本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法。

背景技術(shù)：

特厚板心部是整個(gè)鋼板性能最差的部分，鋼板中心區(qū)域存在嚴(yán)重的宏觀偏析、疏松和組織粗大等缺陷。通常，增加鋼板心部區(qū)域軋制力和形變滲透可以壓合鋼板心部微裂紋、疏松并細(xì)化中心組織。采用增加鑄坯尺寸可以顯著提高壓縮比，增加心部變形能力，但是受制于裝備水平，唐鋼中厚板公司最大鑄機(jī)斷面厚度為280mm，單純依靠提高鑄坯尺寸的方法改善心部質(zhì)量的方法潛力有限。因此，尋求新的技術(shù)手段在當(dāng)前裝備水平的狀況下提高鋼板心部質(zhì)量顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法。本發(fā)明采用初軋階段溫度梯度軋制技術(shù)工藝，使軋制力和變形有效的向鋼板心部滲透從而改善中心組織，該方法得到的鋼板心部組織明顯細(xì)化且心部力學(xué)性能明顯提升。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：一種粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法，所述生產(chǎn)方法包括加熱工序、粗軋工序、精軋工序、即時(shí)冷卻工序和超快冷工序；所述特厚板化學(xué)成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：c：0.14～0.16%，mn：1.40～1.57%，si：0.21～0.30%，als：0.25～0.31%，p≤0.015%，s≤0.010%，nb：0.030～0.036%，ti：0.015～0.019%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本發(fā)明所述粗軋工序采用溫度梯度軋制工藝。

本發(fā)明所述即時(shí)冷卻工序，粗軋縱軋前三道次采用即時(shí)冷卻工藝，使用6400mm寬度即時(shí)冷卻裝置，冷卻水量1000l/min，全部開啟8組冷卻水，使得軋件心部和表面產(chǎn)生203～297℃溫差，滿足溫度梯度軋制工藝要求。

本發(fā)明所述加熱工序：鑄坯加熱爐完全燒透，加熱溫度1140～1180℃。

本發(fā)明所述粗軋工序：粗軋階段縱軋前三道次單道次壓下率為10.3～14.8%。

本發(fā)明所述精軋工序：精軋開軋中間坯厚度145mm；精軋的二次開軋溫度≤860℃，精軋的終軋溫度為800～820℃。

本發(fā)明所述超快冷工序：鋼板經(jīng)超快冷冷卻后，表面返紅溫度為640～660℃。

本發(fā)明基于成分設(shè)計(jì)并結(jié)合即時(shí)冷卻和超快冷技術(shù)生產(chǎn)100mm厚規(guī)格鋼板。通過粗軋縱軋前三道次中間坯即時(shí)冷卻使得中間坯心部和表面產(chǎn)生203～297℃溫差，依靠此溫度梯度實(shí)現(xiàn)粗軋階段溫度梯度軋制工藝，粗軋前三縱軋階段單道次壓下率為10.3～14.8%。使得軋制力和形變能夠有效的向心部滲透，從而改善鋼板的心部質(zhì)量。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法采用粗軋機(jī)后即時(shí)冷卻裝置，裝置冷卻區(qū)域長度6400mm，冷卻水量1000l/min，在粗軋縱軋前三道次對軋件進(jìn)行往復(fù)式冷卻，全部開啟8組冷卻水，使得軋件表面和心部產(chǎn)生203~297℃溫差后送入粗軋機(jī)進(jìn)行溫度梯度軋制，粗軋階段縱軋前三單道次壓下率為10.3～14.8%，以達(dá)到軋制力和形變有效滲透入軋件心部。為考證本方法的有效性，鑄坯均采用280mm厚度坯型，精軋開軋中間坯厚度均為145mm，精軋采用相同的軋制規(guī)程，精軋完成后經(jīng)超快冷區(qū)域采用相同的冷卻參數(shù)。本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法采用即時(shí)冷卻溫度梯度軋制工藝可生產(chǎn)出厚度100mm特厚板，鋼板側(cè)面由雙鼓型變成單鼓型，表明軋制力和形變有效的向鋼板心部滲透，鋼板心部組織明顯細(xì)化且心部力學(xué)性能明顯提升。因此，本方法具有成本低、工藝穩(wěn)定和性能優(yōu)異等特點(diǎn)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明成分設(shè)計(jì)結(jié)合即時(shí)冷卻和超快冷技術(shù)生產(chǎn)100mm厚規(guī)格鋼板，鋼板側(cè)面由雙鼓型轉(zhuǎn)變成單鼓型得到顯著改善，鋼板心部組織明顯細(xì)化且心部性能明顯提升。本方法具有成本低、工藝穩(wěn)定和性能優(yōu)異等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1心部金相組織圖；

