一种水电工程用高强钢Q610CF及其生产方法技术

本发明专利技术涉及到中厚板生产领域，具体涉及一种水电工程用高强钢Q610CF及其生产方法，采用均温轧制+驰豫工艺，通过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇铸、加热、轧制、控制冷却及缓冷，获得的钢板本体组织包括70％～80％的贝氏体+15％～20％的铁素体+5％～10％的珠光体，屈服强度520～575MPa，抗拉强度630～730MPa，伸长率18％

【技术实现步骤摘要】
一种水电工程用高强钢Q610CF及其生产方法


[0001]本专利技术涉及到中厚板生产领域，具体涉及一种水电工程用高强钢Q610CF及其生产方法。

技术介绍

[0002]水电钢610CF是用于制造大型水电工程蜗壳、过渡板及火电产品弹簧板等专用钢板。该钢种具有较高的强度和良好的冲击任性、较低的裂纹焊接敏感性指数等特点。近年来随着人们环保意识的提高，低碳、绿色、可持续发展的理念也不断深入人心，水电和风电作为清洁、环保、低碳的能源越来越被人们重视，随着水电行业的不断发展，对水电建设用钢的需求数量、质量和使用安全性都提出了更高的要求。
[0003]610CF作为水电建设中用量相对较大的钢种，目前国内钢企生产的610CF钢板均采用调质或TMCP+回火工艺生产，生产工艺复杂且生产周期长，生产效率低。如中国专利公开号CN106222557B，公开了一种高效低成本610MPa水电钢及其生产方法，但该方案钢板轧制后，快速冷却，终冷温度120
‑
180℃，钢板仍需进行回火热处理，最终钢板组织为回火马氏体，一方面由于返红温度较低造成矫直难度大幅上升、板型无法满足要求，另一方面钢板需进行回火处理，生产周期较长、生产成本增加，不利于环保。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种水电工程用高强钢Q610CF，该钢板能不仅有效改善由于返红温度较低造成的矫直难度大幅上升，使板型满足要求，而且不需要热处理，能够缩短生产周期，降低生产成本。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种水电工程用高强钢Q610CF的生产方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术是通过以下方式实现的：一种水电工程用高强钢Q610CF，所述钢的厚度为20
‑
50mm，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.060～0.12、Si：0.15～0.40、Mn：1.10～1.60、P：≤0.012、S：≤0.005、Cr：0.4～1.00，Ni：0.25～0.60，Nb：0.030～0.050，Mo：0.15～0.65，Ti：0.015～0.022，B:0.0010～0.0020、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素；所述钢的本体组织包括70％～80％的贝氏体+15％～20％的铁素体+5％～10％的珠光体，屈服强度520～575MPa，抗拉强度630～730MPa，伸长率18％
‑
25％，V型
‑
100℃横向冲击功168～306J，5％应变时效
‑
20℃横向冲击功143～286J。
[0007]上述水电工程用高强钢Q610CF的生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇铸、加热、轧制、控制冷却及缓冷，其中轧制及控制冷却工艺如下：
[0008]①
一阶段开轧温度1100℃
‑
1180℃，轧前对钢坯表层进行降温，将表面温度控制在980
‑
1000℃，短时提高表层硬度，然后快速进入轧机进行轧制，控制道次压下量≥45mm，轧制过程，每道次打高压水继续保持表层硬度；
[0009]②
一阶段轧制完毕，待钢坯整体均匀返红至980
‑
1000℃，开始第二阶段轧制，道次压下量按10
‑
30mm进行控制，此阶段轧制不再使用高压水，保证钢坯温度整体均匀；
[0010]③
待中间坯达到成品厚度的2.0～3.0倍时，进入IC装置进行冷却，当温度≤900℃时，开始第三阶段轧制，累计压下率≥50％，终轧温度750～830℃；
[0011]④
轧制结束后，钢板在辊道上弛豫10
‑
20秒，然后进入ACC快冷装置进行冷却，冷却速度≥5℃/S，返红温度520
‑
570℃，然后送往矫直机矫直。
[0012]本专利技术的有益效果在于：通过洁净钢冶炼及先进的三阶段轧制工艺，尤其是“高温、低速、大压下”轧制过程中，多次、短时的表层硬化处理，更有利于轧制力传递至钢坯芯部，使得铸坯内部偏析和疏松缺陷得到大幅改善，解决了目前大厚度铸坯生产厚板存在的中心疏松和偏析的难题，从轧制方面为生产高质量的水电高强钢提供了保证。
[0013]本专利技术结合轧制过程钢坯的温度特点，通过控制不同阶段的轧制压下量，使得铸坯不同厚度位置分别变形和组织细化，缓解了目前厚板不同厚度处的机械性能差异大的难题。
