一種水電用特厚調(diào)質(zhì)高強鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水電用特厚調(diào)質(zhì)高強鋼板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國內(nèi)外水電行業(yè)的發(fā)展，用戶對大厚度水電用鋼板的要求越來越高。由于水電用鋼使用環(huán)境特殊，業(yè)主對鋼板的強度、韌性、焊接性能、耐腐蝕性能等要求非常嚴格。舞鋼已成功開發(fā)出最大厚度265mm大厚度調(diào)質(zhì)高強鋼板S500Q-Z35，申請專利號為201310383949.X，公開了水電用調(diào)質(zhì)型大厚度易焊接Z向高強度鋼板及其生產(chǎn)方法，但其強度及厚度已不能達到部分業(yè)主對水電機組固定導(dǎo)葉用鋼板的要求，在此情況下，要求行業(yè)內(nèi)開發(fā)出更高強度級別、更大厚度的S550Q鋼板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水電用特厚調(diào)質(zhì)高強鋼板及其生產(chǎn)方法，該方法生產(chǎn)的鋼板最大厚度達285mm。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種水電用特厚調(diào)質(zhì)高強鋼板，化學成分的重量百分含量為:C:0.13 ?0.18%、Si:0.20 ?0.50%、Mn:0.90 ?1.30%、P 彡 0.015%、S 彡 0.005%,N1:0.80 ?1.25%,Cr:0.35 ?0.60%,Mo:0.40 ?0.60%,Nb:0.020 ?0.050%、T1:0.005?0.030%、TAl:0.020?0.050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0005]本發(fā)明所述鋼板的厚度范圍為200?285mm。
[0006]本發(fā)明還提供一種水電用特厚調(diào)質(zhì)高強鋼板的生產(chǎn)方法，其包括冶煉、連鑄、電渣重熔、加熱、乳制、退火和熱處理工序，工藝步驟如下:1)冶煉工序:按照如下成分冶煉鋼水，化學成分的重量百分含量為:c:0.13?0.18%、S1:0.20?0.50%、Mn:0.90?1.30%、P 彡 0.015%、S 彡 0.005%、Ni:0.80 ?1.25%、Cr:0.35 ?0.60%、Mo:0.40 ?0.60%、Nb:
0.020 ?0.050%、T1:0.005 ?0.030%、TAl:0.020 ?0.050%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；
2)連鑄工序:將冶煉后的鋼水經(jīng)連續(xù)鑄造成鑄還；
3)電渣重熔工序:將鑄坯制成電極后進行電渣重熔，采用五元渣系，結(jié)晶器斷面規(guī)格為640mm、700mm、760mm、960mm四種中的任意一種，平均恪速18?22kg/min，恪鑄過程中每分鐘加入Al粒25?30g/t鋼，采用風冷加速冷卻，得到電渣錠；
4)所述電渣錠經(jīng)過加熱、軋制、退火和熱處理工序后，得到合格鋼板。
[0007]本發(fā)明所述軋制工序采用II型控制軋制:I階段軋制溫度為930?1100°C，單道次壓下量為10?25%，累計壓下率為40?50% ; II階段軋制溫度為810?930°C，單道次壓下量為10?27%，累計壓下率為20?30%，終軋溫度810 ±10°C，乳后自然冷卻。
[0008]本發(fā)明所述熱處理工序:淬火溫度870?920°C，保溫時間1.8?2.0min/mm,淬火后冷卻處理；回火溫度620?690°C，保溫時間3.0?4.0min/mm。
[0009]本發(fā)明所述冶煉工序:包括電爐煉鋼、LF精煉和真空處理步驟；鋼水先經(jīng)電爐冶煉，再送入LF精煉爐內(nèi)進行精煉，然后轉(zhuǎn)入真空脫氣爐進行真空處理；所述真空處理的真空度65?67Pa，保持時間20?25min。
[0010]本發(fā)明所述加熱工序:電渣錠入爐燜鋼50?70min，然后采用低速燒鋼，1000°C以下升溫速度100?120°C /h，最高加熱溫度1240±10°C，然后保溫350?500min。
[0011]本發(fā)明所述退火工序:所述鋼板在緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度450?500°C;鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度620±10°C，確保升降溫速度40?50°C /h ;鋼板保溫時間72?75h ;鋼板總在爐時間150?200h ;鋼板出爐溫度150?200°C，出爐后空冷。
[0012]本發(fā)明所述連鑄工序中，過熱度為22?24°C，拉坯速率為1.2?1.4m/min。
