[发明专利]一种150～300mm厚低合金高强度钢板制造工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种利用普通连铸板坯生产150～300mm厚低合金高强度钢板制造工艺方法。 

背景技术

150～300mm低合金高强度钢板广泛应用于重型机械制造、高层建筑、桥梁、电力等国民经济领域。产品要求较高的强度，良好的塑韧性及内部质量。受连铸坯料厚度的限制，国内用连铸坯生产保探伤保性能特厚钢板一般最厚到150mm，150mm以上钢板一般采用模铸钢锭、电渣锭等形式，生产过程存在成材率低，能耗高，生产效率低等缺点。 

发明内容

本发明突破普通连铸坯坯料厚度限制，提供一种利用现有连铸板坯生产保探伤保性能150mm以上厚度低合金高强度钢板生产工艺方法，可实现最大厚度300mm保探伤保性能钢板的生产。 

本发明通过以下技术方案实现：一种150～300mm厚低合金高强度钢板制造工艺方法，其特征是， 

（1）以两块以上（包括两块）的四周相同尺寸（即长度、宽度相等，厚度可以不同）的连铸板坯为原料，所用连铸板坯包含如下化学成分（质量百分比，wt%）：C0.14～0.20%，Si0.20～0.50%，Mn1.10～1.60%，S≤0.010%，微合金化元素（Nb+V+Ti）≤0.20%； 

（2）对所有连铸板坯的三条边通过火焰切割或刨、铣等形式加工坡口，坡口深度10-40mm，坡口角度15-35°；将连铸板坯叠放在一起，旋转90°竖直放置，并组齐对正，然后采用气体保护焊的焊接方式，对连铸板坯有坡口的三个面上的边缝进行打底焊接，再采用埋弧自动焊进行填充及盖面焊接，最后将剩余面上的边缝在高真空下进行真空电子束进行焊接，组焊成大厚度坯料；或者不开坡口，将连铸板坯叠放在一起，并旋转90°竖直放置，并组齐对正，然后全部采用真空电子束焊接的方式将4个面焊接成大厚度坯料； 

（3）对焊接好的大厚度坯料采用车底式炉或均热炉进行加热，出炉温度控制在1160～1280℃； 

（4）出炉后轧制，第一阶段开轧温度1000～1150℃，第二阶段开轧温度820～920℃，中间坯厚度不小于成品厚度的1.4倍； 

（5）对轧后钢板进行弱水冷却，冷却速度<5℃/S，表面返红温度620～780℃； 

（6）对钢板进行正火热处理，热处理温度880～930℃，保温系数1.2～2.0min/mm。 

所述步骤（2）气体保护焊，其焊丝直径1.2-2.0mm，焊接电压20-35V，焊接电流120-400A，焊接速度250-600mm/min，焊丝干伸长度15-25mm，保护气体CO₂或Ar+CO₂，保护气体流量15-25L/min，熔深5-20mm； 

所述步骤（2）埋弧自动焊，其焊丝直径4.0-6.0mm，焊接电压30-45V，焊接电流250-1600A，焊接速度250-600mm/min，焊丝干伸长度25-45mm，熔深10-30mm； 

所述步骤（2）真空电子束焊接，其焊接电压30-150KV，真空度高于1×10^-1Pa，焊接电流100-500mA，焊接速度50-700mm/min，熔深20-50mm。 

所述步骤（2）连铸板坯，其焊接前通过铣床、刨床等机加工方法，去除待复合表面的氧化铁皮、油污等，实现表面洁净。 

所述步骤（1）的连铸板坯为经转炉炼钢、炉外精炼、连铸工序的连铸板坯，所述炉外精炼工序中要进行脱气处理，要求：≤100Pa下保压时间≥10分钟以上。 

该工艺利用经转炉炼钢、炉外精炼的连铸板坯，采取多元微合金化成分设计的路线，化学成分如上所述；设计原则如下：C、Mn为主要强化元素，为降低生产成本，在保证易焊接性的前提下，C、Mn含量尽量高；S元素含量尽量降低，以减少钢中夹杂物等对钢板内部质量的影响；Nb、V、Ti等微合金元素在加热过程中抑制奥氏体的形变再结晶并阻止其晶粒长大，并通过它们的碳氮化合物的应变诱导析出，对钢进行沉淀强化。 

采用炉外精炼脱气，要求100Pa以下保压时间≥10分钟以上，其主要目的一是为了充分脱气，尽可能降低钢中氢等气体的含量，减少氢致裂纹等对钢板内部质量的影响；二是为了使钢水中的夹杂物尽可能上浮，减少钢中夹杂物的含量。