[发明专利]一种低碳当量的特厚钢板Q420E的生产方法

说明书

一种低碳当量的特厚钢板Q420E的生产方法，钢的化学成分质量百分数为C=0.04~0.07，Si=0.15~0.35，Mn=1.48~1.58，P≤0.015，S≤0.005，Nb=0.02~0.03，Ti=0.008~0.02，Al=0.015~0.05，Ni=0.15~0.25，Cu=0.10~0.18，Cr=0.10~0.18，Ceq≤0.40，其余为Fe和不可避免的杂质，工艺步骤包括冶炼、加热、轧制、弛豫、冷却。本发明利用连铸坯生产低温冲击要求‑40℃以上的高韧性钢板，最大厚度可达到150mm；突破传统TMCP工艺用连铸坯轧制特厚板压缩比限制，通过组织调控技术改善厚规格钢板的组织性能，不需追加热处理，工序简单，降低合金和生产成本，可广泛应用于造船、海工、风电、桥梁、建筑及工程机械等多个领域厚板的制造。

技术领域

本发明属于金属材料冶炼技术领域，特别涉及一种低碳当量的特厚钢板Q420E的生产方法。

背景技术

特厚钢板一般是指厚度在60mm以上的钢板。在公知的技术中，TMCP工艺一般只能用于轧制60mm以下的有-40℃冲击要求的高韧性钢板。特厚钢板由于压缩比的限制，若采用TMCP工艺生产，原始的奥氏体晶粒在轧制过程中得不到充分的再结晶和细化，组织一般较粗大，韧性变差。特别是对于Q420E这种级别的特厚结构钢板，由于强度和韧性要求都比较高，目前一般采用模铸工艺进行生产，为保证钢板的强度在采用高C、高Mn含量的同时，在钢中加入大量的Cr、Mo、Ni、V等元素，通过提高钢板的淬透性以及追加调质热处理工艺，来保证特厚板的强韧性匹配，这样即增加了生产成本和能耗，也延长了生产和交货周期，同时钢板的碳当量Ceq较高，不利于焊接。

中国专利CN 104018071 A公开了一种“低碳当量高韧性Q420E钢板的生产方法”，该方法采用传统TMCP工艺生产Q420E钢板，无法摆脱压缩比的限制，只适用于生产30mm以下的钢板，而不适于生产特厚钢板。中国专利CN 102776443 A公开了“一种420MPa级别低合金高强度特厚钢板及其制造方法”，采用电渣重熔的方法冶炼，轧后进行正火热处理工艺生产Q420D级特厚钢板，生产工序复杂，生产周期长，合金成本较高，碳当量Ceq也较高。中国专利CN 103540848 A公开了“一种420MPa级正火态特厚规格结构用钢板及其制造方法”，其发明内容为通过正火+快冷工艺生产特厚Q420E钢板，生产工序复杂，合金成本高，Ceq较高，同时该方法也无法摆脱压缩比的限制，利用400mm厚的连铸坯也只能生产最大厚度120mm的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种低碳当量的特厚钢板Q420E的生产方法，该方法克服现有TMCP工艺技术的不足，满足行业发展需求，实现节能降耗，为TMCP工艺生产高韧性特厚板提供冶金思路。

本发明的技术方案：

一种低碳当量的特厚钢板Q420E的生产方法，钢的化学成分质量百分数为C=0.04~0.07，Si=0.15~0.35，Mn=1.48~1.58 ，P≤0.015，S≤0.005，Nb=0.02~0.03，Ti=0.008~0.02，Al=0.015~0.05，Ni=0.15~0.25，Cu=0.10~0.18，Cr=0.10~0.18，Ceq≤ 0.40，其余为Fe和不可避免的杂质。工艺步骤包括：

（1）冶炼：将冶炼原料依次经KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空精炼和连铸，制造出满足化学成分要求，厚度≥300mm的连铸坯，控制铸坯中心偏析C类≤0.5级，中心疏松≤0.5级。

（2）加热：将连铸坯再加热至1150~1180℃，均热时间20~30min。

（3）轧制：出炉后进行两阶段轧制，第一阶段粗轧终轧温度≥980℃，中间坯≥1.5倍板厚；第二阶段精轧开轧温度710~770℃，终轧温度控制在700℃~760℃。

（4）弛豫：轧后钢板弛豫至Ar3以下10~20℃，弛豫时间控制在铁素体相变20%~35%。