S275jr厚規格加硼鋼板及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種S275JR厚規格加硼鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括：C0.13～0.15％、Si0.2～0.4％、Mn1.0～1.2％、P≤0.02％、S≤0.01％、Ca：0.0015～0.003％、Als0.017～0.027％、B0.0011～0.0016％，余量為Fe和雜質。本發明還公開了一種S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法。本發明采用低成本成分設計，只使用廉價的硅、錳作為主要的合金元素，通過合適的連鑄、加熱、控軋、控冷工藝就可以生產出表面質量良好的鋼板；生產工藝簡單，生產周期短，制造成本低。
【專利說明】S275JR厚規格加硼鋼板及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料加工領域，特別涉及一種S275JR厚規格加硼鋼板及其生產方法。【背景技術】
[0002]S275JR是按歐標生產的一種結構鋼，被廣泛應用在生產中的各個領域。生產S275JR時一般都要添加硼元素。而硼加入后，板坯表面容易出現裂紋，在板坯厚度一定的情況下，厚規格的鋼板由于壓縮比小，板坯表面的裂紋難以通過軋制消除，導致軋完的鋼板表面存在裂紋，表面裂紋修磨后，鋼板厚度常常低于下限，導致鋼板非計劃或降級，甚至被判廢，鋼板的合格率低。
[0003]S275JR加硼鋼除表面質量不容易控制外，其厚規格鋼板軋制時由于壓縮比較小，軋制對組織的改善作用有限，常常出現機械性能不滿足標準要求的現象。為保機械性能，采用傳統工藝生產S275JR厚規格鋼板時，一般是在鋼板軋制完成后，再將鋼板進行熱處理，工藝復雜，生產周期較長，制造成本高。
【發明內容】
[0004]本發明所解決的技術問題是提供一種S275JR厚規格加硼鋼板，鋼板的強度、塑性、韌性良好。
[0005]技術方案如下:
[0006]一種S275JR厚規格加硼鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13~0.15%,Si0.2 ~0.4%,Mnl.0 ~1.2%、P ≤ 0.02%,S ( 0.01%,Ca:0.0015 ~0.003%,Als0.017 ~0.027%, B0.0011 ~0.0016%，余量為 Fe 和雜質。
[0007]進一步，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13%,Si0.2%,Mnl.0%,P0.02%,S0.005%,Als0.017%,Ca0.0015%,B0.0011%，余量為 Fe 和雜質。
[0008]進一步，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.15 %、Si0.4 %、Mnl.2 %、P0.014%, S0.01%, Als0.027%, Ca0.003%, B0.0016%，余量為 Fe 和雜質。
[0009]進一步，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.14%, Si0.25%, Mnl.08%,P0.013%, S0.007%, Als0.022%, Ca0.0021%, B0.0014%，余量為 Fe 和雜質。
[0010]本發明所解決的另一個技術問題是提供一種S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，通過合適的連鑄、加熱、控軋、控冷工藝就可以生產出表面質量良好的鋼板；生產工藝簡單，生產周期短，制造成本低。
[0011]技術方案如下:
[0012]一種S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，步驟包括:冶煉、連鑄、板坯再加熱、軋制成型和層流冷卻，其中，
[0013]連鑄過程中，板坯澆鑄時采用弱冷，比水量為0.68L/kg ；
[0014]板坯再加熱過程中，采用250mm厚的連鑄坯進行生產，連鑄坯出爐溫度1180-1220°C，加熱時間270~410分鐘；[0015]軋制成型過程中，第一階段開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度1170~1210°C，第一階段軋制速度為0.9m/s，第一階段高溫延伸軋制時單道次壓下率≥13%，軋制3~5個道次；第二階段鋼板的開軋厚度為1.3~2.0倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為890~910°C，第二階段終軋溫度為860~880°C，第二階段軋制時至少有一道次的壓下率≥13%，軋制4~6個道次；
