[发明专利]一种采用复合连铸坯生产特厚齿条钢的生产方法

说明书

一种采用复合连铸坯生产特厚齿条钢的生产方法，钢的生产工艺路线为冶炼—连铸—开坯—真空焊接—轧制—快速冷却—精整—淬火—回火，钢的化学成分质量百分比为C=0.12~0.16，Si=0.15~0.40，Mn=0.9~1.2，P≤0.010，S≤0.003，Cr=0.5~1.0，Nb=0.005~0.025，V=0.03~0.08，Ni=1.8~2.4，Mo=0.4~0.6，Ti≤0.01~0.025，Al=0.03~0.06，B=0.0015~0.0025，余量为Fe和不可避免的杂质；本发明采用低碳合金化成分设计，通过合理的轧制以及冷却工艺，最终钢板屈服强度≥690MPa，抗拉强度≥770MPa，延伸率≥16%，~60℃冲击≥100J，硬度≥240HBW，通过轧制复合与QT工艺实现690MPa级别厚度180~250mm特厚齿条钢的低成本生产。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种采用复合连铸坯生产特厚齿条钢的生产方法。

背景技术

随着风电和海洋工程行业的发展，齿条钢的需求越来越多。齿条钢具有大厚度、高强度、高韧性要求的特点。钢板在加工成齿条后，在齿面啮合时，原钢板心部的应力最大，往往需要心部具备极高的强度与韧性，这就需要钢板心部不仅需要全部淬透成马氏体组织，还需要钢板心部具有较高的致密度。因此180mm及以上厚度的齿条钢，在3：1的压缩比需求下，往往需要采用钢锭材来生产。钢锭凝固速度慢，具有较为明显的锭形偏析与疏松，浇铸过程中吸气难以完全避免，因此钢板纯净度差，同板差较为明显，在轧制180mm以上厚度的钢板时，存在探伤合格率降低、性能不稳定的问题。

连铸坯复合技术的应用，则很好的解决了以上的问题。目前板坯连铸的最大厚度约470mm，根据船规3:1压缩比要求，轧成钢板最大厚度160mm。通过多块连铸坯复合轧制，则能够很好的解决模铸过程中锭形偏析与气体含量偏高的问题。目前的成熟的连铸工艺下，连铸坯能够很好的保持精炼以后钢水的纯净度，O,N,H的含量保持在RH真空脱气后的水平，保证了钢板的性能稳定。同时多连铸坯复合轧制的条件下，可以有效的压合铸坯中的疏松，提高轧成钢板的心部致密度，确保钢板心部良好的性能。

中国专利CN202011054651公开 了“一种低轧制压缩比齿条钢板及其制造方法”，其特征在于，钢中化学成分按质量百分比为：C=0.12％～0.15％，Si=0.1％～0.3％，Mn=1.0％～1.3％，P≤0.02％，S≤0.01％，Als=0.01％～0.03％，Ni=2.5％～3.0％，Cr=0.5％～0.8％，Mo=0.5％～0.8％，Cu=0.2％～0.5％，Nb=0.02％～0.04％，V=0.03％～0.06％，Ti=0.005％～0.03％，B=0.001％～0.0015％，余量为铁和不可避免的杂质。经电渣重熔、锻造后，一阶段开轧温度1150～1250℃，二阶段开轧温度950～1000℃，终轧温度850～900℃，轧制压缩比≤2；之后采用高温淬火+亚温淬火+回火处理，成品钢板芯部40℃夏比冲击功单值≥90J。此专利利用电渣重熔铸坯生产，钢板纯净度高，采用锻造生产，心部同样致密，但是电渣重熔生产方法能耗大，污染大，需要专门的设备，重型锻造设备投资大，并不适用普通大部分钢厂。因此该专利仅适合少量具备特殊设备的钢厂，并不适合普遍推广。

中国专利CN201710892107 公开了“一种690Mpa级特厚齿条钢及其生产工艺”，钢的质量百分比化学成分：C 0.10％～0.16％、Si 0.15％～0.35％、Mn 0.95％～1.35％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr 0.50％～0.60％、Ni 2.30％～2.60％、Mo 0.45％～0.55％、V0.03％～0.05％、Al 0.07％～0.09％、Ti≤0.010％、B 0.0010％～0.0020％、N≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质；碳当量Cep 0.624～0.755，焊接敏感系数0.2655～0.3404，厚度为152～178mm。此生产方案采用钢锭轧制生产，减少了真空焊接与轧制复合的过程，但是生产钢锭厚度限制在178mm，合金成本也比较高，并不能用来生产210mm厚特厚齿条钢。