[0013]本發(fā)明所述工藝還包括電渣錠清理及堆垛緩冷工序:該工序在電渣重熔工序之后進行，將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理，帶溫清理理溫度> 150°C ;清理后若不能及時裝爐，應(yīng)堆垛緩冷，防止炸裂。
[0014]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:1、本發(fā)明采用電渣重熔處理，經(jīng)過合理的控制軋制和熱處理工藝，即可實現(xiàn)滿足285mm大厚度鋼板良好的綜合性能，同時又降低了生產(chǎn)成本；規(guī)格范圍廣，滿足了不斷增長用量的市場需求；2、本發(fā)明采用電爐+連鑄+電渣重熔冶煉，所得調(diào)質(zhì)高強鋼板的P、S含量低，鋼質(zhì)純凈；3、本發(fā)明采用大板坯電渣重熔技術(shù)，減少了電渣重熔圓錠鍛造開坯的工序，縮短了生產(chǎn)周期，顯著降低了成本；4、本發(fā)明采用II型軋制工藝，為大厚鋼板控制軋制工藝理論的發(fā)展提供了實踐依據(jù)，豐富了控制軋制工藝理論。
[0015]經(jīng)檢測本發(fā)明所得厚度285mm鋼板達到性能為:整板滿足相應(yīng)級別探傷要求；橫向、縱向拉伸、沖擊性能基本一致，具有較好的各向同性；具有更好的沖擊韌性和Z向性能；優(yōu)化了鋼錠合金成分，重熔后鋼中主要成分變化不大，成分比較均勻；鋼板內(nèi)在組織致密，低倍缺陷控制較低，鋼板低倍組織無裂紋、氣孔等危害缺陷，其疏松和偏析級別< 1.0級。本發(fā)明所得鋼板具有良好的各向同性、沖擊韌性和Z向性能，滿足用于大型水輪機組座環(huán)及固定導(dǎo)葉鋼板等對大厚度大單重調(diào)質(zhì)高強鋼板的要求；且其工藝簡單，易于操作，成材率高，適合于所有有條件的厚板廠生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017]本水電用特厚調(diào)質(zhì)高強鋼板的生產(chǎn)方法中所述鋼板化學成分的重量百分含量為:C:0.13 ?0.18%,S1:0.20 ?0.50%,Mn:0.90 ?1.30%,P 彡 0.015%、S 彡 0.005%,N1:0.80 ?
1.25%、Cr:0.35 ?0.60%、Mo:0.40 ?0.60%、Nb:0.020 ?0.050%、T1:0.005 ?0.030%、TAl:0.020?0.050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0018]本水電用特厚調(diào)質(zhì)尚強鋼板的生廣方法的工藝步驟如下:(1)冶煉工序:包括電爐煉鋼、LF精煉和真空處理步驟；電爐煉鋼步驟采用超高功率電弧爐，選取優(yōu)質(zhì)原料，熔化期采用大渣量流渣操作，避渣出鋼；出鋼后鋼水送入LF精煉爐內(nèi)進行LF精煉，快速脫氧、脫S，調(diào)整溫度、成分合適后扒除還原渣；在VD/V0D爐重新造還原渣進行真空脫氣處理，真空處理過程中真空度65?67Pa，保持時間20?25min ；
(2)連鑄工序:將冶煉后的鋼水經(jīng)連續(xù)鑄造成鑄坯，過熱度為22?24°C，拉坯速率為L 2 ?L 4m/min ；
(3)電渣重熔工序:將鑄坯按照計劃尺寸制成電極后進行電渣重熔，盡可能去除連鑄坯表面氧化鐵皮；采用五元渣系(CaO-MgO-Al2O3-S12-CaF2)，結(jié)晶器包括640mm、700mm、760mm、960mm四種可選斷面，平均恪速18?22kg/min，恪鑄過程中每分鐘加入Al粒25?30g/每噸鋼，以確保細晶粒鋼的成分要求；采用風冷加速冷卻，以改善鑄態(tài)組織、降低夾雜物含量；
(4)電渣錠清理及堆垛緩冷工序:將重熔后的電渣錠熱送軋鋼，帶溫清理，帶溫清理理溫度多150°C ;清理后若不能及時裝爐，應(yīng)堆垛緩冷，防止炸裂；
(5)加熱工序:電渣錠入爐燜鋼50?70min，然后采用低速燒鋼，1000°C以下時升溫速度100?120°C /h，最高加熱溫度1240±10°C，然后保溫350?500min ；
(6)軋制工序:采用II型控制軋制，即奧氏體再結(jié)晶區(qū)和未再結(jié)晶區(qū)控制軋制；奧氏體再結(jié)晶區(qū)采取高溫低速、大壓下軋制，使變形得到充分的滲透，得到均勻、細小的再結(jié)晶組織，具體為:軋制溫度為930?1100°C，單道次壓下量為10?25%，累計壓下率為40?50% ；
奧氏體未再結(jié)晶區(qū)控制總壓下量和適當?shù)牡来螇合路峙?，進一步細化晶粒，具體為:軋制溫度為810?930°C，單道次壓下量為10?27%，累計壓下率為20?30%，終軋溫度810±10°C ;軋后自然冷卻；
(7)退火工序:采用擴氫處理工藝；將鋼板吊入緩冷坑進行擴氫處理，鋼板表面溫度450?500°C;鋼板在緩冷坑中擴氫處理溫度620±10°C，確保升降溫速度40?50°C /h ;鋼板保溫時間72