[發明專利]一種利用連鑄板坯制造150-400mm厚碳素結構鋼板的工藝

有效

• 申請號: 201210264018.3
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102764961A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 崔健;趙乾;馬興云;孫衛華;王紹祿
• 申請（專利權）人: 濟鋼集團有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，涉及一種利用連鑄板坯制造150-400mm厚碳素結構鋼板的工藝。?

背景技術

150-400mm厚碳素結構鋼板廣泛應用于重型機械制造、結構加工等國民經濟領域。產品要求良好的塑韌性及內部質量。受連鑄坯料厚度的限制，國內用連鑄坯生產保探傷保性能鋼板一般最厚到150mm，150mm以上鋼板一般采用模鑄鋼錠、電渣錠等形式，生產過程存在成材率低，能耗高，生產效率低等缺點。?

發明內容

本發明突破連鑄坯坯料厚度限制，提供一種利用現有連鑄板坯生產保探傷保性能150mm以上厚度碳素結構鋼板技術，可生產最大厚度為400mm的保探傷保性能特厚碳結鋼板。?

本發明通過以下技術方案實現：一種利用連鑄板坯制造150-400mm厚碳素結構鋼板的工藝，包括以下步驟：?

（1）以兩塊以上（包含兩塊）四周相同尺寸（即長度、寬度相等，厚度可以不同）的連鑄板坯為原料，所用連鑄板坯包含如下化學成分（質量百分比，wt%）：C?0.14～0.20％，Si?0.20～0.50％，Mn?0.08～1.40％，S≤0.010％；?

（2）對所有連鑄板坯待焊接面的三條邊通過火焰切割或刨、銑等形式加工坡口，坡口深度10-40mm，坡口角度15-35°；將連鑄板坯疊放在一起，并旋轉90°豎直放置，組齊對正，然后采用氣體保護焊的焊接方式，對連鑄板坯有坡?口的三個面上的邊縫進行打底焊接，再采用埋弧自動焊進行填充及蓋面焊接，最后將剩余面上的邊縫在高真空下進行真空電子束進行焊接，組焊成大厚度坯料；或者不開坡口，將連鑄板坯疊放在一起，并旋轉90°豎直放置，組齊對正，然后全部采用真空電子束焊接的方式將4個面焊接成大厚度坯料；?

（3）對焊接好的大厚度坯料采用車底式爐或均熱爐進行加熱，出爐溫度控制在1160～1300℃；?

（4）出爐后軋制，第一階段開軋溫度1050～1150℃，第二階段開軋溫度820～920℃，中間坯厚度不小于成品厚度的1.4倍；?

（5）對軋后鋼板進行弱水冷卻，冷卻速度<5℃/S，表面返紅溫度620～780℃；?

（6）對鋼板進行正火熱處理，熱處理溫度860～950℃，保溫系數1.2～2.0min/mm。?

所述步驟（1）的連鑄板坯為經轉爐煉鋼、LF和RH爐外精煉、連鑄工序的連鑄板坯，所述RH爐外精煉工序中要進行真空脫氣處理，要求：真空度≤100Pa，保壓時間10分鐘以上。?

所述步驟（2）連鑄板坯，其焊接前通過銑床、刨床等機加工方法，去除待復合表面的氧化鐵皮、油污等，實現表面潔凈。?

所述步驟（2）氣體保護焊，其焊絲直徑1.2-2.0mm，焊接電壓20-35V，焊接電流120-400A，焊接速度250-600mm/min，焊絲干伸長度15-25mm，保護氣體CO₂或Ar+CO₂，保護氣體流量15-25L/min，熔深5-20mm；?

所述步驟（2）埋弧自動焊，其焊絲直徑4.0-6.0mm，焊接電壓30-45V，焊接電流250-1600A，焊接速度250-600mm/min，焊絲干伸長度25-45mm，熔深10-30mm；?

所述步驟（2）真空電子束焊接，其焊接電壓30-150KV，真空度高于1×10^-1Pa，焊接電流100-500mA，焊接速度50-700mm/min，熔深20-50mm。?

本發明利用經轉爐煉鋼、爐外精煉的連鑄板坯，其化學成分如上所述，其化學成分設計原則如下：C、Mn為主要強化元素，為降低生產成本，在保證易焊接性的前提下，C、Mn含量盡量高；S元素含量盡量降低，以減少鋼中夾雜物等對鋼板內部質量的影響。?

本發明爐外精煉工序中進行真空脫氣處理，要求真空度≤100Pa，保壓10分鐘以上，其主要目的：一是為了充分脫氣，盡可能降低鋼中氫等氣體的含量，減少氫致裂紋等對鋼板內部質量的影響；二是為了使鋼水中的夾雜物盡可能上浮，減少鋼中夾雜物的含量。?

本發明采用氣體保護焊、埋弧焊和真空電子束焊組合焊接工藝，將坯料四周焊接在一起，組焊成大厚度坯料，焊接界面處坯料為高的真空狀態，在后續熱加工變形過程中，極易焊合在一起，形成一個整體，與基體保持一致，可充分利用形成的大厚度坯料增加軋制成品鋼板的壓縮比。?

本發明對焊接好的大厚度坯料采用車底式爐或均熱爐進行加熱，適當增加高溫段保溫時間，確保鋼板燒透、燒均勻。?