一种利用短连铸坯快轧得到的高强钢板及其制备方法

1.本发明涉及钢铁材料轧制方法技术领域，尤其涉及一种利用短连铸坯快轧得到的高强钢板及其制备方法。


背景技术：

2.钢板主要用于大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械及其他大型焊接结构件。随着工程机械用钢向着“三高一大”的方向发展，工程机械用钢的减量化逐渐被提上日程，因此工程机械用钢向着更高强度级别发展。由于钢材在轧制过程中由于变形不均匀，冷却过程中不同类型的相变，往往带来很大的变形内应力和组织应力，这种在热轧过程产生的内应力往往需要更高的热处理温度才可以消除，但热处理温度过高，往往带来强度的急剧下降，使得内应力的控制和组织性能的控制存在一定的矛盾性。高强钢板较大的内应力，往往导致后续切割加工过程中的侧弯和瓢曲，成为高强钢板应用的主要问题之一，因此迫切需要降低高强钢板的内应力。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种利用短连铸坯快轧得到的高强钢板及其制备方法，以解决现有的高强钢板具有较大内应力，导致后续切割加工过程中的侧弯和瓢曲，影响高强钢板的质量等问题。
4.为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.本发明提供了一种利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，包括如下步骤：
6.(1)将短连铸坯进行轧制，得到初轧短连铸坯；
7.(2)将初轧短连铸坯进行未再结晶区轧制，之后冷却，得到高强钢板。
8.作为优选，所述短连铸坯为矩形短连铸坯；所述矩形短连铸坯的截面长边为1600～1800mm，截面短边为210～230mm。
9.作为优选，所述步骤(1)中，轧制的初轧温度为1000～1100℃，轧制的道次为3～7道次。
10.作为优选，所述步骤(1)中，轧制结束后，所得短连铸坯的截面短边为75～110mm；
11.进行第一道次轧制后进行高压水除磷处理，高压水的压力为20～22mpa。
12.作为优选，所述步骤(1)中，短连铸坯进行轧制前，将短连铸坯顺次进行热处理和表面处理；热处理的温度为1100～1300℃，热处理的时间为3～4h；表面处理通过高压水进行，高压水的压力为20～22mpa。
13.作为优选，所述步骤(2)中，未再结晶区轧制的初轧温度为890～910℃，未再结晶区轧制的终轧温度为870～890℃，未再结晶区轧制的道次为5～8道次；
14.进行第一道次未再结晶区轧制后进行高压水除磷处理，高压水的压力为20～22mpa。
15.作为优选，所述步骤(2)中，未再结晶区轧制结束后，所得初轧短连铸坯的截面短
边为18～40mm。
16.作为优选，所述步骤(2)中，冷却的步骤为：将未再结晶区轧制所得板材以15～25℃/s的速度降温至680℃以下，之后空冷至室温，得到高强钢板。
17.本发明还提供了所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法制备得到的高强钢板。
18.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：
19.(1)本发明聚焦于热轧过程，采用短坯和快速轧制协同的方法，实现再结晶区和未再结晶区的近等温轧制变形，进而克服道次轧制温度不一样导致的变形不均匀性，有效降低由于变形不均匀产生的内应力；
20.(2)本发明所得高强钢板不平度为3mm/11m以内，旁弯为4mm/11米以内；经对调质后的高强钢板的不平度为2mm/11m以内。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例1所得高强钢板进行模拟用户切割长条试验后的效果图；
23.图2为型号为q890的钢板进行模拟用户切割长条试验后的效果图。
具体实施方式
24.本发明提供了一种利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，包括如下步骤：
25.(1)将短连铸坯进行轧制，得到初轧短连铸坯；
26.(2)将初轧短连铸坯进行未再结晶区轧制，之后冷却，得到高强钢板。
27.在本发明中，所述短连铸坯为矩形短连铸坯；所述矩形短连铸坯的截面长边优选为1600～1800mm，进一步优选为1650～1750mm；截面短边优选为210～230mm，进一步优选为220～225mm。
28.在本发明中，所述步骤(1)中，轧制的初轧温度优选为1000～1100℃，进一步优选为1050～1080℃；轧制的道次优选为3～7道次，进一步优选为4～6道次。
29.在本发明中，所述步骤(1)中，轧制结束后，所得短连铸坯的截面短边优选为75～110mm，进一步优选为90～100mm。
30.在本发明中，进行第一道次轧制后进行高压水除磷处理，高压水的压力优选为20～22mpa，进一步优选为20.5～21mpa。
31.在本发明中，所述步骤(1)中，短连铸坯进行轧制前，将短连铸坯顺次进行热处理和表面处理；
32.热处理的温度优选为1100～1300℃，进一步优选为1150～1200℃；热处理的时间优选为3～4h，进一步优选为3.5h；表面处理通过高压水进行，高压水的压力优选为20～22mpa，进一步优选为21～21.5mpa；
