低压缩比特厚Q690D调质高强钢板及其生产方法技术

一种低压缩比特厚Q690D调质高强钢板，其化学成分组成及质量百分比为：C：0.15~0.17，Si：0.1~0.2，Mn：1.32～1.45，Nb：0.022~0.030，Ti：0.010~0.025，Cr：0.65~0.75，Mo：0.3~0.36，B：0.0012~0.0020，Als：0.02~0.04，其它为Fe和不可避免的残余元素和杂质；本发明专利技术还涉及低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，转炉冶炼工序，确保N≤50ppm,CEV≤0.64；LF精炼时间35~50min，有效控制钢中夹杂物级别总和不超过1.0级。本发明专利技术可生产出力学性能满足标准要求的特厚Q690D高强度钢板。

Low compression bit thickness q690d quenched and tempered high strength steel plate and its production method

【技术实现步骤摘要】
低压缩比特厚Q690D调质高强钢板及其生产方法
本专利技术涉及一种高强钢板及其生产方法，尤其涉及一种低压缩比特厚Q690D调质高强钢板及其生产方法。
技术介绍
特厚钢板是指厚度≥60mm的钢板；压缩比，对于板材来讲是指坯料厚度和轧制成品钢板厚度之比。为了确保成品钢板的综合性能，连铸坯与成品钢板间的最小压缩比要保持在6:1以上，因此，一般钢厂生产厚度≥60mm以上钢板都采用厚度≥360mm以上的连铸板坯。近年来，为了适应减量化生产的需求，工程机械制造企业愈加青睐于具有良好强韧匹配性的调质高强钢，Q690D作为调质高强钢的代表，由于具备较高的强度、良好的低温韧性、疲劳性能、焊接性能等，目前已经广泛地应用于煤炭综采设备、挖掘机械、铲土运输机械、起重机械、混凝土机械、凿岩机械以及其他工程机械。一般而言，钢材产品的力学性能主要取决于钢的组织构成，而钢板的组织除了取决于钢板的化学成分，还取决于钢板的生产工艺。厚度规格＜60mm的Q690D高强钢均通过添加微量合金元素、严格控制钢中有害元素、有害气体及夹杂物，并采用控制轧制和控制冷却的生产工艺来保证得到良好的综合性能。目前，多数钢厂生产的Q690D钢板厚度规格均集中在60mm以下，60mm及以上特厚钢板由于受压缩比、淬透性等多个因素的制约，对成分设计、铸坯规格、淬火机设备能力等均有较高的要求。对于少数能够生产特厚钢板的企业，其合金添加量较高，生产工艺复杂，成本高，且由于钢板厚度大，其力学性能指标不稳定，尤其是冲击性能难以满足使用需求，因而难以实现批量生产。公开号为CN106756544A的专利公开了“一种超低碳当量大厚度Q690D高强钢的生产方法”，通过合理的成分设计、控轧及热处理等工艺得到了合格的性能，但其采用的铸坯厚度为320mm，由于绝大多数钢厂铸坯无法达到此厚度，因而难以得到普遍应用，且其成分设计中添加了0.5-0.6wt%的Ni和0.42-0.5wt%的Mo等贵金属，大大增加了合金成本。公开号为CN103556077A的专利公开了“一种调质高强度Q690D特厚钢板的生产方法”，通过合理的化学成分设计、控轧及热处理工艺得到了性能合格的Q690D特厚钢板。但该成分设计中添加了0.046wt%的V和0.56wt%的Ni，合金成本高；另外，轧制工艺采用两阶段控制轧制，待温过程钢板表面生成的氧化铁皮在后续轧制过程不易被除净，在钢板表面形成花斑，不能满足工程机械用钢的表面需求。公开号为CN109338225A的专利公开了“一种超快冷工艺生产Q690D厚板及制造方法”，该方法通过低碳微合金成分设计及在线超快冷和离线热处理工艺生产出Q690D钢板，但由于在线超快冷冷却能力有限，因而只适用于生产厚度≤50mm的钢板，且在线超快冷冷却均匀性较差，钢板性能同板波动大，内应力高，在切割使用时容易产生变形。
技术实现思路
本专利技术提供一种低压缩比特厚Q690D调质高强钢板及其生产方法，通过低成本微合金成分设计提高钢板的淬透性，采用大压下量奥氏体完全再结晶区快速轧制及调质热处理的方法，生产出综合力学性能满足标准要求的特厚Q690D高强度钢板。本专利技术技术方案如下：低压缩比特厚Q690D调质高强钢板，其化学成分组成及质量百分比分别为：C：0.15~0.17，Si：0.1~0.2，Mn：1.32～1.45，Nb：0.022~0.030，Ti：0.010~0.025，Cr：0.65~0.75，Mo：0.3~0.36，B：0.0012~0.0020，Als：0.02~0.04，其它为Fe和生产过程中不可避免的残余元素和杂质。低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、铸坯堆垛缓冷、铸坯加热、轧制、ACC控制冷却、矫直和热处理工序；所述连铸坯的化学成分组成及质量百分比分别为：C：0.15~0.17，Si：0.1~0.2，Mn：1.32～1.45，Nb：0.022~0.030，Ti：0.010~0.025，Cr：0.65~0.75，Mo：0.3~0.36，B：0.0012~0.0020，Als：0.02~0.04，其它为Fe和生产过程中不可避免的残余元素和杂质。上述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，所述转炉冶炼工序中，确保N≤50ppm,CEV≤0.64；LF精炼时间35~50min，有效控制钢中夹杂物级别总和不超过1.0级。上述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，所述铸坯厚度为220~260mm,下线后堆垛避风缓冷处理，待铸坯冷却至150~300℃时，进行装炉再加热。上述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，所述铸坯加热工序：加热段温度采用高温加热1230-1270℃，均热段温度控制在1210～1250℃范围内，铸坯在加热炉内的总加热时间为240~300min，保证铸坯温度均匀。上述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，所述钢板轧制及冷却工序：采用完全再结晶型不控温轧制，终轧温度为1000~1050℃；轧制最后三道次采用大压下量轧制，道次压下率15%~20%，以保证心部变形渗透；末道次采用快速抛钢，抛钢速度2.7-3.2m/s，使钢板快速进入控冷区，避免晶粒长大；采用ACC控制冷却方式冷却，钢板的终冷温度为800~850℃。上述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，所述钢板热处理包括淬火和回火工序；淬火加热温度为910±5℃，保证钢板充分奥氏体化，加热系数为2.0~2.2min/mm，采用高低压连续辊式淬火的冷却方式，其中高压段水流量为75~80m3/min，压力为0.7~0.8MPa；低压段水流量为50~53m3/min，压力为0.4~0.5MPa，辊道速度2.5~3.0m/min；采用高温回火工艺，回火温度为575~585℃，回火系数为3.0~3.2min/mm，钢板出炉后空冷至室温，回火后钢板显微组织为回火索氏体。上述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板，所述Q690D调质高强钢板成品厚度为60~80mm。本专利技术之所以采用以上成分设计及高温热轧工艺，主要基于以下考虑：a.C作为间隙固溶元素，能够显著提高钢板的强度；B在钢中的主要作用增加钢的淬透性，从而节约Cr、Mo等稀贵金属，0.0012-0.0020wt%含量的硼可以代替部分Mo；Nb可以形成碳氮化物，起到第二相沉淀强化作用；Cr元素可以提高钢的淬透性，并改善钢板的韧性；Mo除了能提高钢板的淬透性和热强度，还能提高钢的回火抗力，降低回火脆性。本专利技术不添加贵金属Ni，仅通过微量Nb、Cr、Mo合金的复合作用，达到提高钢板强韧性的目的，合金成本较低。b.由于压缩比较小，且钢板强度较高，采用两阶段控制轧制会导致精轧阶段累计压下率不足，变形渗透不充分，钢板厚度方向组织不均匀。本专利技术中，特厚Q690D钢板的生产在高温阶段采用再结晶型大压下量不控温轧制工艺，终轧温度1000~1050℃，末尾三道次保证15%~20%的大压下率，钢板厚度方向组织均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低压缩比特厚Q690D调质高强钢板，其特征在于：其化学成分组成及质量百分比分别为：C：0.15~0.17，Si：0.1~0.2，Mn：1.32～1.45，Nb：0.022~0.030，Ti：0.010~0.025，Cr：0.65~0.75，Mo：0.3~0.36，B：0.0012~0.0020，Als：0.02~0.04，其它为Fe和生产过程中不可避免的残余元素和杂质。/n

