一种Q690D优质结构钢中厚板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种Q690D优质结构钢中厚板，是由C、Si、Mn、Nb、V、Ti、Mo、B、Als和Fe共10中化学成分冶炼轧制而成。该优质结构钢中厚板通过适当调整Q690D（E）中C、Mn、Nb、V、Ti、Mo合金元素的含量和比例，严格控制P、S含量，配合本发明专利技术的生产工艺，使其既能保证钢板的低碳当量、高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，又能简化生产工艺、缩短生产流程、降低生产能耗，适合大生产操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢材制造
，具体涉及一种Q690D优质结构钢中厚板及其生产方法。
技术介绍
低合金高强度宽厚钢板是钢铁产业发展政策中明确提出要鼓励生产的产品。它属资源节约型钢材，同时也是比较典型的高技术含量、高附加值产品，广泛用于能源、交通、建筑、工程机械等国民经济各个重要领域，具有很大的市场潜力。随着钢材需求行业的技术升级，对钢材的性能也不断提出新的更高的要求。宽厚钢板是钢铁产品类别中归属于中厚板的一类主导产品，一般泛指采用宽厚板轧机生产的宽度在3 000 mm以上，厚度在4 mm以上的钢板。由于宽厚钢板的平面尺寸及厚度都比较大，宽厚板的产品适用性强，在制作大型容器、设备和钢结构时比其它产品利用率高，更经济合理，因此被许多行业用户广泛选用。低合金高强度宽厚钢板主要用于焊接结构，因此不仅要求钢材具有高的强度及塑韧性，还必须有良好的焊接性和工艺加工性。高纯净度、高强度、高韧性并具有良好厚度方向性能的宽厚钢板是总的发展方向。高韧性结构钢Q550D (E)是一种微合金低碳贝氏体钢，它具有强度高、韧性好、低温韧性优良、加工性能和焊接性能好等特点。主要应用在工程机械、煤矿机械、造船和钢结构等领域。近年来，低合金高强度钢的应用更为广泛，但高强度Q690D(E)钢板以其合金设计和冶金工艺难度大、工艺装备要求特殊等原因，生产成本居高不下。目前， 国内部分钢厂采用TMCP +T进行生产，工序复杂，而且大多以调质状态交货，钢板经过淬火和回火2道热处理工序，不仅对设备要求严格，更是增加了生产制造成本，这种状况严重制约着此类钢材生产制造的发展，无法满足日益增长的市场需求，进而也影响下游行业乃至国民经济的发展。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种能够解决现有技术生产高强韧性结构钢Q690D (E)工艺复杂，生产效率低、成本高等问题，配合合理的化学成分设计以及TMCP轧制工艺，取代调质或回火处理生产工艺，从而既能保证高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，又能简化生产工艺、缩短生产流程、降低生产能耗，适合大生产操作的Q690D优质结构钢中厚板及其生产方法。实现本专利技术的目的所采取的技术方案是一种Q690D优质结构钢中厚板包括如下质量百分比的化学成分:C :0. 05 0. 15wt%、Si :0. 20 0. 40 wt%、Mn :1. 40 1. 65 wt%、 P ^ 0. 010 wt%、S 彡 0. 005 wt%、Nb 或 / 禾口 V 或 / 禾口 Ti 0. 05 0. 20wt%、Mo :0. 10 0. 30wt%、B :0. 05 0. 15wt%、Als 彡 0. 050 wt%，余为 Fe。所述Q690D优质结构钢中厚板的碳当量< 0. 43。一种生产所述Q690D优质结构钢中厚板的工艺方法，包括以下步骤优质铁水熔炼、KR铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气处理、连铸、加热、轧制和ACC层流冷却；所述KR铁水预处理步骤中，到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度 (20mm，铁水经KR搅拌脱硫，脱硫周期彡21min、脱硫温降彡20°C，达到铁水中按质量百分比含 S 彡 0. 005 wt%、；所述转炉冶炼步骤中，采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含 S彡0.005 wt%、含P彡0.080 wt%，铁水温度彡1270°C，铁水装入量误差控制在士 lt， 造渣碱度R控制在2. 5-4. 0范围内，出钢铁水中按质量百分比含碳0. 03 - 0. 04wt%,含 P彡0. 012wt%，含S ( 0. 010 wt% ；点吹次数不得大于2次；所述LF炉精炼步骤中，精炼过程中全程吹氩，加入精炼渣料的碱度为4. 0 6. 