本发明属于技术领域,涉及一种一种高强度结构用钢板的生产方法。
背景技术:
工程机械不断向着大型化和轻量化方向发展,其用钢强度级别越来越高。相比已经能够稳定的生产屈服强度500、550、690、890、960mpa等多个级别的高强度结构用钢,工程机械制造业十分需要屈服强度为1100mpa以上的超高强钢。这些超高强钢主要用于混凝土泵车、汽车起重机的伸缩起重臂、履带起重机底座及拉板、大吨位液压支架等关键结构件,需要具有优良的成形性、良好的焊接性和好的低温冲击韧度。现有技术对于厚度在8~10mm特薄q1100d/e钢板的生产十分困难,特别是其强度性能的稳定性、板型平直度的稳定性难以掌控。
技术实现要素:
本发明旨在提供一种高强度结构用q1100e钢板的生产方法,钢板厚度为8~10mm,在保证钢板强韧性和焊接性能的基础上,控制钢板不平度≤4mm/1m,6倍板厚弯直径下,冷弯曲180°无裂纹。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种高强度结构用特薄钢板的生产方法,工艺路线为转炉炼钢→lf炉精炼→vd精炼→连铸→加热→轧制→淬火→回火。钢的成分质量百分比为c=0.16~0.17,si=0.15~0.30,mn=1.10~1.20,p≤0.008,s≤0.002,alt=0.002~0.050,nb=0.020~0.025,v=0.05~0.06,ti=0.018~0.025,ni=0.30~0.35,cr=0.20~0.3,mo=0.58~0.65,cev≤0.6,其余为fe及不可控制的杂质元素。工艺步骤包括:
a.转炉炼钢:转炉终点成分稳定控制在c≥0.06%,p≤0.006%;出钢时开启全程吹氩,采用滑板自动挡渣;使用金属锰、低碳铬铁进行合金化,同时加入顶渣进行渣洗;脱氧剂按照铝铁≥300kg,al线喂入量≥200m加入;
b.lf炉精炼:温度达到1600℃以上后加入铝粒、铝线脱氧剂,大氩气搅拌脱氧脱硫,出站硫含量控制在0.002%以下;硼铁在冶炼后期加入,加入量不低于10kg/炉;软吹5min组织出站;
c.vd精炼:全程吹氩,抽真空0.5tor以下,vd保真空时间不小于15min,确保[h]≤1.5ppm;破空后分两次喂入钙线≥200m,两次喂钙线间隔1~2min,钢水出vd炉前软吹不小于12min;
d.连铸:全程保护浇铸,大包长水口保护氩气20~60l/min,侵入式水口密封氩气2~10l/min,拉速0.85m/min,过热度6-16℃,采用低碳保护渣或中碳钢保护渣,浇铸过程结晶器液面波动在±3mm以内;
e.加热:温度控制在1200~1240℃,粗轧开轧温度≥1050℃;
f.轧制:采用二阶段轧制,轧制过程采用高温大压下轧制,粗轧有三道次压下率大于18%,中间坯厚度≥3倍板厚;精轧采用热轧,精轧后不打水空冷至室温;
g.淬火:奥氏体化加热温度900±10℃,加热时间板厚 (20~30)min,出炉后采用压辊式上下对称高压水冷却快速淬火至室温,辊缝偏差±1mm,淬火水压0.8bar以上;
h.回火:回火温度250±10℃,回火时间板厚*3.5 (30~40)min。
按以上技术方案生产的钢板性能实绩如表1。
表1实施例钢板力学性能检测结果
本发明具有以下优点:
(1)通过转炉直吹保证超低磷命中,省略炉外脱磷扒渣工艺,控制精炼渣中氧化夹杂物;同时,通过lf炉深脱氧深脱硫钙化处理,vd强化真空处理后二次钙化处理,再保证一定时间的钢水软吹氩效果,得到高洁净度钢水。取样分析结果表明:钢水中夹杂物得到有效变形,数量少,颗粒度小,最大为ds0.5级。
