CN103627868A - 提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，步骤包括：板坯加热，板坯采用250mm，所述板坯出炉温度为1180～1220℃，加热时间为270～450分钟；对加热后的板坯进行轧制，第一阶段轧制工艺中，开轧温度为1170～1210，轧制速度为1.5～2m/s，终轧温度≥1010℃，开轧厚度为板坯厚度250mm，第一阶段高温延伸轧制时要求钢板的单道次压下率≥12%；第二阶段轧制工艺中，开轧厚度为3倍成品钢板厚度，开轧温度为960～980℃，终轧温度为800～830℃，至少有两道次的压下率≥15%，轧制速度依次为3～4m/s、3.3～4.3m/s、3.5～4.5m/s、3.8～4.7m/s和4～5m/s；钢板经热矫直机矫直后厚度为10～12mm。

Description

提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法

技术领域

本发明技术属于材料加工领域，具体说，涉及一种提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法。

背景技术

屈服强度为345MPa级别的低合金高强度钢板在国民经济的各个领域中广泛应用。现在国家正在大力发展的清洁能源风电，用于支撑叶片转动的塔杆主要材料就是屈服强度为345MPa级别的低合金高强度钢板，其中10～12mm厚规格的钢板占了很大比例，这些钢板都是用可逆式宽厚板轧机生产的。

现在为提高钢板的综合力学性能，轧制时一般都是采用控制轧制，10～12mm厚钢板由于厚度较薄，轧制时容易出现浪形、翘曲等板形缺陷，终轧温度越低，这种板形缺陷越明显，而10～12mm厚规格钢板轧制过程中温降快，同时可逆式宽厚板轧机轧制速度较慢，轧制时间较长。为避免终轧温度低、钢板的板形不容易控制，宽厚板轧机在生产10～12mm厚规格钢板时常常将二次开轧温度设置较高。由于二次开轧温度较高，轧制时不能有效地细化或破碎奥氏体晶粒，导致成品钢板晶粒粗大，并容易出现混晶现象，最终成品钢板韧性差。为改善薄钢板组织，提高其韧性，常常需要对薄钢板热处理，热处理方式为正火或调质，热处理后钢板的韧性大幅提升，但热处理使钢板的制造工艺复杂，管理难度、制造周期延长，制造成本升高，能耗加大。现在对提高厚钢板的冲击韧性讨论研究较多，对如何提高薄钢板的冲击韧性讨论研究则很少见到。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，能有效提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板的韧性。

技术方案如下：

一种提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，步骤包括：

板坯加热；所述板坯采用250mm，所述板坯出炉温度为1180～1220℃，加热时间为270～450分钟；

对加热后的板坯进行轧制；分两阶段轧制，第一阶段轧制工艺中，开轧温度为1170～1210，轧制速度为1.5～2m/s，终轧温度≥1010℃，开轧厚度为板坯厚度250mm，第一阶段轧制完成时的钢板厚度为第二阶段钢板的开轧厚度，第一阶段高温延伸轧制时要求钢板的单道次压下率≥12%；第二阶段轧制工艺中，开轧厚度为3倍成品钢板厚度，轧制完成时的厚度为成品钢板厚度，精轧轧制5道次，第二阶段开轧温度为960～980℃，终轧温度为800～830℃，第二阶段轧制时要求至少有两道次的压下率≥15%，第一道的轧制速度为3～4m/s，第二道的轧制速度为3.3～4.3m/s，第三道的轧制速度为3.5～4.5m/s，第四道的轧制速度为3.8～4.7m/s，第五道的轧制速度为4～5m/s；

第二阶段轧完的钢板经热矫直机矫直，成品钢板屈服强度345MPa级，厚度10～12mm。

进一步：连铸坯加热过程中，板坯出炉温度为1220℃，加热时间270分钟；第一阶段开轧温度为1210℃，终轧温度1010℃，轧制速度为2m/s，第一阶段轧完的钢板厚度为30mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为12%，第一阶段共轧制8个道次；第二阶段钢板的开轧厚度为30mm，第二阶段轧制5个道次，第二阶段开轧温度为980℃，终轧温度830℃，第二阶段轧制5个道次，单道次的压下率分别为16.7%、24%、21.1%、19.3%和16.7%，对应道次的轧制速度分别为3.5m/s、3.8m/s、4.2m/s、4.5m/s和4.8m/，第二阶段轧完的钢板厚度为10mm。

