本發(fā)明涉及工程機械、橋梁、船板等行業(yè)用熱軋開平鋼板的工藝制造領域，具體地指一種厚規(guī)格高表面質量熱軋開平板及其制造方法。
背景技術：
：厚規(guī)格熱軋開平板，主要應用與船舶、工程機械及橋梁等制造行業(yè)，以目前常見的2250mm產線為例，當鋼板厚度規(guī)格在14-25mm時，由于鋼板較厚，生產過程受機械設備能力、生產節(jié)奏等限制，表面質量往往很難控制，尤其是對于強度級別較低的軟鋼，表面硬度較低，不僅鋼板表面會出現(xiàn)大量氧化鐵皮，同時在開平生產過程中很容易形成凹坑、麻點、壓印等表面缺陷。目前，熱軋鋼板表面凹坑、麻點、壓印等缺陷不僅直接影響外觀，更對下游終端產品的噴漆效果產生一定影響，隨著下游各行業(yè)競爭的日趨激烈，國內外相關行業(yè)的主要生產加工廠商對鋼板表面質量的要求也越來越高，基本不允許熱軋鋼板表面出現(xiàn)黑灰、凹坑、麻點等常規(guī)缺陷。因此，采用合理的生產方法制造出性能優(yōu)異且表面質量優(yōu)良的熱軋開平板成為鋼廠亟待解決的問題。如中國專利CN102764760是一種高表面質量熱軋鋼板的制造方法，它通過將Si含量控制在0.15％以下，同時對軋制整個流程進行一定的工藝優(yōu)化、過程控制，獲得了具有較高表面質量的熱軋鋼板。但其主要以生產出熱軋卷為目的，并未考慮后期開平矯直生產過程可能對鋼板表面質量造成的影響。如中國專利CN101947557是一種減少熱軋鋼板表面生成氧化鐵皮的制備方法，它通過控制板坯抽鋼溫度、精軋開軋和終軋溫度、卷取溫度和冷卻方式實現(xiàn)減少氧化鐵皮生成的目的。此種方法主要通過控制出爐溫度，減少初生氧化鐵皮厚度，一定程度上減少了鋼板表面氧化鐵皮，改善了鋼板表面質量。但未考慮超快冷工藝和開平矯直過程對鋼板表面質量的影響。如中國專利CN101947557是一種熱軋鋼板及其表面氧化鐵皮的去除方法，它通過控制加熱溫度、精軋溫度、冷卻工藝和卷取溫度實現(xiàn)控制鋼板表面氧化鐵皮的目的。此種方法主要通過控制軋制工藝盡可能的減少鋼板表面氧化鐵皮量，也未考慮后續(xù)開平過程對鋼板表面質量的影響。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供了一種厚規(guī)格高表面質量熱軋開平板的的制造方法。該方法即生產一種厚度為14-25mm，屈服強度級別210-400MPa，表面光亮，基本無凹坑、麻點、壓印的熱軋開平板。此鋼板普遍應用于船舶、工程機械及橋梁等制造行業(yè)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種厚規(guī)格高表面質量熱軋開平板，所述熱軋開平板的化學成分重量百分比包括C：0.05～0.25％，Si：0.005～0.20％，Mn：0.10～2.0％，P≤0.025％，S≤0.025％，Als:0.020～0.070％、Nb:0.005～0.10％、V:0.001～0.20％、Ti:0.01～0.15％、B:0.0001～0.005％，其余為Fe及雜質。雜質要求Ni≤0.30％、Cr≤0.20％、Mo≤0.08％、Cu≤0.35％、Sn≤0.03％、Pb≤0.02％。進一步地，所述熱軋開平板的化學成分重量百分比包括C：0.05～0.20％，Si：0.01～0.20％，Mn：0.10～1.0％，Nb:0.005～0.05％、V:0.001～0.10％、Ti:0.01～0.10％、B:0.0001～0.003％、P≤0.020％、S≤0.020％、Als:0.025～0.060％，余為Fe及雜質。