[0016]層流冷卻過程中，冷卻速度為5~8 V /s，終冷溫度為690~710°C ;成品S275JR厚規格加硼鋼板的厚度為50mm~100mm，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13~0.15%,Si0.2 ~0.4%,Mnl.0 ~1.2%、P ≤ 0.02%,S ( 0.01%,Ca:0.0015 ~0.003%,Als0.017 ~0.027%, B0.0011 ~0.0016%，其余為鐵和雜質。
[0017]進一步，板坯出爐溫度為1180°C，板坯加熱時間為270分鐘，第一階段開軋溫度1170°C，第一階段高溫延伸軋制最小單道次壓下率13%，第一階段軋制速度0.9m/s，第二階段開軋厚度100mm，第二階段開軋溫度910°C，第二階段終軋溫度860°C，終冷溫度710V，冷卻速度8°C /s，軋制成厚度為50mm的鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13%,Si0.2%,Mnl.0%,P0.02%, S0.005%,Als0.017%, Ca0.0015%,B0.0011%，余量為 Fe 和雜質。
[0018]進一步，板坯出爐溫度為1220°C，板坯加熱時間為410分鐘，第一階段開軋溫度1210°C，第一階段高溫延伸軋制最小單道次壓下率13.6%，第一階段軋制速度0.9m/s,第二階段開軋厚度130mm，第二階段開軋溫度890°C，第二階段終軋溫度871°C，終冷溫度690°C，冷卻速度5°C /s ;軋制成厚度為IOOmm的鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13%, Si0.2%, Mnl.0%, P0.02%, S0.005%, Als0.017%, Ca0.0015%, B0.0011%，余量為Fe和雜質。
[0019]進一步，板坯出爐溫度為1205°C，板坯加熱時間為373分鐘，第一階段開軋溫度1195°C，第一階段高溫延伸軋制最小單道次壓下率14%，第一階段軋制速度0.9m/s，第二階段開軋厚度118mm,第二階段開軋溫度905°C，第二階段終軋溫度880°C，終冷溫度682°C，冷卻速度6°C /s ;軋制成厚度為60mm的鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.14%,Si0.25%,Mnl.08%,P0.013%,S0.007%,Als0.022%,Ca0.0021%,B0.0014%，余量為 Fe和雜質。
[0020]進一步，冶煉和連鑄過程中，鐵水采用鎂基脫硫，在轉爐采用頂底復合吹煉；鋼水經LF爐精煉，要求鋼水中的S≤0.006% ;鋼水進行RH爐處理，在真空度不超過133Pa下處理時間不低于15分鐘；連鑄坯的厚度為250mm，連鑄時采用電磁攪拌和輕壓下，電磁攪拌頻率為6Hz，電流260A，壓下位置為6、7、8段，壓下量為2mm、2mm、2mm。
[0021]與現有技術相比，本發明技術效果包括:
[0022]1、本發明采用低成本成分設計，只使用廉價的硅、錳作為主要的合金元素，通過合適的連鑄、加熱、控軋、控冷工藝就可以生產出表面質量良好的鋼板；生產工藝簡單，生產周期短，制造成本低。
[0023]2、鋼板的強度、塑性、韌性良好。鋼板的屈服強度在303MPa~350MPa之間，抗拉強度在430MPa~510MPa之間，延伸率在25%~33.5%之間，20°C沖擊功在170J~230J之間。
[0024]3、鋼板的成分和工藝設計合理，工藝制度比較寬松，可在寬厚板線上穩定生產。[0025]4、以I年生產1.1萬噸50-100mm厚的S275JR加硼鋼板，每噸利潤200元計算。一
年可增加利潤220萬元，具有良好的經濟效益。同時生產工藝簡單，能耗少，燃料消耗少，對環境污染少，具有積極的社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例1的鋼板的金相組織圖；
[0027]圖2為本發明實施例2的鋼板的金相組織圖；
[0028]圖3為本發明實施例3的鋼板的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0029]本發明采用低成本成分設計，只使用廉價的硅、錳作為主要的合金元素，通過合適的連鑄、加熱、控軋、控冷工藝就可以生產出表面質量良好的鋼板；生產工藝簡單，生產周期短，制造成本低。
[0030]S275JR厚規格加硼鋼板的的生產方法，具體步驟如下:
[0031]步驟1:冶煉和連鑄；
[0032](1)鐵水采用鎂基脫硫，在轉爐采用頂底復合吹煉；
[0033](2)鋼水經LF爐精煉，要求鋼水中的S≤0.006% ；
[0034](3)鋼水進行RH爐處理，在真空度不超過133Pa下處理時間不低于15分鐘。
[0035](4)連鑄坯的厚度為250mm，連鑄時采用電磁攪拌和輕壓下，電磁攪拌頻率為6Hz，電流260A,壓下位置為6、7、8段,壓下量為2mm、2mm、2mm。采用電磁攪拌和輕壓下技術，目的是減少鋼板中心偏析，改善板坯內部質量。
[0036]板還燒鑄時米用弱冷，比水量為0.68L/kg。
[0037]步驟2:板坯再加熱；
[0038]為保證一定的壓縮比和板坯質量，選用250mm厚的連鑄坯。采用250mm厚的連鑄坯(板坯)進行生產，連鑄坯出爐溫度1180-1220°C，加熱時間270~410分鐘。
