[发明专利]一种小压缩比条件下采用连铸坯生产Z向性能优异的焊接结构用钢板的方法

说明书

本发明公开了一种小压缩比条件下采用连铸坯生产Z向性能优异的焊接结构用钢板的方法，包括：铁水处理：控制脱硫铁水温度和低硫废钢比例，严控原料铁水P、S、As、Sn及终点S含量；转炉冶炼：控制吹氧枪位、氧压、氧流量、给氧时间以及萤石加入量，出钢前0.05％≤C≤0.07%，P≤0.003％；炉外精炼处理时间45～55min，出站S≤0.003%，氮增量≤0.002%；真空处理钢水温度≥1580℃，真空度≤0.13kPa，处理时间15～25min；采用全流程保护浇注，氮增量≤0.001%，过热度15～20℃，拉速0.75m/min，铸坯全封闭缓冷72h以上；将铸坯加热至1260～1280℃，在炉时间420～450min，均热时间70～80min；控制轧制、冷却、热处理；本发明所述铸坯厚度300mm，2.30≤压缩比≤2.75，成品钢板具有优异的Z向性能和焊接性能。

技术领域

本发明涉及低合金高强钢制造技术领域，具体涉及一种小压缩比条件下采用连铸坯生产Z向性能优异的焊接结构用钢板的方法。

背景技术

低合金高强度结构钢是我国最重要的工程结构材料之一，被广泛应用于建筑结构、海洋平台、压力容器、锅炉制造、水/核电站、造船行业、石油天然气管线、桥梁结构、重型机械制造、交通等国民经济的各个工程领域的建设。随着工程化建设不断大型化和重量化，对钢铁材料要求也越来越高，特别是对特厚钢板，除了要求高的强度和塑韧性，还要求具有优异的抗层状撕裂性能、焊接性能、冷热加工性能以及性能均匀性等。而长期以来我国生产技术、技术装备的缺乏，致使我国生产此类高强度厚钢板的力学性能无法满足大型化建设工程项目的技术要求，尤其是Z向性能和焊接性能的不足严重制约了我国特厚钢板的发展，甚至依赖锻造或直接从国外进口来满足国内需求。

国内特厚钢板往往采用厚度300mm及以上的连铸坯进行生产，由于铸坯内外温度差异过大，易造成铸坯中心部位的碳、磷、硫、锰等元素含量高于铸坯表面，从而造成严重的中心偏析，在轧制成品冷却过程中，钢板心部会产生硬的马氏体或贝氏体结构，严重影响钢板的抗层状撕裂性能。

本发明前，日本特开平6-198394和6-158222号专利均能生产Z向性能优异的建筑结构用厚钢板，不足之处在于钢板生成分设计时均添加了Cu、Ni、Mo等合金元素，生产成本较高，且压缩比均在3.0以上，其钢板成品厚度最大仅为75mm。

专利号2009100481369.2的中国专利公开了一种具有优异Z向性能的建筑用特厚钢板及其生产方法，该专利成品厚度60～130mm，其实施例Z向性能为62～69％，具有优异的抗层状撕裂性能，不足之处在于其所涉及的钢板产品没有冲击韧性的保证，且压缩比≥3.0，工业生产技术难度不大。

专利号为200810141457.9的中国专利通过淬火+回火获得了厚度为100～114mm的超厚钢板，但该专利贵重元素Mo和Cr含量多，其不仅工艺成本高，合金成本也较高；专利号为200810141500.1和201010113835.X的中国发明专利也是通过添加大量贵重合金Mo、Cr，后续采用正火+回火或二次淬火+回火获得了超厚钢板，但该2项专利工艺和合金成本均较高，不利于推广。

专利号为201010159178.2的专利采用260mm厚连铸坯生产的Q390E钢板厚度为100mm，其压缩比仅为2.6，但其所涉及的钢板成品无法保证抗层状撕裂性能；专利号为201110302954.4的专利采用300mm厚连铸坯生产的Q345EZ35钢板厚度为140mm，压缩比仅为2.14，其所涉及的钢板成品抗层状撕裂性能虽然满足Z35％要求，但其屈服强度和冲击功均处于较低水平。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种小压缩比条件下采用连铸坯生产Z向性能优异的焊接结构用钢板的方法，本发明方法生产的钢板成品具有优异的抗层状撕裂性能和焊接性能，且生产成本低廉，工艺简洁。

本发明的一种小压缩比条件下采用连铸坯生产Z向性能优异的焊接结构用钢板的方法，包括下述步骤：