雜質要求Ni≤0.30％、Cr≤0.20％、Mo≤0.08％、Cu≤0.35％、Sn≤0.03％、Pb≤0.02％。再進一步地，所述熱軋開平板的化學成分重量百分比為C：0.11％，Si：0.05％，Mn：0.31％，P：0.017％，S：0.015％，Als：0.043％，Nb：0.014％，V：0.003％，Ti：0.022％，B：0.0008％，其余為Fe及雜質，雜質要求Ni≤0.30％、Cr≤0.20％、Mo≤0.08％、Cu≤0.35％、Sn≤0.03％、Pb≤0.02％。再進一步地，所述熱軋開平板的厚度規(guī)格為14～25mm，強度級別210～400MPa。本發(fā)明提供了一種厚規(guī)格高表面質量熱軋開平板的制造方法，該熱軋開平板通過高爐鐵水、鐵水預脫硫、轉爐冶煉、LF+RH精煉、板坯連鑄、鑄坯緩冷、板坯加熱、熱連軋、超快冷+層流冷卻、卷取、開卷、7輥粗矯+11輥精矯、橫切制備而成，其中，1)板坯加熱過程中板坯出爐溫度為1150～1280℃，在爐時間140～200min，保證合金元素完全固溶及充分奧氏體化；2)熱連軋過程中開軋溫度950～1080℃，精軋溫度800～980℃，卷取溫度500～680℃；采用高壓水除鱗，軋制過程中精軋機架間水全開，確保粗軋和精軋全道次除鱗；3)層流冷卻采用超快冷+前段層流冷卻模式，保證鋼板表面硬度HV10為200～280kgf/mm2；4)開卷過程中開卷前對開平線進行設備清掃，確認設備沒有油污、積聚的塵灰；5)7輥粗矯+11輥精矯過程中7輥粗矯入口矯直壓力相較計算值降低15％～25％，出口矯直壓力相較計算值降低20％～30％，11輥精矯入口和出口矯直壓力按計算值設定；7輥粗矯前加裝刷輥，去除少量FeO脫落形成的黑粉，11輥精矯前加裝吹掃裝置，防止異物壓入。作為優(yōu)先方案中，所述步驟3)中，開軋溫度950～1050℃，精軋溫度800～900℃，卷取溫度540～660℃作為優(yōu)先方案中，所述步驟3)中，超快冷段冷卻強度大于50～80℃/s，前段層流冷卻強度為10～30℃/s。作為優(yōu)先方案中，所述熱軋開平板的厚度規(guī)格為14～25mm，強度級別210～400MPa。其中：重點控制超快冷段冷卻強度和7輥粗矯出入口矯直力。以下簡述本發(fā)明中成分范圍及工藝要點的理由：C：含量控制在0.05～0.20wt％范圍內。碳是提高硬度、強度和耐磨性的主要元素，含有0.01wt％以上，才能確保鋼板的強度。但過高的C會降低鋼的延性和焊接性，本發(fā)明中碳含量控制范圍在0.05～0.25wt％,優(yōu)選為0.05～0.20wt％。Si：含量控制在0.01～0.20wt％范圍內。硅是煉鋼脫氧的必要元素，且以固溶強化形式提高鋼的強度，含量一般在0.005wt％以上。當Si≥0.2wt％時，與O發(fā)生反應后以SiO2的形式存在，SiO2又與FeO易形成FeO/Fe2SiO4的共析產物或成鐵橄欖石(2FeSiO2)，F(xiàn)eO/Fe2SiO4的共析產物凝固后為錨狀形貌，F(xiàn)eO很難去除；鐵橄欖石嵌入到氧化鐵皮層中后，與基體的結合非常緊密，高壓水除磷也很難將其除去。本發(fā)明中控制Si：0.005～0.20wt％，優(yōu)選為0.01～0.20wt％。Mn：含量控制在0.10～1.0wt％。錳能消除或減弱因硫所引起的熱脆性，從而改善鋼的熱加工性能。Mn和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度，強化基體；同時又是碳化物形成元素，進入滲碳體中取代一部分鐵原子，生成Mn3C，它與Fe3C能相互溶解，在鋼中形成在(FeMn)3C型化合物，從而提高鋼的強度、硬度。