[发明专利]一种超厚高强抗层状撕裂Q500D‑Z35水电机组钢板及其制造方法

摘要

本发明涉及一种超厚高强抗层状撕裂Q500D‑Z35钢板，同时还涉及该钢板的生产方法，满足制造大型、特大型水电站发电机组用钢板的这些质量要求。通过适量碳和合金元素配比，解决钢板淬透性、淬硬性难题，结合合理的淬火设备、调质工艺制度，使钢板微观组织达到适宜形貌的粒状贝氏体、多边形铁素体、回火索氏体的合理搭配，保证钢板母材和焊接消应处理后的性能满足使用要求。通过适当锭型选择，严格合理的炼钢工艺、钢锭浇铸工艺、钢锭锻造工艺、钢板轧制工艺，保证达到要求厚度和钢板单重要求，并且在大厚度、大单重条件下达到优良的低倍组织，从而保证钢板心部质量、抗层状撕裂性能和整板的均匀性。

主权项

一种超厚高强抗层状撕裂Q500D‑Z35水电机组钢板，其特征在于：钢板是由以下质量百分比的组分熔炼而成：C：0.10%～0.16%，Si：0.15%～0.50%，Mn：0.90%～1.70%，P≤0.010%，S≤0.003%，Ni：0.80%～1.90%，Cr: 0.50%～1.00%，Mo: 0.50%～0.80%，Cu: 0.20%～0.60%， Nb：0.010%～0.050%，Al：≤0.030%，Ti：0.010%～0.030%，V: 0.002%～0.050%，Ca：0.0010%～0.0030%，B：0.0001%～0.0030%，余量为Fe和不可避免的杂质；钢板的制造方法，步骤如下⑴、钢锭及锻坯尺寸确定钢锭选择梅花形锭型，根据目标钢板单重和厚度、宽度、长度尺寸，充分计算、详细分析各阶段成材率，确定采用的钢锭公称重量，确保达到目标钢板尺寸；⑵、初炼初炼在EAF电弧炉内进行，根据钢锭重量确定原材料重量，入炉原材料控制适当的料型比，即控制Ⅰ级废钢、Ⅱ级废钢、生铁和轻薄料的比例，其中Ⅰ级废钢不少于70%，生铁保证钢液纯沸腾配碳量要求；初炼前期优化造渣操作，最大限度脱除钢液中的磷，渣量不少于50kg/t钢，钢水[P]＜0.003%后可提温脱碳，出钢前钢液碳含量不得低于0.05%，后期要有足够的纯沸腾时间净化钢液，钢液温度1640℃以上后初炼结束、出钢；盛放钢液的钢包烘烤至内壁温度1000℃以上，出钢后大包二次测温温度在1600℃以上，出钢过程随钢流加入160‑180kg/t钢水的MnSi合金进行预脱氧，出钢过程钢包底吹Ar气压力≥0.3MPa；⑶、精炼精炼包括LF精炼和VD真空精炼，LF精炼是对钢水脱氧、脱硫，LF精炼炉座包后喂入铝线，送电升温后分批加入造渣剂和脱氧剂，LF精炼过程适量补喂铝线，LF精炼过程钢液中Al含量在0.015%以上，扩散脱氧和沉淀脱氧联合进行，LF总精炼周期65min以上，快速变渣，白渣保持时间55min以上，精炼过程Al线总用量6‑7m/t钢，造渣剂总用量不少于16kg/t钢，粉状脱氧剂SiC粉、Al粒的用量为6‑7kg/t钢，吊包中Al含量在0.020%以上；LF精炼的另一目的是精调成分，根据钢的目标成分，调入合金，让钢板成分达到目标要求；LF精炼结束后吊包进入VD真空精炼；VD真空精炼前根据钢的Al含量要求，一次性喂入Al线，真空过程钢液面渣量控制在1.5±0.1kg/t钢；真空度≤66Pa，真空保持时间≥20min，真空前15分钟氩气流量不得小于80NL/分钟，真空后5～8min氩气流量10‑30NL/分钟软吹，真空后测钢液H含量不得高于1.2ppm；⑷、钢锭浇铸钢锭选择梅花形锭型，钢锭模使用前预热至60～130℃，浇铸在真空条件下进行，浇铸过程真空度40Pa以下，开浇过热度55℃～65℃，钢锭本体浇铸12～16min，帽口浇铸5～7min；铸毕加入保温剂20～25 kg/t钢和适量发热剂，钢锭从钢锭模中脱出后送去锻造； ⑸、锻造选择合理成材火次，要经过墩粗和平锻阶段，保证钢锭各个方向的变形量不低于80%，最大压下量不低于400mm；锻后钢坯扩氢退火，退火保温时间不低于72h，退火后清理表面缺陷；⑹、轧板锻造后的钢坯在均热炉加热，晾炉至炉温≤900℃钢坯装炉，装炉后焖钢2h以上，1000℃以下升温速度控制在120℃/h以下，最高加热温度1280℃，均热温度1220‑1260℃，钢坯透烧、温度均匀后开始轧板，轧板过程采用高温低速大压下工艺，实现钢坯心部强压下，开轧温度1050～1150℃，终轧温度880～990℃，单道次压下率≥20%；轧板过程充分发挥立辊作用，确保立辊挤边效果提高板型质量，提高平直度，使用高压水除鳞，提高钢板表面质量；轧后以返红温度600℃为目标进行ACC水冷，轧后钢板缓慢冷却至常温；⑺、热处理采用淬火和回火，加热在车底式加热炉中进行，淬火保温温度850～880℃，升温时间0.7～1.2 min/mm，保温时间2.0～2.5 min/mm；回火加热温度650±10℃，升温时间1.0～1.6 min/mm，保温时间3.6～4.5 min/mm，淬火在淬火槽中进行，钢板出加热炉到完全入水耗时不超过3.0min，钢板温度达到常温后出水，控制槽中水循环状态，实现核沸腾，钢板淬火组织为适当形态的粒状贝氏体、多边形铁素体和少量马氏体，回火后组织为适当形态的回火粒状贝氏体、多边形铁素体和少量回火索氏体。