[发明专利]一种水电用正火型大厚度易焊接高强度钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电用正火型大厚度易焊接高强度钢板及其生产方法，属于钢铁冶炼工艺技术领域。

背景技术

目前，国外额定功率最大的水轮发电机组为700MW，我国已经投运的700MW及以上水轮发电机组达到了近50台，预计还有35台额定功率为700MW及以上的水轮发电机组将在2015年前投产发电，其中最大额定功率的为向家坝水电站的8台800MW水轮发电机组和溪落渡水电站的18台770MW水轮发电机组。巨型水轮发电机组的应用涉及机组及配套设备制造，机组容量和运行水头均高于三峡机组，水电机座环上、下环板用350mm大厚度水电用钢S355级钢板对金属材料质量和性能要求较高，特别是钢材的力学性能、焊接性能及Z向性能等提出了更高的要求，已超出现有水轮发电机组的所用钢板范围，而普通冶炼浇铸手段无法满足需要，尤其是在内部质量上达不到要求；如何能够生产组织致密、钢质洁净、性能均匀、能满足较高的探伤和性能要求的水电用大厚度易焊接高强度钢板，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种水电用正火型大厚度易焊接高强度钢板及其生产方法，提高钢板的厚度、内部质量、焊接性能、抗层状撕裂性能、强度以及低温冲击韧性，解决背景技术中存在的上述问题。

发明的技术方案是：一种水电用大厚度易焊接高强度钢板，由以下质量百分比的组分熔炼而成， C：0.10%-0.18%，Si：0.15%-0.35%，Mn：0.90%-1.60%，P≤0.02%，S≤0.005%，Nb：0.020%-0.030%，Al：0.010%-0.080%， V：0.035%-0.065%，Ti≤0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述水电用大厚度易焊接高强度钢板的厚度为350mm。

一种水电用正火型大厚度易焊接高强度钢板的生产方法，包含冶炼、连铸、电渣重熔、加热、轧制、轧后水冷、热堆垛、热处理工序，各工序参数如下：

①冶炼工序：将含有以下质量百分比C：0.10%-0.18%，Si：0.15%-0.35%，Mn：0.90%-1.60%，P≤0.02%，S≤0.005%，Nb：0.020%-0.030%，Al：0.010%-0.080%， V：0.035%-0.065%，Ti≤0.025%组分的钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，然后转入VD炉真空脱气处理，VD前加入CaSi块或Fe-Ca线改变夹杂物形态；

②连铸工序：采用低碳保护渣，铸坯下线堆垛24小时以上，带温清理、转电渣重熔炉制坯；  

③电渣重熔工序：电渣炉采用低频供电、双极串联、抬结晶器工艺；为确保钢板表面质量，对电渣锭带温清理，清理温度＞150℃；如果清理后不能及时装炉，应堆垛缓冷；

④加热工序：最高加热温度为1240℃，均热温度为1100-1200℃，总加热时间为24-30h，均热时间≥5h；

⑤轧制工序：电渣锭加热温度1150℃～1180℃，开轧温度1050℃～1100℃，采用低速大压下的控制手段，道次压下率给定在8%～10%之间，道次之间预留3～5s的静态再结晶时间，达到成品厚度时的终轧温度保证在980℃以上，总压下率达到60%，使钢板充分再结晶；

⑥轧后水冷工序：钢板轧后通过ACC水冷快冷到600℃～700℃之间，保留细化的组织快速水冷至750-850℃；

⑦热堆垛工序：轧后采用扩氢工艺对钢板进行扩氢；

⑧热处理工序：炉温500-600℃装炉，快速升温4～6小时，到950±20℃，提高奥氏体的形核速率，保温1小时，然后降温至910℃，保温5～10小时，避免高温长时加热导致奥氏体晶粒长大；钢板保温时间到后，立即吊出进淬火槽入水快冷，淬火槽水温控制在30℃以下，5～10s后吊出空冷，避免时间过长导致表面魏氏组织严重，控制返红温度在500℃～700℃之间。

所述冶炼工序，真空脱气处理的真空度≤66.6Pa，真空保持时间≥20min；CaSi块或Fe-Ca线的加入量为≥100kg/炉。

所述的连铸工序，浇铸温度为1540-1560℃。

所述电渣重熔工序，电渣炉结晶器厚度分别为640mm、760mm、960mm三种规格，采用与三种规格结晶器相匹配的渣系。

本发明采用碳、锰固溶强化；加入少量的Nb、V细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；通过后续合理的热处理工艺，生产的钢板具有大的厚度和良好的性能。其中，各组分及含量在本发明中的作用是：