[发明专利]一种调质高强度Q550F特厚钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术，特别是一种调质高强度Q550F特厚钢板的生产方法。

背景技术

特厚钢板是指厚度≥60mm的钢板。现有技术生产特厚钢板的方法主要有：模铸钢锭及电渣重熔钢锭法、连铸坯厚板法、焊接复合铸坯法、竖式连铸法。

一般钢厂连铸坯最大厚度是300mm，极少数钢厂也有厚400mm连铸坯生产。随着宽厚板生产技术的发展，使用260～300mm板坯生产60～100mm的一般强度级别特厚板技术已经非常普及；厚度大于100mm一般强度级别特厚钢板，在国际上都是采用钢锭轧制，这方面的工艺都有相关的报道；厚度大于100mm调质高强度特厚钢板，采用钢锭轧制后调质处理生产。

连铸坯轧制调质处理的高强度特厚钢板心部轧制变形不深透，产生许多不良的后果：性能合格率低，特别是冲击韧性差，在厚度方向的性能不均匀，Z向性能差，钢板心部冲击功低，钢板探伤合格率低。厚度大于100mm调质高强度特厚钢板，使用厚300mm连铸坯轧制调质处理生产未见相关报道。钢锭轧制特厚钢板成才率低，一般宽厚板厂不能生产。

现有技术常规特厚板轧制过程中坯料温度均匀，其厚度方向的温度分布T_n可认为是近似均匀的。如果降低坯料表层温度，坯料厚度方向的温度T_s是经过强制冷却后的非均匀的，坯料表层温度降低后，会使表层金属的变形抗力或屈服强度σ_s增加，变形难度增大，从而抑制坯料表层金属变形，并以此增加中心区域的变形，从而使厚度方向的压应力σ_t超过屈服应力σ_s，产生更均匀的变形。采用坯料厚度方向温度梯度来控制轧件变形的技术，称之为温度梯度轧制技术（图1、图2）。

温度梯度轧制方法是将板坯表面温度降低，提高板坯表面的形变抗力，将轧制时的变形引入板坯的心部，但必须高速轧制，否则板坯返红后变形集中于板坯表层。温度梯度轧制特厚板的轧制方法为改善钢板心部性能提供了可能，该技术可提高调质高强度特厚钢板的心部性能及Z向性能。

中国专利CN200710193023.9“一种高强度钢板及其制备方法”公开了一种100Kg 级屈服强度不低于890MPa ,厚度为8～100mm的高强度钢板的生产方法，其70mm以上钢板采用钢锭轧材。中国专利CN201110093666.2“人造板设备用调质高强度钢板及其生产方法”公开了一种实际是NM400钢板，厚度为70～120mm钢板的生产方法，钢板采用连铸坯轧材，淬火后回火温度为300～350℃，此类钢板不能作为结构件使用。中国专利CN201210387796.1 “一种大厚度海洋工程用调质高强度钢板及其生产方法”公开了一种屈服强度480MPa，抗拉强度600MPa，最大厚度140mm钢板的生产方法，钢板采用钢锭轧材。中国专利201310178923.1 “一种特厚钢板的热处理方法”公开了一种厚度100mm以上高强度钢板热处理方法，钢板在淬火机内低压段采用摆动冷却以解决特厚钢板淬不透的问题，钢板最大长度不能超过低压段长度即钢板长度小于9米，该专利公布数据是用于模具加工的高碳45号钢。

世界掘煤机等重型设备制造技术的改进，以焊接结构代替铸钢件，使用屈服强度500～890MPa系列调质高强度特厚板（100～120mm）交货技术条件中，除满足钢板的常规检验强度、延伸率、冲击韧性要求外，同时提出钢板屈强比小于0.92，钢板中心的横向冲击功大于27J，厚度方向性能达到Z25，钢板逐张进行超声波探伤一级合格。针对上述技术要求，目前现有国内外生产企业还没有连铸坯轧材的生产报道及生产实绩。连铸坯轧材后调质处理生产低压缩比的特厚钢板中存在许多缺陷：

a．钢板强度合格但韧性低，不能满足标准要求；

b．钢板难以满足心部横向冲击功大于27J的要求；

c．钢板难以满足厚度方向性能达到Z25的要求；

d．高强钢板均匀延伸低（≤6%），强塑积小；

e．钢板超声波探伤合格率低。

发明内容