一種具有優良z向性能的特厚鋼板制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料加工技術領域，尤其涉及一種具有優良Z向性能的特厚鋼板制造方法。
【背景技術】
[0002]在科學技術和現代工業高速發展的今天，機械、水電和海洋工程等使用特厚鋼板的領域和市場需求越來越大，對鋼板的性能要求越來越高，厚度規格要求也由以前的60mm以下擴大到100mm以上甚至150mm以上。特厚板能廣泛的應用于工程機械、橋梁、水電、核電、海洋工程及其他結構件，但150mm以上厚度規格鋼板要保證探傷及性能均勻合格，其生產難度較大。
[0003]目前生產150mm以上特厚板一般采用大型模鑄鋼錠或者電渣重熔技術，但是大型鋼錠的冶金質量差、成材率低，而且存在大量內部缺陷，導致鋼板的探傷合格率和性能下降；電渣重熔雖然可以基本消除鋼錠中的偏析、疏松以及縮孔等內部缺陷，但其較低的生產效率以及高額的生產成本使其僅適合少數特殊鋼種生產。
[0004]如南陽漢冶特鋼有限公司申請的名為“一種150mmQ245R特厚鋼板及其生產方法”(申請號為201110176685.1)的專利，涉及一種150mmQ245R的容器鋼，厚度只到150mm，其強度也只有250MPa級別，無論厚度和強度都不滿足更厚更高強度級別的特厚板需要。
[0005]公開號CN101439348A公開了 “一種生產特厚鋼板的工藝方法”，是將兩塊板坯經過切割、平正、清潔，通過抽真空并焊合成一塊新的板坯，然后進行加熱、乳制，以解決大型模鑄心部偏析和疏松的問題。但其實施例顯示可生產最大厚度120_，且沒有明確鋼板厚度方向性能。
[0006]“一種特厚鋼板的復合制造方法”(公開號為CN 102240894A)提供了一種生產特厚鋼板的復合制造方法，系采用高溫氫氣還原+熱軋的方法生產特厚鋼板，需要將氫氣加熱至500°C左右，對鑄坯表面的氧化鐵皮進行還原，該工藝工序復雜，且在生產中存在較大危險隱患。
[0007]由以上對比專利可知，目前可用于水電、海洋工程等構件的特厚板生產存在如下不足:
1、產品厚度規格較小，適用范圍窄；
2、生產工藝復雜，生產效率低、成本高，容易產生心部偏析、疏松等缺陷。
【發明內容】
[0008]本發明的目的旨在提供一種厚度規格至500mm，能滿足探傷標準，并具有優良Z向性能的特厚鋼板的生產方法。
[0009]為此，本發明所采取的解決方案是:
一種具有優良Z向性能的特厚鋼板制造方法，將2張或多張母坯經過真空復合焊接后軋制而成，其工藝包括轉爐冶煉、LF爐外精煉、RH或VD真空處理、板坯連鑄、板坯表面處理、真空復合、加熱、軋制、堆垛緩冷，其具體制造方法為:
煉鋼、連鑄工藝:
鋼水采用RH進行真空處理，RH循環時間彡lOmin，鋼中[H]控制在1.5ppm以下、[0]控制在20ppm以下；中間包目標過熱度< 25°C;全程保護澆注，上機前保證鋼包靜吹氬時間彡5min ;鑄坯下線后與熱坯堆垛緩冷，緩冷時間彡24h。
[0010]真空復合工藝:
母坯真空復合前先對表面和側邊進行銑光，表中銑光面無殘留鐵皮和影響鋼板結合的缺陷，在對鑄坯上、下表面以及四個側面銑光時，嚴格控制每組鑄坯的尺寸，每個鑄坯的對角線尺寸偏差控制在5mm內，組坯的實際尺寸偏差< 5mm，組坯間的最大間隙< 3mm ;翻坯后的板坯表面不能有劃痕或凹坑，進入真空室前要對銑光面用酒精進一步清洗，清洗后的坯料盡快進入真空室進行焊接；焊接之前進行點焊，以固定母坯間相對位置，焊接時真空室的真空度> 0.0lPa，熔深彡30mm，焊縫飽滿，焊液流淌處不出現凹坑，焊縫起弧和收弧區域為一致的連續焊縫，無焊縫間斷區域。
[0011]加熱、乳制工藝:
復合坯裝爐前用0.5?1.2mm厚的冷軋鋼板進行覆蓋包裝，以防止加熱時過度氧化；裝爐時爐溫控制在彡500°C，然后以10?30°C /min的加熱速度加熱至1150?1250°C，保溫1 ?3h0
[0012]軋制前對坯料上下表面進行除鱗，確保鋼坯上表面的異物清除干凈；采用低速大壓下量軋制，橫軋道次壓下量控制在10?30mm，縱軋道次壓下率控制在5?30%，輥速均控制在0.5?1.5m/s,軋制過程中對鋼板下表面進行噴水冷卻，以防止鋼板翹曲；鋼板軋后盡快下線與熱鋼板堆垛緩冷，緩冷時間> 24小時。
[0013]本發明的有益效果為:
本發明方法簡單易行，成材率高，鋼板內部質量及Z向性能良好，其鋼板成材率> 85%,鋼板超聲波探傷合格率> 95%，Z向性能達40%以上，可生產最大厚度達500mm的特厚鋼板。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:
生產500mm厚結構用345MPa級別的低合金鋼，其化學成分質量百分比含量為:C0.17%, Si 0.45%, Μη 1.65%, V 0.03%、Nb 0.02%、Als 0.025%，其余為 Fe 以及不可避免的雜質。具體制造方法為:
冶煉、連鑄:采用RH進行真空處理，RH循環時間20min，鋼中[H]控制在1.0ppm、[0]控制在20ppm ;中間包目標過熱度按20°C控制。全程保護澆注，連鑄投入輕壓下，上機前保證鋼包靜吹氬時間lOmin，鑄坯下線后與熱坯堆垛緩冷，緩冷時間24小時。
[0015]真空復合:采用3塊300mm厚鑄坯進行復合焊接，母坯銑光后對角線尺寸偏差控制在1.5mm，組坯的實際尺寸偏差為1.5mm，組坯間的最大間隙0.5mm。清洗后的坯料直接進入真空室進行點焊，點焊寬度方向8個點，長度方向10個點，焊接時采用對邊焊接的順序進行焊接，焊接時真空室的真空度0.005Pa，熔深30mm，焊縫飽滿，焊液流淌處沒有凹坑，焊縫起弧和收弧區域為一致的連續焊縫，不存在焊縫間斷區域。
[0016]加熱軋制:復合坯裝爐前用0.8mm厚的冷軋鋼板進行覆蓋包裝。裝爐時爐溫500°C，然后以15°C /min的速度加熱至1200°C保溫3h。軋制前對坯料上下表面進行除鱗，軋制時采用低速大壓下量，橫軋兩個道次，壓下量分別為10mm和12mm，縱軋道次壓下率為5%，輥速0.5m/s，軋制過程中對鋼板下表面進行噴水冷卻，防止鋼板翹曲，鋼板軋后下線與熱鋼板堆垛緩冷48小時。
[0017]實施例1鋼板成材率85%，按GB/T 2970 I級標準超聲波探傷合格率95%，Z