連鑄坯在線大側(cè)壓調(diào)寬技術(shù)及其應(yīng)用

《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》涉及一種直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法。

直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法專利目的

《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》的目的在于提供一種具有高的強度、良好的塑性和高的低溫韌性，且生產(chǎn)工藝簡便、成本低廉的直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法。

直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法技術(shù)方案

《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板，所述鋼板以Fe為基礎(chǔ)元素，且還包含如下化學(xué)成分（質(zhì)量%）：C：0.10~0.16%，Si：0.15~0.35%，Mn：0.95~1.25%，P：￡0.010%，S：￡0.005%，2.4%￡Cr Mo Ni Cu￡3.0%，0.08%￡Al V￡0.13%，N：￡0.007%，B：0.001~0.002%，及雜質(zhì)元素。

進一步地講：所述齒條鋼板的厚度為114~152.4毫米，直接采用連鑄坯制造。所得屈服強度3690兆帕，抗拉強度為790~930兆帕，延伸率319%，鋼板的Z向性能（斷面收縮率）335%，鋼板1/4厚度處在-40°C下的夏比沖擊功>100焦耳，鋼板1/2厚度處在-27°C下以及在-40°C下的夏比沖擊功均>100焦耳。

一種直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板的制造方法，按所述大厚度齒條鋼板的化學(xué)組成配制冶煉原料，依次經(jīng)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、RH精煉和連鑄，生產(chǎn)出高純凈度鋼水和厚度在370毫米或以上的具有低的中心偏析和疏松的連鑄坯。與公開號為CN102345045A的發(fā)明專利采用VD精煉和模鑄比較，《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》采用RH精煉和連鑄進行生產(chǎn)。通過RH精煉可獲得更低H含量的鋼水以確保齒條鋼板的抗氫致開裂的能力和心部性能。連鑄方法生產(chǎn)的板坯其心部質(zhì)量（例如中心偏析和疏松）較模鑄方法生產(chǎn)的鋼錠好，有利于保證齒條鋼板的心部性能。

連鑄完成后對連鑄坯加罩緩冷進一步降低其中的H含量從而進一步避免鋼板的氫致開裂和確保鋼板的心部性能。緩冷完成后對連鑄坯表面帶溫清理以確保連鑄坯的表面質(zhì)量同時保證在火焰清理過程中連鑄坯表面沒有裂紋產(chǎn)生。

將經(jīng)過上述處理的連鑄板坯加熱至1180~1280°C保溫2-3小時，使鋼中的合金元素充分固溶，發(fā)揮其強韌化作用，保證最終產(chǎn)品的成份及性能的均勻性。連鑄坯在保溫完成并經(jīng)高壓水除鱗處理之后進行兩階段軋制。第一階段軋制（粗軋）的開軋溫度在1050~1150°C，總壓縮比340%，采用強壓下進行軋制。與大厚度鋼板常規(guī)粗軋單道次約10%的最大壓下率相比，《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》要求單道次壓下率315%，以保證連鑄坯的心部缺陷充分彌合從而使得大厚度齒條鋼板在心部的性能得到保證。第二階段軋制（精軋）開軋溫度在870~930°C，總壓縮比330%。軋制完成之后實施空冷和矯直。

矯直后的鋼板在冷床上空冷至適于調(diào)運的最高溫度，然后進行堆緩冷（348小時）或進行控制條件（在550~650°C下保溫24~72小時后緩冷）下的緩慢冷卻來充分降低或去除軋制后鋼板中的H以充分保證成品鋼板的心部性能。

將緩冷至室溫的鋼板進行調(diào)質(zhì)處理即獲得成品齒條鋼板。調(diào)質(zhì)工序的淬火加熱使用連續(xù)爐進行以精確控制淬火加熱溫度和時間，淬火加熱溫度：900~930°C，在爐時間：1.8~2.0分鐘/毫米，使用淬火機水淬。為精確控制回火加熱溫度和時間，回火處理也須使用連續(xù)爐來進行。回火溫度：600~660°C，在爐時間：2.8~4.0分鐘/毫米，出爐后空冷至室溫。

《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》針對2013年9月之前海洋裝備制造業(yè)對高強度、高韌性、良好的塑性、大厚度齒條鋼板的需求，使用優(yōu)化的化學(xué)成分、高的鋼水純凈度、優(yōu)化的連鑄工藝（低的澆鑄過熱度、低的拉坯速度、合理的輕壓下參數(shù)）生產(chǎn)的具有好的心部質(zhì)量（低的中心偏析和疏松）的連鑄板坯直接作為坯料，采取控制軋制加調(diào)質(zhì)熱處理的方法制造出厚度大且具有高的強度、良好的塑性和高的低溫韌性的齒條鋼板。該齒條鋼板的最大厚度達152.4毫米。

直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法改善效果

《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》的優(yōu)點在于：

（1）與公開號為CN102345045A的發(fā)明專利比較，《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》加入了Cu但不加入Ti和Nb。加入Cu是為了提高鋼板的淬透性同時提高它的耐大氣腐蝕能力。不加Ti是為了防止在澆鑄過程中大塊TiN的形成從而降低齒條鋼板在低溫下的沖擊韌性。另外，與CN102345045A相比較，《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》也未加入Nb。

（2）《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》直接使用連鑄坯制造的大厚度齒條鋼板具有高的強度、良好的塑性和高的低溫韌性。這一優(yōu)良的性能組合在鋼板的整個厚度截面上都穩(wěn)定地保持，充分滿足了復(fù)雜和惡劣工作條件對大截面材料性能均勻性的要求。

（3）《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》制造的大厚度齒條鋼板直接使用連鑄坯且不經(jīng)過任何其它加工（例如：多張板坯復(fù)合而形成復(fù)合坯）作為軋制坯料，省去了使用模鑄鋼錠作為坯料在軋制過程中的開坯過程，即省去了開坯加熱、開坯軋制和中間坯切割與清理工序，同時，也省去了用復(fù)合坯進行軋制的板坯復(fù)合加工過程，簡化了生產(chǎn)工藝。同時，較使用模鑄鋼錠來生產(chǎn)齒條鋼板成材率顯著提高，使得大厚度齒條鋼板的制造成本顯著降低，克服了2013年9月之前技術(shù)的不足，在工業(yè)化生產(chǎn)時具有明顯的成本優(yōu)勢。

（4）《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》直接使用連鑄坯而不是鋼錠作為坯料，使得制造大厚度齒條鋼板坯料的心部質(zhì)量更有保證從而有利于獲得高而且穩(wěn)定的齒條鋼板心部性能。

然而，由于連鑄板坯的厚度通常小于鋼錠的厚度，因此，用連鑄坯軋制大厚度齒條鋼板的壓縮比較用鋼錠軋制小。這樣，在單道次壓下率不能保證的情況下，板坯心部的缺陷就不能充分彌合，這將使得齒條鋼板的心部性能得不到保證。《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》采用優(yōu)化的化學(xué)成分、高的鋼水純凈度、優(yōu)化的連鑄工藝（低的澆鑄過熱度、低的拉坯速度、合理的輕壓下參數(shù)）生產(chǎn)出具有低的心部缺陷（低的中心偏析和疏松）的優(yōu)質(zhì)連鑄坯、315%的單道次壓下率結(jié)合大厚度齒條鋼板各制造階段對H含量的嚴格控制解決了這一問題從而保證了高而且穩(wěn)定的齒條鋼板心部性能。

2018年12月20日，《直接用連鑄坯生產(chǎn)大厚度齒條鋼板及其制造方法》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。