圖2為實(shí)施例2心部金相組織圖；

圖3為實(shí)施例3心部金相組織圖；

圖4為實(shí)施例4鋼板邊鼓形狀圖；

圖5為實(shí)施例4心部金相組織圖；

圖6為實(shí)施例5鋼板邊鼓形狀圖；

圖7為實(shí)施例5心部金相組織圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，下述實(shí)施例中的性能檢測采用全厚度橫向拉伸，鋼板心部組織采用光學(xué)顯微照片，涉及溫度梯度軋制效果鋼板邊鼓采用數(shù)碼照片。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法包括加熱工序、粗軋工序、即時(shí)冷卻工序、精軋工序和超快冷工序，具體為依次采用下述過程：轉(zhuǎn)爐冶煉、lf精煉、連鑄、加熱爐、高壓除鱗、粗軋機(jī)、中間坯即時(shí)冷卻、精軋機(jī)、預(yù)熱矯直機(jī)、超快冷和熱矯直機(jī)。所述中間坯即時(shí)冷卻，全部開啟8組冷卻水，冷卻水量1000l/min，后進(jìn)粗軋機(jī)進(jìn)行軋制。

實(shí)施例1

本厚規(guī)格鋼板化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為c：0.14%，mn：1.40%，si：0.21%，als：0.25%，p：0.015%，s：0.010%，nb：0.030%，ti：0.015%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法如下所述，包括加熱工序、粗軋工序、即時(shí)冷卻工序、精軋工序和超快冷工序。

1）加熱工序：鑄坯加熱爐完全燒透，加熱溫度1140℃。

2）粗軋工序：粗軋工序采用溫度梯度軋制工藝，粗軋階段縱軋前三道次單道次壓下率分別為13.5%、13.7%和14.1%。

3）即時(shí)冷卻工序：粗軋縱軋前三道次采用即時(shí)冷卻工藝，使用6400mm寬度即時(shí)冷卻裝置，冷卻水量1000l/min，全部開啟8組冷卻水，粗軋縱軋前三道次，每道次在即時(shí)冷卻區(qū)域冷卻2來回，中間坯心部和表面溫差131℃、137℃和141℃。

4）精軋工序：精軋中間坯厚度145mm，精軋的二次開軋溫度849℃、終軋溫度811℃。

5）超快冷工序：鋼板經(jīng)超快冷冷卻后，表面返紅溫度為640℃。

本特厚板經(jīng)檢驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度為568mpa，屈服強(qiáng)度376mpa，0℃沖擊功95j，鋼板心部金相組織如圖1所示。

實(shí)施例2

本厚規(guī)格鋼板化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為c：0.16%，mn：1.57%，si：0.30%，als：0.31%，p：0.013%，s：0.007%，nb：0.036%，ti：0.019%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法如下所述，包括加熱工序、粗軋工序、即時(shí)冷卻工序、精軋工序和超快冷工序。

1）加熱工序：鑄坯加熱爐完全燒透，加熱溫度1161℃。

2）粗軋工序：粗軋工序采用溫度梯度軋制工藝，粗軋階段縱軋前三道次單道次壓下率分別為12.1%、12.7%和12.9%。

3）即時(shí)冷卻工序：粗軋縱軋前三道次采用即時(shí)冷卻工藝，使用6400mm寬度即時(shí)冷卻裝置，冷卻水量1000l/min，全部開啟8組冷卻水，粗軋縱軋前三道次，每道次在即時(shí)冷卻區(qū)域冷卻3來回，中間坯心部和表面溫差203℃、207℃和211℃。

4）精軋工序：精軋中間坯厚度145mm，精軋的二次開軋溫度854℃、終軋溫度803℃。

5）超快冷工序：鋼板經(jīng)超快冷冷卻后，表面返紅溫度為653℃。

本特厚板經(jīng)檢驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度為579mpa，屈服強(qiáng)度394mpa，0℃沖擊功143j，鋼板心部金相組織如圖2所示。