(2)炼钢采取16℃以下低过热度控制,连铸采用0.85m/min低拉速浇铸,同时严格把控连铸过程各项工艺参数,结晶器液面波动在±3mm以内,得到良好铸坯内部组织,低倍质量良好。100%达到“中心偏析c类≤1.0级(yb4003-1997),无内裂纹、无缩孔、a类和b类不存在”标准,保证了轧制成品的内部质量。
(3)合适的轧制和热处理工艺,生产的钢板的拉伸性能和冲击性能都比较好。
附图说明
图1为本发明方法生产钢板的组织图。
图2为本发明方法生产钢板拉伸性能检测结果图。
图3为本发明方法生产钢板延伸率性能检测结果图。
图4为本发明方法生产钢板冲击性能检测结果图。
具体实施方式
实例一:8mm的q1100e特薄钢板的生产方法
钢的组成含量质量百分比为:c=0.16,si=0.25,mn=1.14,p=0.008,s=0.0008,alt=0.034,nb=0.023,v=0.053,ti=0.022,ni=0.32,cr=0.23,mo=0.63,cev=0.56,余量为fe和不可避免的杂质。工艺及主要参数:
转炉装入119吨铁水,29.5吨废钢,终点碳0.07%,磷0.006%,定氧321ppm,出钢温度1595℃。出钢过程使用滑板双挡,合金化加入硅铁306kg、金属锰1218kg、低碳铬铁367kg,脱氧剂加入311kg铝铁,200m铝铁,顶渣加入390kg石灰,126kg预熔渣。
该炉次使用3#b类钢水罐,lf炉在站时间85min,加入石灰1195kg,60kg铝粒,喂入600m铝线,调整成分另加入1395kg钛铁、1395kg钼铁、275金属锰、100kg硅铁、40kg钒铁、40kg铌铁、150kg钒铁、440kg镍板、12kg硼铁、20kg碳粉,钢水化学成分全部命中内控范围(下表1),喂入200m钙线进行钙化处理,出站温度1640℃。
vd炉进站温度1626℃,抽真空7min保真空15min,合计真空处理22min,破空温度1584℃。破空定氢1.3ppm,破空分2次喂入300m钙线进行二次钙化处理,软吹20后出站,出站温度1548℃。
连铸采取西宝包晶钢保护渣,全程保护浇铸,拉速0.85m/min。液相线温度1512℃,中包钢水温度最低值1525℃,最高值1527℃,过热度最低值13℃,最高值15℃。浇铸过程结晶器液面波动±2mm。
加热温度控制在1238℃,采用二阶段轧制,保证粗轧开轧温度1082℃,轧制过程采用高温大压下轧制,粗轧连续有三道次压下率19.6、20.5、18.5%,中间坯厚度60mm;精轧采用热轧,精轧轧制成8mm钢板,不打水,空冷至室温。
离线热处理淬火奥氏体化加热温度900±10℃,加热时间30min,出炉后采用高压水冷却快速淬火至室温,辊缝调节至0.8mm,淬火水压0.85bar。喷嘴流量精度±6m3/h。淬火后直接回火,回火温度250±10℃,回火时间60min。
生产出的8mm钢板性能检验:屈服强度1146mpa、抗拉强度1336mpa、延伸率14.5%、冷弯合格、冲击样厚度减薄为5mm,冲击温度-40℃,冲击功分别为57j,63j,70j,平均冲击功63j,不平度<4mm/1m。
实例二:8mm的高强度结构用q1100e特薄钢板的生产方法
钢的组成含量质量百分比为:c=0.16,si=0.24,mn=1.12,p=0.007,s=0.0014,alt=0.029,nb=0.022,v=0.050,ti=0.022,ni=0.30,cr=0.22,mo=0.59,cev=0.54,余量为fe和不可避免的杂质。工艺及主要参数:
铁水目标终点控制:c≥0.07%;p≤0.008%,(质量百分数,以下成分均为质量百分数),出钢时开启全程吹氩,进行挡渣出钢;出钢过程往钢包中加入脱氧合金进行脱氧合金化,同时可加入顶渣进行渣洗;出钢后al线喂入量220m。并视装入量、终点c、钢水氧化性的变化进行适当调整。
进行造白渣及加热升温,全程底吹氩;白渣造好后,进行合金成分微调。钢水出站前按先ti铁后b铁顺序加入,每炉b铁加入量10kg。精炼结束时进行钙处理,纯钙线喂入量240m。出站前对钢水进行软吹氩操作,软吹氩时间应10min。如过热度>16-20℃时需取温高位置对应板坯低倍检验。连铸全过程采用低碳保护渣或中碳钢保护渣。连铸实行全程保护浇铸。浇注时控制中间包钢水液面深度和结晶器液面波动。
加热温度控制在1227℃,采用二阶段轧制,保证粗轧开轧温度1078℃,轧制过程采用高温大压下轧制,粗轧连续有三道次压下率18.6、18.2、18.5%,中间坯厚度70mm;精轧采用热轧,精轧轧制成10mm钢板,不打水,空冷至室温。
离线热处理淬火奥氏体化加热温度900±10℃,加热时间35min,出炉后采用高压水冷却快速淬火至室温,辊缝调节至0.5mm,淬火水压0.85bar。喷嘴流量精度±6m3/h。淬火后直接回火,回火温度250±10℃,回火时间75min。
生产出的10mm钢板性能检验:屈服强度1289mpa、抗拉强度1356mpa、延伸率20.5%、冷弯合格、冲击样厚度减薄为7.5mm,冲击温度-40℃,冲击功分别为61jj,71j,66j,平均冲击功66j,不平度<3mm/1m。
1.一种高强度结构用特薄钢板的生产方法,工艺路线为转炉炼钢→lf炉精炼→vd精炼→连铸→加热→轧制→淬火→回火,其特征在于:钢的成分质量百分比为c=0.16~0.17,si=0.15~0.30,mn=1.10~1.20,p≤0.008,s≤0.002,alt=0.002~0.050,nb=0.020~0.025,v=0.05~0.06,ti=0.018~0.025,ni=0.30~0.35,cr=0.20~0.3,mo=0.58~0.65,cev≤0.6,其余为fe及不可控制的杂质元素;工艺步骤包括:
a.转炉炼钢:转炉终点成分稳定控制在c≥0.06%,p≤0.006%;出钢时开启全程吹氩,采用滑板自动挡渣;使用金属锰、低碳铬铁进行合金化,同时加入顶渣进行渣洗;脱氧剂按照铝铁≥300kg,al线喂入量≥200m加入;
b.lf炉精炼:温度达到1600℃以上后加入铝粒、铝线脱氧剂,大氩气搅拌脱氧脱硫,出站硫含量控制在0.002%以下;硼铁在冶炼后期加入,加入量不低于10kg/炉;软吹5min组织出站;
c.vd精炼:全程吹氩,抽真空0.5tor以下,vd保真空时间不小于15min,确保[h]≤1.5ppm;破空后分两次喂入钙线≥200m,两次喂钙线间隔1~2min,钢水出vd炉前软吹不小于12min;
d.连铸:全程保护浇铸,大包长水口保护氩气20~60l/min,侵入式水口密封氩气2~10l/min,拉速0.85m/min,过热度6-16℃,采用低碳保护渣或中碳钢保护渣,浇铸过程结晶器液面波动在±3mm以内;
e.加热:温度控制在1200~1240℃,粗轧开轧温度≥1050℃;
f.轧制:采用二阶段轧制,轧制过程采用高温大压下轧制,粗轧有三道次压下率大于18%,中间坯厚度≥3倍板厚;精轧采用热轧,精轧后不打水空冷至室温;
g.淬火:奥氏体化加热温度900±10℃,加热时间板厚 (20~30)min,出炉后采用压辊式上下对称高压水冷却快速淬火至室温,辊缝偏差±1mm,淬火水压0.8bar以上;
h.回火:回火温度250±10℃,回火时间板厚*3.5 (30~40)min。
技术总结