进一步：钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为624℃、589℃和565℃。

进一步：连铸坯加热过程中，板坯出炉温度为1180℃，加热时间365分钟；第一阶段开轧温度为1170℃，终轧温度1040℃，轧制速度为1.5m/s，第一阶段轧完的钢板厚度为36mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为14%，第一阶段共轧制7个道次；第二阶段开轧厚度为36mm，第二阶段开轧温度为960℃，终轧温度818℃，第二阶段轧制5个道次，单道次的压下率分别为15.2%、23.2%、23.3%、21.2%和15.4%，对应道次的轧制速度分别为3.6m/s、3.8m/s、4.1m/s、4.6m/s和4.9m/s，第二阶段轧完的钢板厚度为12mm。

进一步：钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为658℃、635℃和616℃。

进一步：连铸坯加热过程中，板坯出炉温度为1215℃，加热时间450分钟；第一阶段开轧温度为1206℃，终轧温度1032℃，轧制速度为1.8m/s，第一阶段轧完的钢板厚度33mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为14%，第一阶段共轧制7个道次；第二阶段开轧厚度为33mm，第二阶段开轧温度为970℃，终轧温度800℃，第二阶段轧制5个道次，单道次的压下率分别为19.4%、24.1%、22.7%、18.8%、13%，对应道次的轧制速度分别为3.4m/s、3.7m/s、4.2m/s、4.4m/s和4.6m/s，第二阶段轧完的钢板厚度为11mm。

进一步：钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为638℃、613℃和584℃。

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：

本发明不用热处理，不增加任何成本，只需对生产工艺进行优化，就可以大幅度提高钢板的韧性，生产出性能优良的钢板。以1年生产5万吨10-12mm厚、屈服强度345MPa级的钢板计算，本发的应用，使冲击功合格率由以前的70%提高到99.95%。以热处理每挽救一吨钢板增加成本200元计算。一年可节约299.5万元。

具体包括：

（1）本发明能有效提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板的韧性，屈服强度345MPa级厚钢板10～12mm的冲击功合格率由以前的70%提高至99.95%。

（2）采用本发明提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板的韧性，钢板不用进行热处理，材料的制造成本较低，生产周期短，管理难度降低。

（3）钢板的工艺窗口比较宽松，可在宽厚板线上稳定生产。

具体实施方式

本发明适用于屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板的生产。10～12mm厚钢板采用250mm厚板坯进行生产，通过控制好出炉温度、加热时间、第一阶段的终轧温度，以及第二阶段开轧厚度、开轧温度、终轧温度等参数就能生产出韧性良好的钢板。-40℃的钢板冲击功都满足标准要求，并有较大富裕量，钢板不用进行热处理，制造成本低、生产周期短、工艺窗口宽松，可在宽厚板线上稳定生产。

提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，步骤包括：

步骤1：板坯加热；

本发明适用于屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板的生产，采用250mm厚板坯生产。板坯出炉温度1180～1220℃，加热时间270～450分钟。

屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板的生产采用250mm板坯生产，主要是保证较大的压缩比，以保证轧制时充分细化奥氏体晶粒，并消除板坯内部的铸造缺陷。板坯出炉温度主要是考虑板坯表面质量和轧制生产顺行制定的，出炉温度太低，板坯表面在加热过程中形成的初始氧化铁皮难以去除，轧制时压入钢板表面形成凹坑，且由于成品钢板薄，轧制道次数多，温降较大，有可能无法按要求轧制完毕。

步骤2：对加热后的板坯进行轧制；

钢板分两阶段轧制，第一阶段轧制工艺：开轧温度为1170～1210，轧制速度为1.5～2m/s，终轧温度≥1010℃，第一阶段的开轧厚度为板坯厚度250mm，第一阶段轧制完成时的钢板厚度为第二阶段钢板的开轧厚度，第一阶段高温延伸轧制时，要求钢板的单道次压下率≥12%。

第二阶段轧制工艺：第二阶段开轧厚度为3倍成品钢板厚度，第二阶段轧制完成时的厚度为钢板的成品目标厚度，精轧轧制5道次，第二阶段开轧温度为960～980℃，终轧温度为800～830℃，第二阶段轧制时要求至少有两道次的压下率≥15%，第一道的轧制速度为3～4m/s、第二道的轧制速度3.3～4.3m/s、第三道的轧制速度3.5～4.5m/s、第四道的轧制速度3.8～4.7m/s、第五道的轧制速度4～5m/s。