具体实施方式
[0014]本专利技术采用铁水预处理、转炉冶炼、浇铸，宽厚板轧机轧制的方法生产20
‑
50mm厚新型水电用高强钢Q610CF。其工艺流程为：铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF炉精炼、真空脱气处理、铸坯堆冷24～36小时、加热、轧制、控制冷却、矫直、堆冷、精整、外检、探伤、入库。
[0015]实施方式如下：
[0016](1)成分设计：所述20
‑
50mm厚新型水电用高强钢Q610CF包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.060～0.12、Si：0.15～0.40、Mn：1.10～1.60、P：≤0.012、S：≤0.005、Cr：0.4～1.00，Ni：0.25～0.60，Nb：0.030～0.050，Mo：0.15～0.65，Ti：0.015～0.022，B:0.0010～0.0020、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素。
[0017](2)铁水预处理工艺：通过喷吹石灰、搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005％，同时做好铁水保温措施避免温降过快；
[0018](3)转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005％、P≤0.030％，铁水温度≥1290℃，配优质废钢，加入造渣料，造渣碱度按2.5
‑
4.0控制，出钢P≤0.010％，S≤0.010％，控制出钢过程钢水包中渣量；
[0019](4)LF精炼工艺：精炼过程全程吹氩，吹氩强度根据具体情况适时调整，保证吹氩效果，加入精炼渣料造白渣，同时保证白渣保持时间≥20min，精炼结束加入钙线对钢水进行钙化处理；
[0020](5)VD精炼工艺：VD真空度必须达到67Pa以下，保压≥13min，真空结束后向钢中吹氩气，强度以不翻腾为准，吹氩结束后加入适量覆盖剂，保证钢水温度；
[0021](6)连铸工艺：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15
±
10℃，按照250
‑
350厚铸坯选择拉速，来保证厚板轧制压缩比要求和内部组织细化条件，浇铸过程开启电磁搅拌，全程保护浇铸。铸坯下线后要求堆冷≥24h。
[0022](7)加热工艺:预热段温度850
‑
1000℃，加热段温度1220
‑
1240℃，保温段温度1200
‑
1220℃，保温段时间＞40min，整体加热速度11
‑
14min/cm。
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电工程用高强钢Q610CF，其特征在于，所述钢的厚度为20
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50mm，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.060～0.12、Si：0.15～0.40、Mn：1.10～1.60、P：≤0.012、S：≤0.005、Cr：0.4～1.00，Ni：0.25～0.60，Nb：0.030～0.050，Mo：0.15～0.65，Ti：0.015～0.022，B:0.0010～0.0020、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素；所述钢的本体组织包括70％～80％的贝氏体+15％～20％的铁素体+5％～10％的珠光体，屈服强度520～575MPa，抗拉强度630～730MPa，伸长率18％
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25％，V型
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100℃横向冲击功168～306J，5％应变时效
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20℃横向冲击功143～286J。2.根据权利要求1所述的水电工程用高强钢Q610CF的生产方法，其特征在于包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、浇铸、加热、轧制、控制冷却及缓冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠波，袁永旗，许少普，胡宏伟，刘庆波，康文举，杨阳，张涛，高照海，丁健，杨春，李嘎子，王勇，白艺博，袁高俭，朱先兴，周富磊，任义，
申请(专利权)人：南阳汉冶特钢有限公司，
类型：发明
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