實(shí)施例3

本厚規(guī)格鋼板化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為c：0.15%，mn：1.43%，si：0.23%，als：0.27%，p：0.014%，s：0.009%，nb：0.032%，ti：0.017%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法如下所述，包括加熱工序、粗軋工序、即時(shí)冷卻工序、精軋工序和超快冷工序。

1）加熱工序：鑄坯加熱爐完全燒透，加熱溫度1180℃。

2）粗軋工序：粗軋工序采用溫度梯度軋制工藝，粗軋階段縱軋前三道次單道次壓下率分別為10.3%、10.8%和11.4%。

3）即時(shí)冷卻工序：粗軋縱軋前三道次采用即時(shí)冷卻工藝，使用6400mm寬度即時(shí)冷卻裝置，冷卻水量1000l/min，全部開啟8組冷卻水，粗軋縱軋前三道次，每道次在即時(shí)冷卻區(qū)域冷卻4來回，中間坯心部和表面溫差257℃、263℃和265℃。

4）精軋工序：精軋中間坯厚度145mm，精軋的二次開軋溫度851℃、終軋溫度800℃；

5）超快冷工序：鋼板經(jīng)超快冷冷卻后，表面返紅溫度為645℃。

本特厚板經(jīng)檢驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度為594mpa，屈服強(qiáng)度411mpa，0℃沖擊功151j，鋼板心部金相組織如圖3所示。

實(shí)施例4

本厚規(guī)格鋼板化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為c：0.16%，mn：1.51%，si：0.28%，als：0.30%，p：0.012%，s：0.008%，nb：0.034%，ti：0.018%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法如下所述，包括加熱工序、粗軋工序、即時(shí)冷卻工序、精軋工序和超快冷工序。

1）加熱工序：鑄坯加熱爐完全燒透，加熱溫度1149℃。

2）粗軋工序：粗軋工序采用溫度梯度軋制工藝，粗軋階段縱軋前三道次單道次壓下率分別為14.3%、14.5%和14.8%。

3）即時(shí)冷卻工序：粗軋縱軋前三道次采用即時(shí)冷卻工藝，使用6400mm寬度即時(shí)冷卻裝置，冷卻水量1000l/min，全部開啟8組冷卻水，粗軋縱軋前三道次，每道次在即時(shí)冷卻區(qū)域冷卻5來回，中間坯心部和表面溫差287℃、293℃和297℃。

4）精軋工序：精軋中間坯厚度145mm，精軋的二次開軋溫度860℃、終軋溫度820℃；

5）超快冷工序：鋼板經(jīng)超快冷冷卻后，表面返紅溫度為660℃。

鋼板邊鼓形狀如圖4所示，心部金相組織如圖5所示。

本特厚板經(jīng)檢驗(yàn)，抗拉強(qiáng)度為607mpa，屈服強(qiáng)度431mpa，20℃沖擊功156j。

對比例1

本厚規(guī)格鋼板化學(xué)成分的質(zhì)量百分含量為c：0.16%，mn：1.56%，si：0.29%，als：0.29%，p：0.011%，s：0.007%，nb：0.035%，ti：0.017%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。

本粗軋階段提高低合金特厚板心部質(zhì)量的方法如下所述，包括加熱工序、粗軋工序、即時(shí)冷卻工序、精軋工序和超快冷工序。

1）加熱工序：鑄坯加熱爐完全燒透，加熱溫度1149℃。

2）粗軋工序：粗軋工序采用溫度梯度軋制工藝，粗軋縱軋前三道次單道次壓下率分別為13.9%、14.2%和14.7%。

3）即時(shí)冷卻工序：粗軋不采用即時(shí)冷卻工藝。

4）精軋工序：精軋中間坯厚度145mm，精軋的二次開軋溫度850℃、終軋溫度815℃；

5）超快冷工序：鋼板經(jīng)超快冷冷卻后，表面返紅溫度為652℃。

鋼板邊鼓形狀如圖6所示，心部金相組織如圖7所示。

本特厚板經(jīng)檢驗(yàn)，心部位置抗拉強(qiáng)度為553mpa，屈服強(qiáng)度357mpa，20℃沖擊功73j。

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。