0，加热时间按两次控制，第一次加热7 12min，第二次加热6 10 min，粘渣次数> 6次，加硅钙线前必须关闭氩气，不采用真空脱气上钢温度为1565士 15°C或采用真空脱气上钢温度为 1610士 15°C ；所述真空脱气处理步骤中，VD真空度< 67Pa，保压时间> 15min，破真空后软吹2 5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，在线包抽真空1.7min关闭氩气，加覆盖剂，保证铺满钢液面，上钢温度1565 士 15°C ；所述连铸步骤中，中间包预热的过热度控制在15士 10°C，拉矫机拉速控制在0. 7m/ min,比水量为0. 80L/ kg,电磁搅拌中电磁系统控制参数为900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢全程保护浇铸，大包开浇后Imin内套保护管，浇钢过程中进行塞棒吹氩，铸坯下线后堆冷，堆冷温度彡200°C，堆冷时间彡12h ；所述加热步骤中，加热温度及加热时间如下预热段温度900 1000°C，加热段温度 1200 1260°C，加热速度8 i:3min/cm，保温段温度1180 1240°C ；所述轧制步骤中，分2个阶段轧制，开轧温度控制在110(TC 1150°C，一阶段终轧温度控制在950°C 1020°C，待温状态厚度为成品厚度的2. 2 2. 5倍，二阶段开轧控制温度 (900°C，二阶段单道次压下率彡15%，累计压下率彡60%，终轧温度控制在760 860°C ；所述ACC层流冷却步骤中，通过调整冷却集管组数，冷却速度控制在5 30°C /S，返红温度在450 550°C之间，层流冷却后送往矫直机矫直，钢板下线后进行堆垛缓冷，堆冷温度彡200°C，堆冷时间彡24h。本专利技术的低合金高强度宽厚钢板，其制造技术的核心是合金设计和冶金工艺，本专利技术在传统Q690D (E)高强韧性结构钢的成分基础上，适当调整Q690D (E)中C、Mn、Nb、V、 Ti、Mo合金元素的含量和比例，严格控制P、S含量，配合本专利技术的生产工艺，使其既能保证钢板的低碳当量、高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，又能简化生产工艺、缩短生产流程、降低生产能耗，适合大生产操作。在上述设计方案中，各化学元素的作用是C 是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性，综合考虑，碳的含量需控制的低一些。Si 是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。Mn 是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。P:对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。S:易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。V、Nb、Ti 是微量合金元素，在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物， 能起细化晶粒和弥散强化作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。Mo:是微量合金元素，适量的加入起到固溶强化的作用，能有效降低Y — α相变速率，抑制多边形铁素体和珠光体形核，促进高密度位错亚结构的针状铁素体或微细结构超低碳贝氏体形核，保证钢板高强度高韧性。Al 可以起到细化晶粒强化作用。B 与钢中Nb形成Nb (B)类析出物，在热变形后，在奥氏体中通过应变诱导在位错线上析出，阻碍再结晶，提高再结晶温度，B原子在晶界偏聚会极大地阻碍新相在晶界处形核，使得先共析铁素体生成区明显右移。本专利技术的Q690D优质结构钢中厚板，通过适当调整Q690D (E)中C、Mn、Nb、V、Ti、M本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｑ６９０Ｄ优质结构钢中厚板，其特征在于：它是由如下质量百分比的化学成分冶炼轧制而成：Ｃ：０．０５～０．１５ｗｔ％、Ｓｉ：０．２０～０．４０　ｗｔ％、Ｍｎ：１．４０～１．６５　ｗｔ％、Ｐ：≤０．０１０　ｗｔ％、Ｓ：≤０．００５　ｗｔ％、Ｎｂ或／和Ｖ或／和Ｔｉ：０．０５　～０．２０ｗｔ％、Ｍｏ：０．１０　～０．３０ｗｔ％、Ｂ：０．０５　～０．１５ｗｔ％、Ａｌｓ：≤０．０５０　ｗｔ％，余为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱书成，袁永旗，许少普，
申请(专利权)人：南阳汉冶特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：41