本發(fā)明涉及低合金高強(qiáng)鋼生產(chǎn)，尤其涉及一種屈服強(qiáng)度355/390mpa級(jí)低合金高強(qiáng)鋼的柔性化高效率生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)、390mpa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼具有良好的力學(xué)及焊接性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、風(fēng)電、車輛、船舶、壓力容器、化工設(shè)備等領(lǐng)域，是中厚板產(chǎn)品應(yīng)用最為廣泛的品種。隨著市場(chǎng)形勢(shì)的變化，屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)、390mpa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼的盈利能力越來(lái)越低，急需通過降本生產(chǎn)提高其創(chuàng)效能力。

2、目前，厚度為10～40mm、屈服強(qiáng)度為355mpa級(jí)或390mpa級(jí)的低合金高強(qiáng)鋼，主要生產(chǎn)模式為控軋控冷；為了保證鋼板的性能，通常要求精軋開軋溫度及終軋溫度控制在一個(gè)較窄的溫度范圍內(nèi)，導(dǎo)致鋼板生產(chǎn)節(jié)奏緩慢，且工藝要求嚴(yán)苛，不利于高效生產(chǎn)。

3、申請(qǐng)公布號(hào)為cn?102965575?a的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了“一種355mpa級(jí)船板鋼的超快冷制備方法”，首先按照設(shè)定化學(xué)組分冶煉鋼水，將鋼水澆鑄成坯，并將坯料加熱軋制成連鑄板坯，將連鑄板坯加熱進(jìn)行粗軋，然后進(jìn)行精軋，精軋開軋溫度為950～1000℃，終軋溫度為900～950℃，壓下率≥50％，得到鋼板，對(duì)鋼板采用超快速冷卻工藝，以40～50℃/s冷卻到700～750℃，然后采用層流冷卻，以8～15℃/s的速度冷卻到600～650℃，最后空冷至室溫，得到屈服強(qiáng)度≥355mpa，抗拉強(qiáng)度490～630mpa，-40℃夏氏沖擊功≥34j，標(biāo)準(zhǔn)拉伸樣的延伸率≥22％的355mpa級(jí)船板鋼。其通過軋后的超快速冷卻和層流冷卻，實(shí)現(xiàn)高溫控軋，提高了軋制效率，降低軋機(jī)負(fù)荷，更好的實(shí)現(xiàn)減量化生產(chǎn)。

4、授權(quán)公告號(hào)為cn?102912229?b的中國(guó)發(fā)明專利公開了“一種390mpa級(jí)低成本熱軋結(jié)構(gòu)鋼板及其制造方法”，成分：c?0.15％～0.20％，si?0.05％～0.20％，mn?0.1％～0.5％，b?0.0005％～0.004％，n≤0.0060％，al?0.02％～0.05％，ti?0.015％～0.025％,ca0.0025％～0.0060％，0.12≤ca/al≤0.2，余為fe。其方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、連鑄、軋制，精煉加al脫氧，加ti固氮，使o≤0.002％，n≤0.006％，精煉結(jié)束前加硼合金化，喂si-ca線；連鑄坯熱裝溫度大于840℃；板坯加熱1100～1180℃，保溫2～3小時(shí)，粗軋開軋1020～1100℃，中間坯厚度/成品厚度>5，精軋開軋950～1000℃，累積變形量大于50％，終軋溫度850～900℃，軋后6～20℃/s冷至500～600℃卷取，之后空冷。其工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品韌塑性能和焊接性能好。

5、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過高純度冶煉及重壓下連鑄工藝得到高質(zhì)量連鑄坯，同時(shí)降低加熱溫度，保證第二相粒子充分回溶的同時(shí)減小原始奧氏體晶粒尺寸，軋制時(shí)通過低溫快速大變形軋制實(shí)現(xiàn)第二相粒子的彌散析出，軋后快速冷卻減小內(nèi)部?jī)?chǔ)能釋放，充分利用析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化及相變強(qiáng)化作用，實(shí)現(xiàn)厚度10～40mm鋼板的柔性化、高效率生產(chǎn)，大幅度提高鋼板生產(chǎn)效率的同時(shí)，保證了充足的性能富余量，大幅度降低了加熱爐能源消耗，提高了屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)及390mpa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼的創(chuàng)效能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種屈服強(qiáng)度355/390mpa級(jí)低合金高強(qiáng)鋼的柔性化生產(chǎn)方法，通過冶煉、連鑄、低溫加熱、低溫軋制與控冷工藝的耦合設(shè)計(jì)，充分利用高質(zhì)量連鑄坯在低溫軋制時(shí)的細(xì)晶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的綜合作用，實(shí)現(xiàn)了屈服強(qiáng)度為355mpa級(jí)和390mpa級(jí)鋼板的柔性化、高效率生產(chǎn)。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種屈服強(qiáng)度355/390mpa級(jí)低合金高強(qiáng)鋼的柔性化生產(chǎn)方法，鋼中化學(xué)成分按重量百分比計(jì)含有c：0.13％～0.18％；si：0.20％～0.35％；mn：0.8％～1.10％；p≤0.02％；s≤0.005％；nb：0.005％～0.01％；als：0.01％～0.03％：成品鋼板為屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)鋼板或屈服強(qiáng)度390mpa級(jí)鋼板；余量為fe和不可避免的雜質(zhì)；生產(chǎn)工藝過程包括轉(zhuǎn)爐冶煉、lf精煉、連鑄、加熱、軋制、軋后控冷及矯直；其中：

4、1)轉(zhuǎn)爐冶煉及l(fā)f精煉；

5、冶煉原料經(jīng)鐵水預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐冶煉采用頂?shù)讖?fù)吹，保證轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)p≤0.02％；

