[发明专利]一种高强度结构钢S690QL1中厚板及其生产方法

摘要

本发明涉及到一种优质高屈服强度结构钢S690QL1中厚板及其生产方法。该S690QL1结构钢板包含如下质量百分比的化学成分C0.10～0.20、Si0.30～0.70、Mn1.35～1.65、P≤0.010、S≤0.005、微合金化元素（V+Nb+Ti+Cr+Ni+Mo+B）≤3.2、Als≤0.050，其它为Fe和残留元素。其生产方法包括KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯加热、轧制、缓冷、热处理等工艺控制。通过合理的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，并通过加热、轧制及正火处理等工艺有效实施，成功地研制出了厚度在150mm以下保性能、保探伤高屈服强度S690QL1结构钢板，其屈服强度控制在650～780MPa，抗拉强度控制在740～930 MPa；伸长率控制在15%‑25%；V型‑60℃纵向冲击功控制在143～340J。

主权项

一种高强度结构钢S690QL1中厚板，其包含如下质量百分比的化学成分：C：0.10～0.20、Si：0.30～0.70、Mn：1.35～1.65、P：≤0.010、S：≤0.005、微合金化元素（V+Nb+Ti+Cr+Ni+Mo+B）：≤3.2、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素；该中厚板的生产方法包括：KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇注、铸坯加热、轧制、缓冷、热处理工艺控制，在KR铁水预处理工艺：到站铁水必须除去浮渣，保证浮渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%，保证脱硫周期≤30min、脱硫温降≤25℃；转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005%、P≤0.050%，铁水温度≥1270℃，铁水装入量误差按±1t来控制，废钢严格采用优质边角料，造渣碱度R按2.5‑4.0控制，出钢碳≥0.04%，出钢P≤0.010%，S≤0.010%；避免出钢过程下渣；LF精炼工艺：精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节；加入精炼渣料，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间≥20min，离站前加入钙线；VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须≥13min，破真空后软吹2‑5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露；正常在线包抽真空时间：（抽真空前钢水温度—目标离站温度）/1.7min；覆盖剂，保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；连铸工艺：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±10℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/㎏，开启电磁搅拌，浇钢要求保护浇铸，浇注过程中必须保证钢液面不见红；浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面稳定；铸坯下线后要求堆冷≥6h；加热工艺:加热温度及加热时间如下：预热段温度850‑1000℃，加热段温度1220‑1240℃，保温段温度1200‑1220℃，加热速度11‑14min/cm；控制控冷：采用两阶段轧制，一阶段采取“高温、低速、大压下”，开轧温度1100℃～1150℃，一阶段终轧温度在≥980℃，中间坯待温厚度为成品的2～2.5倍，进而确保精轧阶段足够的累计压下量；二阶段开轧温度≤950℃，累计压下率≥50%，以增加奥氏体晶界有效面积，为细化奥氏体晶粒提供更多的形核点，终轧温度760～880℃；钢板轧后采用层流冷却进行快速冷却，冷却速度控制在≥10℃/S，返红温度在500～580℃之间，然后送往矫直机矫直；堆冷工艺：钢板矫直后及时下线堆冷，堆冷温度≥300℃，堆冷时间≥24h；通过缓冷，以避免内部应力来不及释放产生内裂，同时进一步促使钢板内部有害气体溢出；调质工艺：淬火温度920±30℃，保温时间为T=1.5‑2.5min/mm，回火温度为660±30℃，保温时间为T=3.0‑4.5min/mm。