[0039]步驟3:軋制成型工藝；
[0040]板坯再加熱之后進行控制軋制，第一階段(粗軋)開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度1170~1210°C，第一階段軋制速度為0.9m/s，第一階段高溫延伸軋制時單道次壓下率≥13%，軋制3~5個道次；第二階段(精軋)鋼板的開軋厚度為1.3~2.0倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為890~910°C，第二階段終軋溫度為860~880°C，第二階段軋制時至少有一道次的壓下率≥13%，軋制4~6個道次。
[0041]在不添加Nb、V等合金的情況下，為保證鋼板具有較高的強度和良好的塑性、韌性，應對鋼板進行控制軋制，合適的控制軋制策略能充分消除板坯內部的鑄造缺陷，并充分細化奧氏體晶粒，最終得到細小的鐵素體晶粒，以獲得綜合力學性能良好的鋼板。對本鋼種采用兩階段控制軋制，第一階段控制軋制屬于高溫區的奧氏體再結晶控制軋制，這一階段采用低速、大壓下的軋制策略。大的單道次壓下率能使變形充分滲透至鋼板中心，充分細化奧氏體晶粒并均勻奧氏體組織，同時軋制產生的高溫焊合作用很大程度上消除了鑄坯內部的疏松、微裂紋等缺陷，使鋼板的致密度提高，單道次大壓下量還有利于鋼板表面微裂紋的焊合；低速軋制使每一道次軋制完的溫度低于上一道次軋制時的溫度，由于鋼板再結晶后晶粒的大小主要取決于當時的溫度，這樣每軋制一道次就會對晶粒進行不同程度細化，最終達到充分細化奧氏體晶粒的目的；還有軋制時軋制速度低，變形抗力小，容易實現較大的單道次壓下率。
[0042]第一階段控軋結束后，中間坯在輥道上擺動降溫，降溫方式為自然空冷，降溫至第二階段開軋溫度開始軋制，由于第二階段軋制時，鋼板相對較薄，溫降較快，每一道次軋制完，鋼板的溫度都會有較大幅度的下降，奧氏體晶粒被反復破碎、再結晶細化，這樣奧氏體晶粒最終在第一階段軋制細化的基礎上，再次被進一步細化，且由于第二階段軋完后，終軋溫度較低，奧氏體晶粒基本不再長大，最終得到細小的奧氏體晶粒。
[0043]步驟4:鋼板軋完后進行層流冷卻，冷卻速度為5~8°C /s,終冷溫度為690~710。。。
[0044]奧氏體晶粒越細小，其晶界面積越大，由奧氏體向鐵素體轉變時的形核位置就越多，形核率就越高，軋后采用層流冷卻，將鋼板由終軋溫度快速冷卻至690~710°C，進一步降低了奧氏體向鐵素體的轉變溫度，進一步細化了鐵素體晶粒，最終得到強度合適、韌塑性良好的鋼板。
[0045]成品S275JR厚規格加硼鋼板的厚度為50mm~100mm，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13 ~0.15%, Si0.2 ~0.4%,Mnl.0 ~1.2%, P ^ 0.02%, S ^ 0.01%, Ca:
0.0015 ~0.003%、八18(酸溶鋁)0.017 ~0.027%,B0.0011 ~0.0016%，其余為鐵和不可
避免雜質。
[0046]以下結合實施例對本發明作進一步描述。
[0047]實施例1
[0048]采用厚度為250mm板?,板還出爐溫度為1180 °C,板還加熱時間為270分鐘，板坯的(重量百分比)化學成分為:C0.13%, Si0.2 %、Mnl.0 %、P0.02%, S0.005%,Als0.017%,Ca0.0015%,B0.0011%，余量為Fe和不可避免的雜質。軋制成厚度為50_的鋼板，詳細的軋制及冷去工藝見表1，其力學性能見表2。鋼板滿足一級探傷要求。
[0049]如圖1所示，為本發明中實施例1的鋼板的金相組織圖。從該金相圖可以看出，鋼板的組織為鐵素體+珠光體，鐵素體占大多數，晶粒細小均勻，沒有混晶現象。由于鐵素體占大多數、晶粒細小，且鐵素體具有良好的塑性、韌性，因此該組織的鋼板具有良好的韌性。
[0050]表1軋制及冷卻工藝
[0051]
【權利要求】
1.一種S275JR厚規格加硼鋼板，其特征在于，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13 ~0.15%,Si0.2 ~0.4%,Mnl.0 ~1.2%,P ( 0.02%,S ^ 0.01%,Ca:0.0015 ~0.003%, Als0.017 ~0.027%, B0.0011 ~0.0016%，余量為 Fe 和雜質。
2.如權利要求1所述S275JR厚規格加硼鋼板，其特征在于，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13%, Si0.2%, Mnl.0 %、P0.02%, S0.005%, Als0.017%, Ca0.0015%,B0.0011%，余量為Fe和雜質。
3.如權利要求1所述S275JR厚規格加硼鋼板，其特征在于，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.15%、Si0.4%, Mnl.2%, P0.014%, S0.01 %、Als0.027 %, Ca0.003 %、B0.0016%，余量為Fe和雜質。