6、lf爐精煉過程中進(jìn)行造白渣操作，采用鋁鐵脫氧，確保氧含量低于20ppm，采用喂鈣的方式改性mns夾雜，保證軟吹時(shí)間≥5min；lf精煉總處理時(shí)間30～50min，lf精煉結(jié)束時(shí)s≤0.005％；

7、2)連鑄；

8、連鑄過熱度控制在20～25℃，二冷區(qū)電磁攪拌電流強(qiáng)度為500～700a，連續(xù)攪拌20～50s；拉速控制在1.10～1.20m/min，鑄坯凝固末端采用動(dòng)態(tài)重壓下工藝，總壓下量為20～25mm；鑄坯中心偏析按yb/t4003《連鑄鋼板坯低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖》評(píng)級(jí)達(dá)到c0.5級(jí)；

9、3)加熱；

10、鑄坯下線后熱裝送加熱爐加熱，入爐溫度不低于500℃；預(yù)熱段溫度為550～850℃，預(yù)熱段時(shí)間為0.5～1h；加熱段溫度為1180～1220℃，加熱段時(shí)間為1～1.5h；均熱段溫度為1130～1170℃，均熱段時(shí)間為0.5～1h；總在爐時(shí)間為2～4h，出爐時(shí)連鑄坯溫度為1080～1130℃，且鑄坯表面與心部溫差不超過25℃；

11、4)軋制；

12、鑄坯除鱗后立即進(jìn)行軋制，采用控軋模式；粗軋開軋溫度為950～1000℃；粗軋展寬階段2～4道次完成，道次壓下率為8％～18％，道次間隔時(shí)間為2～8s，軋制速率為1.0～1.5m/s；粗軋縱軋階段前3道次壓下率在25％～30％，軋制速度為0.5～1.0m/s，道次間隔時(shí)間為10～15s；粗軋其余各道次壓下率為16％～25％，軋制速度為1.0～2.0m/s，道次間隔時(shí)間為5～15s；

13、精軋各道次壓下率為10％～20％，軋制速度為2.5～3.3m/s，道次間隔時(shí)間為3～8s；

14、5)冷卻；

15、軋后鋼板立即進(jìn)行冷卻，冷卻速率為8～15℃/s，屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)鋼板的返紅溫度為630～670℃，屈服強(qiáng)度390mpa級(jí)鋼板的返紅溫度為580～620℃。

16、進(jìn)一步的，所述鑄坯的厚度為200～250mm，中間坯厚度為成品鋼板厚度的1.5～2.5倍，成品鋼板的厚度為10～40mm。

17、進(jìn)一步的，所述鑄坯出加熱爐后至少進(jìn)行2道次除鱗，除鱗水壓力為20～25mpa。

18、進(jìn)一步的，對(duì)于10mm≤厚度≤20mm的鋼板采用單塊控軋方式，中間坯不進(jìn)行待溫冷卻，粗軋結(jié)束后立即進(jìn)行精軋；對(duì)于20mm＜厚度≤40mm鋼板采用多塊控軋方式，即采用單機(jī)架交叉軋制，粗軋階段最后一塊鋼板粗軋結(jié)束后，精軋階段第一塊鋼板立即進(jìn)行精軋，精軋階段第一塊鋼板精軋結(jié)束后精軋階段第二塊鋼板立即進(jìn)行精軋，以此類推直至最后一塊鋼板精軋結(jié)束。

19、進(jìn)一步的，成品鋼板的鐵素體晶粒度為9～11級(jí)。

20、進(jìn)一步的，屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)鋼板的成品性能為：屈服強(qiáng)度≥355mpa、抗拉強(qiáng)度470～630mpa，延伸率≥23％，-20℃夏比沖擊功≥200j；機(jī)械性能滿足gb/t1591《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)中q355級(jí)別的要求。

21、進(jìn)一步的，屈服強(qiáng)度390mpa級(jí)鋼板的成品性能為：屈服強(qiáng)度≥390mpa、抗拉強(qiáng)度490～650mpa，延伸率≥22％，-20℃夏比沖擊功≥150j；機(jī)械性能滿足gb/t1591《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)中q390級(jí)別的要求。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、(1)在原始q355mpa級(jí)鋼板成分基礎(chǔ)上，通過高潔凈度冶煉及重壓下連鑄工藝優(yōu)化，獲得高質(zhì)量連鑄坯；在低溫加熱及軋制工藝條件下，充分利用析出強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的突出貢獻(xiàn)，保證10～40mm厚度鋼板性能的同時(shí)，大幅度提高了生產(chǎn)效率(小時(shí)塊數(shù)提高了2塊/h以上)；

24、(2)鋼中不添加v、cu、稀土等貴重金屬元素，合金成本低，保證了產(chǎn)品的創(chuàng)效能力；

25、(3)在成分不變的條件下，可以保證原始屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)鋼板的性能達(dá)到屈服強(qiáng)度390mpa級(jí)鋼板的性能要求；

26、(4)本發(fā)明不對(duì)鋼板的精軋終軋溫度進(jìn)行限定，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，工藝窗口限制小，有利于名義尺寸繁雜鋼板的生產(chǎn)，且實(shí)際應(yīng)用后一次性能合格率高達(dá)99.5％以上；

27、(5)有效減少了板坯的燒損，提高成材率的同時(shí)獲得了高質(zhì)量的鋼板表面；

28、(6)采用低溫柔性軋制工藝，同一澆次甚至同一爐的鋼水(成分相同)，通過調(diào)整軋后冷卻工藝參數(shù)，可生產(chǎn)出屈服強(qiáng)度355mpa級(jí)及390mpa級(jí)的系列產(chǎn)品，大幅度提高了煉鋼的生產(chǎn)效率。