論測算，鋼的再結(jié)晶終止溫度為895°C，為防止混晶和晶粒粗大，因此設(shè)計(jì)其待溫 晾鋼至880°C以下開始精軋，晾鋼厚度控制在成品厚度的2. 5-3倍，為精軋階段累計(jì)變形量 及細(xì)化晶粒、位錯(cuò)強(qiáng)化奠定基礎(chǔ)；如軋后緩慢冷卻易使晶粒長大，并且組織中的C、Mn等合 金固溶量有限，因此要控制適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。為了獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，根據(jù)板厚的不 同，軋后采用不同的層流冷卻，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，確保返紅溫度在650 700°C之間。 與傳統(tǒng)的Q;345D相比，在碳當(dāng)量不變的情況下，不添加Nb、V等貴重合金，保證Q345D各項(xiàng)性 能指標(biāo)，大大降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué) 成分(單位，wt % ) :C :0. 13、Si :0. 30、Mn :1. 15、P :0. 020、S :0. 05、Als :0. 020、其它為 Fe 和殘留元素；實(shí)施例二 一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué) 成分(單位，wt% ) :C :0. 19, Si :0. 50,Mn :1. 55,P :0. 010, S :0. 010,Als :0. 040、其它為 Fe 和殘留元素；實(shí)施例三一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué) 成分(單位，wt% ) :C :0. 16、Si :0. 40,Mn :1. 35,P ^ 0. 015、S ( 0. 008, Als 彡 0. 030、其 它為Fe和殘留元素；2、KR鐵水預(yù)處理工藝到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層 厚度彡20mm，鐵水經(jīng)KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡0. 005%，保證脫硫周期彡21min、脫硫溫 降彡20°C。3、轉(zhuǎn)爐冶煉工藝入爐鐵水S彡0. 005%、P彡0. 080%，鐵水溫度彡1250°C, 鐵水裝入量誤差按士 It來控制，廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期1. 0-1. 3m、中 期1. 2-1. 6m、后期1. 0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4. 0控制，出鋼目標(biāo)P彡0. 015 %、 C^O. 05%, S ^ 0.012%，出鋼過程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢 石。出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前必須采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度< 30mm， 轉(zhuǎn)爐出鋼過程中要求全程吹氬。4、吹氬處理工藝氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹 氬3min，流量200-500NL/min，鋼液面裸眼直徑控制在300 600mm，離氬站溫度不得低于 1570°C。5、LF精煉工藝精煉過程中全程吹氬，吹氬強(qiáng)度根據(jù)不同環(huán)節(jié)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。加 入精煉渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，精煉脫氧劑以電石、鋁粒、硅鐵粉為主，加入量根據(jù)鋼水 中氧含量及造白渣情況適量加入。加熱過程根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進(jìn)行加 熱，加熱時(shí)間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程中要求根據(jù)造渣情 況，補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次。離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣， 上鋼溫度1565士 15°C (不采用真空脫氣)/1610士 15°C (采用真空脫氣)。6、VD精煉工藝VD 真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時(shí)間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min或不吹，軟吹過程 中鋼水不得裸露。正常在線包抽真空時(shí)間(抽真空前鋼水溫度-目標(biāo)離站溫度)/1. 7min。 覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C。7、連鑄工藝 澆鋼前保證鑄機(jī)設(shè)備狀況良好，中包過熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/kg, 電攪900A、5Hz、30S-3-30S，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù) 管，中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅。澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬量，保證結(jié)晶器 液面波動(dòng)輕微。鑄坯下線后要求堆冷> 12h。8、加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫 度900-1000°C，加熱段溫度1220-1M0°C，保溫段溫度1200-1220°C，加熱速度10-i;3min/ cm ；9、控軋控冷結(jié)合煉鋼化學(xué)成分，經(jīng)過理論測算，鋼的再結(jié)晶終止溫度為895°C，為防 止混晶和晶粒粗大，因此設(shè)計(jì)其待溫晾鋼至880°C以下開始精軋。晾鋼厚度控制在成品厚度 的2. 5-3倍，為精軋階段累計(jì)變形量及細(xì)化晶粒、位錯(cuò)強(qiáng)化奠定基礎(chǔ)；
如軋后緩慢冷卻易使晶粒長大，并且組織中的C、Mn等合金固溶量有限，因此要控 制適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。為了獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，根據(jù)板厚的不同，軋后采用不同的層流 冷卻，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，確保返紅溫度在650 700°C之間?？剀埧乩涔に嚾缦碌谝浑A段開軋溫度控制在1000 1200°C之間，采用高溫低速大壓下軋制，道次 壓下量不小于20mm ；當(dāng)溫度不低于1000°C時(shí)，停軋晾鋼，晾鋼厚度為成品厚度的2. 5-3倍； 當(dāng)軋件溫度小于880°C時(shí)，開始第二階段軋制，二階段累計(jì)變形率>60%，終軋溫度控制在 780 840°C ；軋制完畢后采用ACC控冷，終冷溫度控制在650 700°C之間，然后送往矯直