【技术特征摘要】
1.低压缩比特厚Q690D调质高强钢板，其特征在于：其化学成分组成及质量百分比分别为：C：0.15~0.17，Si：0.1~0.2，Mn：1.32～1.45，Nb：0.022~0.030，Ti：0.010~0.025，Cr：0.65~0.75，Mo：0.3~0.36，B：0.0012~0.0020，Als：0.02~0.04，其它为Fe和生产过程中不可避免的残余元素和杂质。


2.低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF+RH精炼、连铸、铸坯堆垛缓冷、铸坯加热、轧制、ACC控制冷却、矫直和热处理工序；其特征在于：所述连铸坯的化学成分组成及质量百分比分别为：C：0.15~0.17，Si：0.1~0.2，Mn：1.32～1.45，Nb：0.022~0.030，Ti：0.010~0.025，Cr：0.65~0.75，Mo：0.3~0.36，B：0.0012~0.0020，Als：0.02~0.04，其它为Fe和生产过程中不可避免的残余元素和杂质。


3.如权利要求2所述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，其特征在于：所述转炉冶炼工序中，确保N≤50ppm,CEV≤0.64；LF精炼时间35~50min，有效控制钢中夹杂物级别总和不超过1.0级。


4.如权利要求2所述的低压缩比特厚Q690D调质高强钢板的生产方法，其特征在于：所述铸坯厚度为220~260mm,下线后堆垛避风缓冷处理，待铸坯冷却至150~300℃时，进行装炉再加热。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王丽敏，吕德文，杜琦铭，成慧梅，张瑞超，孙电强，杨学雨，
申请(专利权)人：邯郸钢铁集团有限责任公司，河钢股份有限公司邯郸分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13