[发明专利]一种控制低碳奥氏体不锈钢特厚板晶粒度的方法

说明书

本发明涉及一种控制低碳奥氏体不锈钢特厚板晶粒度的方法，包括以下步骤：1)铸坯加热：将厚度为250mm以下的铸坯送入步进式加热炉内进行加热，铸坯依次经预热段、加热段和均热段处理后出炉；高压水除鳞后，铸坯表面与铸坯中心的温差控制在10～15℃；3)粗轧开轧温度≥1110℃，粗轧阶段表面不除鳞；粗轧阶段终轧温度≥1050℃；粗轧结束后钢板空过2～3道次，每道次喷轧机除鳞水；精轧开轧温度≥980℃，精轧阶段终轧温度≥950℃；控冷：终轧后将热轧钢板快速通过超快冷系统。优点是：解决钢板表面晶粒度与中心晶粒度不一致的问题，且钢板晶粒度达到3级以上。

技术领域

本发明属于奥氏体不锈钢板轧制技术领域，涉及一种控制厚度在40-80mm的低碳奥氏体不锈钢板晶粒度的方法。

背景技术

304L不锈钢是304系列不锈钢中碳含量较低的一类，具有较高的高温强度、较好的耐腐蚀性能及低温韧性，被广泛应用于工程建设的各个方面，尤其是用于工程应用领域中对冲击韧性有要求的低温结构部件。然而，在某些特殊领域，出于安全性考虑，需用高强度且厚度40-80mm的304L奥氏体不锈钢特厚板，由于304L不锈钢特厚板的重量和尺寸大，在轧制过程中轧制力的不均匀传递，很难做到全厚度方向上性能的均匀性，如工艺设计和执行不当，不能满足用户的使用要求。304L奥氏体不锈钢中厚板厚度方向性能的均匀性主要包括：全厚度方向晶粒度均匀性、力学性能均匀性、成分均匀性等等。因此，晶粒度对材料的性能有着重要的影响作用。作为低温部件使用过程中，要求钢板全厚度方向晶粒度3级或更细。

由于钢坯在轧制过程中受厚度方向传热及轧制力不均匀传递的影响，表面奥氏体晶粒发生再结晶驱动力低于中心，因此会引起表面晶粒度粗大，很难保证全厚度方向晶粒均匀，表面最粗晶粒可达1级，最细可达6级，同时中心晶粒度在4级以上，晶粒度不均匀的钢板对钢板的使用性能如耐晶间腐蚀性能、低温冲击性能等会有不同程度的影响。为了保证厚度40-80mm的304L奥氏体不锈钢特厚板厚度方向组织均匀性，一般情况下其生产工艺流程为模铸锭+电渣重熔并锻造板坯+轧制+固溶酸洗。但是随着其生产工序的增加，40-80mm的304L奥氏体不锈钢特厚板生产成本和交货期会大幅增加。鉴于诸如40-80mm的304L的低碳奥氏体不锈钢特厚板生产过程中存在钢板表面和心部晶粒度不一致的现象，研发一种低成本的低碳奥氏体不锈钢特厚板的晶粒度控制方法，使得钢板全厚度方向晶粒度等级一致，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

迄今为止，国内外对控制40mm以上的304L低碳奥氏体不锈钢特厚板晶粒度方法研究报导甚少。如：中国专利申请号为CN202010371442.2，公开了一种高碳奥氏体不锈钢中厚板的晶粒度控制方法，其主要通过对轧制得的高碳奥氏体不锈钢中厚板进行三级温度梯度保温热处理，该方法能够使高碳奥氏体不锈钢中厚板全厚度方向晶粒均匀，同时钢板具有良好的抗晶间腐蚀性能。但是由于热处理制度复杂，保温时间长，导致生产成本大幅增加。

“316奥氏体不锈钢中厚板轧制晶粒度控制研究”(《特殊钢》2019.6)中分析了铸坯原始组织状态、总轧制压缩比、单道次变形率对其晶粒度影响。研究表明，当轧制压缩比超过6时，钢坯原始组织状态对中厚板全厚度晶粒均匀性无明显影响；钢坯加热温度、道次压下量相同时，总压缩比为6生产工艺能够轧制出全厚度晶粒均匀的钢板；而通过其它工艺优化如压下率等对钢板厚度均匀性没有明显改善，但通过增加铸坯厚度来提高压缩比，会导致钢板生产难度加大、生产成本和交货期大幅增加。

以上专利和文献公开的生产方法虽然解决了钢板全厚度方向晶粒度不均匀问题，但是它们生产工序复杂、生产成本高，因此不适合大批量生产低成本、全厚度方向晶粒度均匀的低碳奥氏体不锈钢特厚板。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生产工序简单、成本低的控制低碳奥氏体不锈钢特厚板晶粒度的方法，使用厚度为250mm以下的连铸坯生产厚度40-80mm的低碳奥氏体不锈钢特厚板，并且钢板表面晶粒度与中心晶粒度等级一致，且晶粒度在3级以上。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：