4.如權利要求1所述S275JR厚規格加硼鋼板，其特征在于，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.14%, Si0.25%, Mnl.08%, P0.013%, S0.007%, Als0.022%, Ca0.0021%,B0.0014%，余量為Fe和雜質。
5.—種S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，其特征在于，步驟包括:冶煉、連鑄、板坯再加熱、軋制成型和層流冷卻，其中， 連鑄過程中，板坯澆鑄時采用弱冷，比水量為0.68L/kg ； 板坯再加熱過程中，采用250mm厚的連鑄坯進行生產，連鑄坯出爐溫度1180_1220°C，加熱時間270~410分鐘； 軋制成型過程中，第一階段開軋厚度為板坯厚度，第一階段開軋溫度1170~1210°C，第一階段軋制速度為0. 9m/s，第一階段高溫延伸軋制時單道次壓下率≤13%，軋制3~5個道次；第二階段鋼板的開軋厚度為1.3~2.0倍成品鋼板厚度，第二階段鋼板開軋溫度為890~910°C，第二階段終軋溫度為860~880°C，第二階段軋制時至少有一道次的壓下率≥13%，軋制4~6個道次; 層流冷卻過程中，冷卻速度為5~8°C /s，終冷溫度為690~710°C ;成品S275JR厚規格加硼鋼板的厚度為50mm~100mm，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13~0.15%,Si0.2 ~0.4%,Mnl.0 ~1.2%、P ≥ 0.02%,S ( 0.01%,Ca:0.0015 ~0.003%,Als0.017 ~0.027%, B0.0011 ~0.0016%，其余為鐵和雜質。
6.如權利要求5所述S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，其特征在于，板坯出爐溫度為1180°C，板坯加熱時間為270分鐘，第一階段開軋溫度1170°C，第一階段高溫延伸軋制最小單道次壓下率13%，第一階段軋制速度0.9m/s，第二階段開軋厚度100mm，第二階段開軋溫度910°C，第二階 段終軋溫度860°C，終冷溫度710°C，冷卻速度8 V /s，軋制成厚度為50mm的鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13%, Si0.2%, Mnl.0%, P0.02%,S0.005%,Als0.017%,Ca0.0015%,B0.0011%，余量為 Fe 和雜質。
7.如權利要求5所述S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，其特征在于，板坯出爐溫度為1220°C，板坯加熱時間為410分鐘，第一階段開軋溫度1210°C，第一階段高溫延伸軋制最小單道次壓下率13.6%，第一階段軋制速度0.9m/s，第二階段開軋厚度130_，第二階段開軋溫度890°C，第二階段終軋溫度871°C，終冷溫度690°C，冷卻速度5°C /s ;軋制成厚度為IOOmm的鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.13%,Si0.2%,Mnl.0%,P0.02%,S0.005%,Als0.017%,Ca0.0015%,B0.0011%，余量為 Fe 和雜質。
8.如權利要求5所述S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，其特征在于，板坯出爐溫度為1205°C，板坯加熱時間為373分鐘，第一階段開軋溫度1195°C，第一階段高溫延伸軋制最小單道次壓下率14%，第一階段軋制速度0.9m/s，第二階段開軋厚度118mm，第二階段開軋溫度905°C，第二階段終軋溫度880°C，終冷溫度682°C，冷卻速度6°C /s ;軋制成厚度為60mm的鋼板，其化學成分按重量百分比計，包括:C0.14%, Si0.25%,Mnl.08%, P0.013%,S0.007%, Als0.022%, Ca0.0021%, B0.0014%，余量為 Fe 和雜質。
9.如權利要求5所述S275JR厚規格加硼鋼板的生產方法，其特征在于，冶煉和連鑄過程中，鐵水采用鎂基脫硫，在轉爐采用頂底復合吹煉；鋼水經LF爐精煉，要求鋼水中的S≤0.006%;鋼水進行RH爐處理，在真空度不超過133Pa下處理時間不低于15分鐘；連鑄坯的厚度為250mm，連鑄時采用電磁攪拌和輕壓下，電磁攪拌頻率為6Hz，電流260A，壓下位置為6、7、8段，壓下量為2mm、2mm、2mm。
【文檔編號】C21D8/02GK104018065SQ201410271655
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月18日 優先權日:2014年6月18日
【發明者】溫利軍, 張大治, 劉海濤, 董瑞峰, 徐建東, 趙超, 戴鑫 申請人:內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司