因此，一般含有0.10wt％以上的錳。但錳含量較高會造成較嚴重的中心偏析，并降低韌性，錳選擇為0.10～2.0wt％，優(yōu)選為0.10～1.0wt％。Nb：含量控制在0.005～0.05wt％。鈮可細化晶粒和彌散強化提高強度，硬度，0.10wt％以下即可達到細化晶粒和彌散強化的作用。本發(fā)明中控制Nb含量為0.005～0.10wt％，優(yōu)選為0.005～0.05wt％。V：含量控制在0.001～0.10wt％。釩能顯著改善普通低碳低合金鋼的焊接性能，可細化組織晶粒，提高強度和韌性。本發(fā)明中控制V含量為0.001～0.20wt％，優(yōu)選為0.001～0.10wt％。Ti：含量控制在0.01～0.10wt％。適量的鈦在連鑄冷卻條件下生成彌散的TiN顆粒，由于它的熔點很高，在焊接熱影響區(qū)能顯著抑制晶粒長大。本發(fā)明中控制Ti含量為0.01～0.15wt％，優(yōu)選為0.01～0.10wt％。B：含量控制在0.0001～0.003wt％。硼可以提高鋼的淬透性，可使厚規(guī)格鋼板調質后性能大為改善。本發(fā)明B含量控制在0.0001～0.005wt％，優(yōu)選為0.0001～0.003wt％。板坯出爐溫度為1150～1280℃，保證生產節(jié)奏；在爐時間140～200min，保證合金元素完全固溶及充分奧氏體化，減少初生氧化鐵皮的厚度。采用高壓水除鱗，軋制過程中精軋機架間水全開，確保粗軋和精軋全道次除鱗，盡可能去除鋼板表面氧化鐵皮。開軋溫度控制在950～1050℃，精軋溫度控制在800～900℃，卷取溫度為540～660℃。開軋溫度、精軋溫度和卷曲溫度的設定主要依據常規(guī)軋制節(jié)奏，并保證鋼板力學性能。進行超快冷+前段層流冷卻，超快冷段冷卻強度大于50℃/s，前段層流冷卻強度為10～30℃/s。對厚規(guī)格鋼板使用超快冷的強冷工藝，超快冷段冷卻強度大于50℃/s，保證鋼板表面形成激冷層，表面硬度HV10≥200kgf/mm2，減少鋼板表面因矯直壓入氧化鐵皮而形成的凹坑、麻點、壓印等缺陷。前段層流冷卻強度控制在10～30℃/s，可調節(jié)CT溫度，保證鋼板力學性能。優(yōu)化矯直工藝，將7輥粗矯入口矯直壓力相較計算值降低15％～25％，出口矯直壓力相較計算值降低20％～30％，11輥精矯入口和出口矯直壓力按計算值設定。適當降低粗矯入口矯直壓力，可在保證板型的基礎上使鋼板表面的氧化鐵皮充分壓碎；降低出口矯直壓力20％～30％，可在保證板型的基礎上，防止破碎的氧化鐵皮壓入鋼板表面；粗矯后的鋼板經吹掃裝置去除破碎的氧化鐵皮后進入精矯，即保證了鋼板表面質量又避免翹曲等板型問題的出現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明生產的厚度規(guī)格14-25mm，強度級別≤400MPa的熱軋開平板，力學性能優(yōu)異，表面質量良好，在船舶、工程機械、橋梁等行業(yè)具有明顯的競爭優(yōu)勢。通過對超快冷設備改造后冷卻工藝的合理利用，并對強度級別較低的厚規(guī)格鋼板開平工藝進行優(yōu)化，獲得了表面光亮，基本沒有凹坑、麻點、壓印等缺陷的熱軋開平板。此方法的應用大大提高了該類高表面質量熱軋產品的市場競爭力，經濟效益顯著。附圖說明圖1為16mm強度為355MPa的工程機械用熱軋開平板，超快冷段冷卻強度為57℃/s時的表面組織圖；圖2為熱軋開平板的心部組織圖。