機(jī)矯直。10、堆冷工藝采用高溫堆冷工藝可有效避免因快速冷卻產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，同時(shí)可 大大降低鋼板中氫的含量，充分實(shí)現(xiàn)熱擴(kuò)散效果，改善鋼板探傷缺陷。鋼板堆垛緩冷工藝如 下；堆垛緩冷溫度不低于400°C，堆冷時(shí)間控制在M小時(shí)；機(jī)械力學(xué)性能分析成份及機(jī)械力學(xué)性能按GB/T1591-2008執(zhí)行，具體見表1。表1 Q345D鋼板機(jī)械力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板，其特征在于包含如下質(zhì)量 百分比的化學(xué)成分(單位，wt% ) =C ^ 0. 19、Si ^ 0. 50、Mn 1. 05 1. 60、P ≤ 0. 020、 S≤0. 010, Als ≤ 0. 050、其它為Fe和殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板，其特征在于 碳當(dāng)量[Ceq = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Ni+Cu)/15] ^ 0. 46。
3.如權(quán)利要求1所述的采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板的生產(chǎn)工藝，其 特征在于包括如下步驟，a.純凈鋼水成分設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)Q345D低合金鋼的成分基礎(chǔ)上，通過潔凈鋼冶煉，嚴(yán)格控 制P、S含量，不添加微量合金Nb、V，通過進(jìn)行嚴(yán)格的TMCP軋制既保證鋼板的低碳當(dāng)量及焊 接性，又保障Q345D強(qiáng)韌性匹配；b.KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm，鐵水經(jīng) KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡0. 005%，保證脫硫周期彡2 Imin、脫硫溫降彡20 °C ；c.轉(zhuǎn)爐冶煉入爐鐵水S彡0.005%、P彡0. 080%，鐵水溫度彡1250°C，鐵水裝入量 誤差按士 It來控制，廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期1. 0-1. 3m、中期1. 2-1. 6m、 后期1. 0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4. 0控制，出鋼目標(biāo)P彡0. 015 %、C彡0. 05 %、 SS 0.012%，出鋼過程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石；出鋼前用 擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前必須采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度< 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程 中要求全程吹氬；d.吹氬處理氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/min，鋼 液面裸眼直徑控制在300 600mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；e.LF精煉精煉過程中全程吹氬，加入精煉渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，精煉脫氧劑 以電石、鋁粒、硅鐵粉為主，加入量根據(jù)鋼水中氧含量及造白渣情況適量加入，加熱過程 根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間按兩次控制，一加熱7-12min、 二加熱6-lOmin，二加熱過程中要求根據(jù)造渣情況，補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6 次，離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C (不采用真空脫 氣)/1610士 15°C (采用真空脫氣)；f.VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時(shí)間必須彡15min，破真空后軟吹 2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露。正常在線包抽真空時(shí)間(抽真空前鋼水溫 度-目標(biāo)離站溫度)/1. 7min。覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫 度 1565士 15°C ；g.連鑄澆鋼前保證鑄機(jī)設(shè)備狀況良好，中包過熱度15士10°C，拉速0. 7m/min,比水 量0. 80L/kg,電攪900A、5Hz、30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開澆后Imin 內(nèi)必須套保護(hù)管，中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅，澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬 量，保證結(jié)晶器液面波動(dòng)輕微，鑄坯下線后要求堆冷> 12h ；h.加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C，加熱段溫度 1220-1240°C，保溫段溫度 1200-1220°C，加熱速度 10_i;3min/cm ；i.控軋控冷第一階段開軋溫度控制在1000 1200°C之間，采用高溫低速大壓下軋 制，道次壓下量不小于20mm;當(dāng)溫度不低于1000°C時(shí)，停軋晾鋼，晾鋼厚度為成品厚度的 2. 5-3倍；當(dāng)軋件溫度小于880°C時(shí)，開始第二階段軋制，二階段累計(jì)變形率彡60%,終軋溫度控制在780 840°C;軋制完畢后采用ACC控冷，終冷溫度控制在650 700°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；j.堆冷采用高溫堆冷工藝可有效避免因快速冷卻產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，同時(shí)可大大降低 鋼板中氫的含量，充分實(shí)現(xiàn)熱擴(kuò)散效果，改善鋼板探傷缺陷。鋼板堆垛緩冷工藝如下；堆垛 緩冷溫度不低于400°C，堆冷時(shí)間控制在M小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用不添加微合金元素生產(chǎn)低合金Q345D厚板及其生產(chǎn)方法，該方法在不增加RH等真空脫碳設(shè)備的前提下，利用企業(yè)現(xiàn)有的VD等設(shè)備，達(dá)到冶煉低碳鋼、超低碳鋼鋼板的要求，在現(xiàn)階段企業(yè)利潤不高的情況下，避免了大規(guī)模上馬新設(shè)備、改造設(shè)備的大量投入，為公司節(jié)約投入，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，大大減輕了現(xiàn)階段企業(yè)的資金投入，并為以后市場形勢好轉(zhuǎn)以及企業(yè)利潤提高后再上馬新設(shè)備提供了充足的準(zhǔn)備時(shí)間。
文檔編號C22C38/06GK102080181SQ20101059824
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉慶波, 別曉娟, 宋君君, 崔冠軍, 龐百鳴, 張兵, 朱成杰, 楊東, 趙迪, 郭艷芳, 陳平, 雷文慧 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司