第一阶段采用较低的轧制速度，主要是为了获得较大的单道次压下量，轧制速度越小，则轧制力越小，轧制力矩越小，因而在电机能力一定的情况下，较小的轧制速度，就会获得较大的单道次压下量，有利于奥氏体晶粒的细化、均匀以及消除板坯内部的铸造缺陷。且较低的轧制速度，能保证下一道次轧制完的温度低于上一道次的温度，使轧完的下一道次奥氏体再结晶晶粒比上一道次轧完的奥氏体晶粒小，达到充分细化奥氏体晶粒目的。

第二阶段采用较厚的二次开轧厚度、较低的二次开轧和终轧温度，主要是为了第二阶段轧制时，能保证较大的第二阶段压下量，达到均匀组织和充分细化或破碎奥氏体的目的。这样奥氏体相变后就会得到细小、均匀的铁素体+珠光体组织，获得韧性良好的钢板。

实际生产中，钢板的第二阶段开轧厚度根据实际成品钢板厚度而定的，由于成品钢板厚度不同，第二阶段的开轧厚度也不同。

步骤3：轧完的钢板经热矫直机矫直，成品钢板屈服强度345MPa级，厚度10～12mm。

轧完钢板经热矫直机矫直3遍，矫直温度大于等于400℃。轧完钢板经热矫直机矫直时，不用加热，因为钢板轧完的温度还较高，满足热矫直机对温度的要求。矫直能够将轧制过程中产生的一些浪形、翘曲等板形缺陷消除，保证钢板的平直度满足使用要求。

以下结合实施例对本发明技术方案作进一步描述。

实施例1

板坯厚度为250mm厚，成品钢板厚度为10mm、板坯出炉温度为1220℃，加热时间270分钟。第一阶段开轧温度为1210℃，终轧温度1010℃，轧制速度为2m/s，第一阶段轧完的钢板厚度和第二阶段的开轧厚度为30mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为12%，第一阶段共轧制8个道次；第二阶段开轧厚度为30mm，第二阶段轧制5个道次，第二阶段开轧温度为980℃，终轧温度830℃，第二阶段轧完的钢板厚度为10mm，单道次的压下率分别为16.7%、24%、21.1%、19.3%、16.7%，对应道次的轧制速度分别为3.5m/s、3.8m/s、4.2m/s、4.5m/s、4.8m/s。

钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为624℃、589℃、565℃。

按此工艺生产的钢板冲击功良好，-40℃冲击功达128J，满足相关国家标准要求，并有较大富裕量。

实施例2

板坯厚度为250mm厚，成品钢板厚度为12mm、板坯出炉温度为1180℃。加热时间365分钟，第一阶段开轧温度为1170℃，终轧温度1040℃，轧制速度为1.5m/s；第一阶段轧完的钢板厚度和第二阶段的开轧厚度为36mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为14%，第一阶段共轧制7个道次；第二阶段开轧厚度为36mm，第二阶段轧制5个道次，第二阶段开轧温度为960℃，终轧温度818℃，第二阶段轧完的钢板厚度为12mm，单道次的压下率分别为15.2%、23.2%、23.3%、21.2%、15.4%，对应道次的轧制速度分别为3.6m/s、3.8m/s、4.1m/s、4.6m/s、4.9m/s。

钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为658℃、635℃、616℃。

按此工艺生产的钢板冲击功良好，-40℃冲击功达256J，满足相关国家标准要求，并有较大富裕量。

实施例3

板坯厚度为250mm厚，成品钢板厚度为11mm、板坯出炉温度为1215℃。加热时间450分钟，第一阶段开轧温度为1206℃，终轧温度1032℃，轧制速度为1.8m/s；第一阶段轧完的钢板厚度和第二阶段的开轧厚度为33mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为14%，第一阶段共轧制7个道次（注：请补充说明第一阶段几个道次）；第二阶段开轧厚度为33mm，第二阶段轧制5个道次，第二阶段开轧温度为970℃，终轧温度800℃，第二阶段轧完的钢板厚度为11mm，单道次的压下率分别为19.4%、24.1%、22.7%、18.8%、13%，对应道次的轧制速度分别为3.4m/s、3.7m/s、4.2m/s、4.4m/s、4.6m/s。

钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，，每一遍矫直时对应的温度分别为638℃、613℃、584℃。

按此工艺生产的钢板冲击功良好，-40℃冲击功达189J，满足相关国家标准要求，并有较大富裕量。

Claims (7)

1.一种提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，步骤包括：

板坯加热；所述板坯采用250mm，所述板坯出炉温度为1180～1220℃，加热时间为270～450分钟；

对加热后的板坯进行轧制；分两阶段轧制，第一阶段轧制工艺中，开轧温度为1170～1210，轧制速度为1.5～2m/s，终轧温度≥1010℃，开轧厚度为板坯厚度250mm，第一阶段轧制完成时的钢板厚度为第二阶段钢板的开轧厚度，第一阶段高温延伸轧制时要求钢板的单道次压下率≥12%；第二阶段轧制工艺中，开轧厚度为3倍成品钢板厚度，轧制完成时的厚度为成品钢板厚度，精轧轧制5道次，第二阶段开轧温度为960～980℃，终轧温度为800～830℃，第二阶段轧制时要求至少有两道次的压下率≥15%，第一道的轧制速度为3～4m/s，第二道的轧制速度为3.3～4.3m/s，第三道的轧制速度为3.5～4.5m/s，第四道的轧制速度为3.8～4.7m/s，第五道的轧制速度为4～5m/s；

第二阶段轧完的钢板经热矫直机矫直，成品钢板屈服强度345MPa级，厚度10～12mm。

2.如权利要求1所述提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，其特征在于：连铸坯加热过程中，板坯出炉温度为1220℃，加热时间270分钟；第一阶段开轧温度为1210℃，终轧温度1010℃，轧制速度为2m/s，第一阶段轧完的钢板厚度为30mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为12%，第一阶段共轧制8个道次；第二阶段钢板的开轧厚度为30mm，第二阶段轧制5个道次，第二阶段开轧温度为980℃，终轧温度830℃，第二阶段轧制5个道次，单道次的压下率分别为16.7%、24%、21.1%、19.3%和16.7%，对应道次的轧制速度分别为3.5m/s、3.8m/s、4.2m/s、4.5m/s和4.8m/，第二阶段轧完的钢板厚度为10mm。

3.如权利要求2所述提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，其特征在于：钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为624℃、589℃和565℃。

4.如权利要求1所述提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，其特征在于：连铸坯加热过程中，板坯出炉温度为1180℃，加热时间365分钟；第一阶段开轧温度为1170℃，终轧温度1040℃，轧制速度为1.5m/s，第一阶段轧完的钢板厚度为36mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为14%，第一阶段共轧制7个道次；第二阶段开轧厚度为36mm，第二阶段开轧温度为960℃，终轧温度818℃，第二阶段轧制5个道次，单道次的压下率分别为15.2%、23.2%、23.3%、21.2%和15.4%，对应道次的轧制速度分别为3.6m/s、3.8m/s、4.1m/s、4.6m/s和4.9m/s，第二阶段轧完的钢板厚度为12mm。

5.如权利要求4所述提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，其特征在于：钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为658℃、635℃和616℃。

6.如权利要求1所述提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，其特征在于：连铸坯加热过程中，板坯出炉温度为1215℃，加热时间450分钟；第一阶段开轧温度为1206℃，终轧温度1032℃，轧制速度为1.8m/s，第一阶段轧完的钢板厚度33mm，第一阶段高温延伸轧制时单道次的压下率最小为14%，第一阶段共轧制7个道次；第二阶段开轧厚度为33mm，第二阶段开轧温度为970℃，终轧温度800℃，第二阶段轧制5个道次，单道次的压下率分别为19.4%、24.1%、22.7%、18.8%、13%，对应道次的轧制速度分别为3.4m/s、3.7m/s、4.2m/s、4.4m/s和4.6m/s，第二阶段轧完的钢板厚度为11mm。

7.如权利要求6所述提高屈服强度345MPa级10～12mm厚钢板韧性的生产方法，其特征在于：钢板轧完后经热矫直机矫直3遍，每一遍矫直时对应的温度分别为638℃、613℃和584℃。