具體實施方式為了更好地解釋本發(fā)明，以下結合具體實施例進一步闡明本發(fā)明的主要內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于以下實施例。一種厚規(guī)格高表面質量熱軋開平板的的制造方法，冶煉時，將Si的重量百分比控制在0.01～0.20wt％之間，選擇性添加適量Cu、Cr、Ni、Nb、V、Ti、B等元素。板坯出爐溫度為1150-1280℃，在爐時間140-200min，保證合金元素完全固溶及充分奧氏體化；開軋溫度950-1080℃，精軋溫度800-980℃，卷取溫度500-680℃；進行超快冷+前段層流冷卻，超快冷段冷卻強度大于50℃/s，前段層流冷卻強度為10-30℃/s，鋼板表面硬度HV10≥200kgf/mm2；采用高壓水除鱗，軋制過程中精軋機架間水全開，確保粗軋和精軋全道次除鱗；優(yōu)化矯直工藝，7輥粗矯入口矯直壓力相較計算值降低15％-25％，出口矯直壓力相較計算值降低20％-30％，11輥精矯入口和出口矯直壓力按計算值設定；開卷前對開平線進行設備清掃，確認設備沒有油污、積聚的塵灰；7輥粗矯前加裝刷輥，去除少量FeO脫落形成的黑粉，11輥精矯前加裝吹掃裝置，防止異物壓入。下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案進一步詳細描述。鑄坯厚度為250mm，鋼板厚度規(guī)格為20mm，寬度為1800mm。本發(fā)明中化學成分見表1，其余為Fe。生產工藝控制與鋼板質量情況見表2。如圖1～2所示，鋼板表面激冷層晶粒細小，心部組織相對較為粗大，差別明顯。對比例1和2中，當超快冷段冷卻速度降低時，盡管對矯直壓力進行了優(yōu)化，但鋼板因表面硬度不足，仍會出現(xiàn)少量凹坑、麻點和鐵皮壓入等缺陷。對比例3中，因入口矯直力較大，鋼板表面部分氧化鐵皮直接被壓入鋼板表面，后續(xù)清掃、精矯過程中容易因鐵皮脫落出現(xiàn)凹坑、麻點等缺陷。對比例4中，因粗矯出口矯直力過低，粗矯后易出現(xiàn)翹曲，無法保證后續(xù)生產。對比例5中，粗矯入口和出口矯直力與計算值相差無幾，此時因前后矯直力過大，破碎的氧化鐵皮大量被壓入，且無法清掃去除，鋼板表面凹坑、麻點等缺陷嚴重，因此不利于高表面質量熱軋開平板的生產。表1本發(fā)明鋼板的化學成分情況(wt％)序號CSiMnPSAlsNbVTiB成分10.110.050.310.0170.0150.0430.0140.0030.0220.0008成分20.120.040.340.0160.0120.0360.0200.0010.0270.0012成分30.100.030.290.0130.0130.0350.0080.0170.0170.0015成分40.110.040.270.0190.0150.0410.0180.0020.0230.0010成分50.130.050.360.0140.0120.0430.0210.0020.0160.0009其它未詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術。盡管上述實施例對本發(fā)明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據本實施例在不經創(chuàng)造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬于本發(fā)明保護范圍。當前第1頁1 2 3