33.表面处理可以去除磷和表面氧化铁皮。
34.在本发明中，所述步骤(2)中，未再结晶区轧制的初轧温度优选为890～910℃，进一步优选为895～905℃；未再结晶区轧制的终轧温度优选为870～890℃，进一步优选为880～885℃；未再结晶区轧制的道次优选为5～8道次，进一步优选为6～7道次；
35.在本发明中，进行第一道次未再结晶区轧制后进行高压水除磷处理，高压水的压力优选为20～22mpa，进一步优选为21～21.5mpa。
36.在本发明中，所述步骤(2)中，未再结晶区轧制结束后，所得初轧短连铸坯的截面短边优选为18～40mm，进一步优选为20～35mm。
37.在本发明中，所述步骤(2)中，冷却的步骤为：将未再结晶区轧制所得板材以15～25℃/s的速度降温至680℃以下，之后空冷至室温，得到高强钢板；
38.冷却的速度优选为18～24℃/s，进一步优选为20～22℃/s；
39.钢材经轧制变形为较均匀的奥氏体组织，在后续冷却过程中，可以减弱由于变形不均匀导致的相变开始温度的差异，在一定程度上降低相变组织应力。
40.在轧制和未再结晶区轧制过程中，仅在第一道次进行除磷可以防止各道次的除鳞带来的温度下降。
41.本发明还提供了所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法制备得到的高强钢板。
42.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
43.实施例1
44.本实施例所用短连铸坯的所含的元素及含量为：c 0.17wt％、si 0.22wt％、mn 1.24wt％、ni 0.296wt％、cr 0.393wt％、ti 0.015wt％、mo 0.436wt％、v 0.038wt％、nb 0.022wt％、余量为fe。
45.制备步骤如下：
46.将短连铸坯(截面短边220mm，截面长边1700mm)放入加热炉，在1200℃进行热处理3h，然后利用21mpa高压水冲洗短连铸坯以除鳞并去除表面氧化铁皮，之后在1085℃按照表1的规程进行轧制，并且在第一道次轧制后利用21mpa高压水冲洗短连铸坯以除鳞；轧制结束后待温度到900℃，按照表2的规程进行未再结晶区轧制，并且在第一道次未再结晶区轧制后利用21mpa高压水冲洗初轧短连铸坯以除鳞；未再结晶区轧制的终轧温度880℃，轧制后将钢板以20℃/s的速度快速冷却至680℃以下，最后空冷至室温，得到高强钢板，记为q890d高强钢板。
47.表1实施例1的轧制规程
48.轧制道次第1道次第2道次第3道次第4道次短连铸坯的截面短边长度190mm165mm135mm105mm
49.表2实施例1的未再结晶区轧制规程
[0050][0051]
实施例2
[0052]
本实施例所用短连铸坯的所含的元素及含量为：c 0.07wt％、si 0.17wt％、mn 1.51wt％、ni 0.15wt％、cr 0.349wt％、ti 0.019wt％、mo 0.238wt％、cu 0.017wt％、nb 0.067wt％、b 0.0015wt％、余量为fe。
[0053]
制备步骤如下：
[0054]
将短连铸坯(截面短边220mm，截面长边1750mm)放入加热炉，在1200℃进行热处理3.5h，然后利用21.5mpa高压水冲洗短连铸坯以除鳞并去除表面氧化铁皮，之后在1090℃按照表3的规程进行轧制，并且在第一道次轧制后利用21mpa高压水冲洗短连铸坯以除鳞；轧制结束后待温度到890℃，按照表4的规程进行未再结晶区轧制，并且在第一道次未再结晶区轧制后利用21mpa高压水冲洗短连铸坯以除鳞；未再结晶区轧制的终轧温度880℃，轧制后将钢板以20℃/s的速度快速冷却至680℃以下，最后空冷至室温，得到高强钢板。
[0055]
表3实施例2的轧制规程
[0056][0057]
表4实施例2的未再结晶区轧制规程
[0058][0059][0060]
实施例3
[0061]
本实施例所用短连铸坯的所含的元素及含量为：c 0.15wt％、si 0.16wt％、mn 1.37wt％、ni 0.0081wt％、cr 0.26wt％、ti 0.0178wt％、mo 0.276wt％、v 0.0049wt％、nb 0.024wt％、b 0.0017wt％、余量为fe。
[0062]
制备步骤如下：
[0063]
制备步骤同实施例1，区别为所述短连铸坯的截面短边为225mm，截面长边为1750mm，其它同实施例1。
[0064]
对实施例1所得q890d高强钢板进行性能检测，所得结果如表5所示。
[0065]
表5 q890d高强钢板的性能测试结果
[0066][0067][0068]
由表5和图1可知，本发明所得钢板的抗冲击性能、抗拉伸性能优异，抵抗变形的能力强，且本发明所得高强钢板不平度为3mm/11m以内，旁弯为4mm/11米以内；经调质后的高强钢板的不平度为2mm/11m以内；钢板在后续切割加工过程中不会产生侧弯和瓢曲。
[0069]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将短连铸坯进行轧制，得到初轧短连铸坯；(2)将初轧短连铸坯进行未再结晶区轧制，之后冷却，得到高强钢板。2.根据权利要求1所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述短连铸坯为矩形短连铸坯；所述矩形短连铸坯的截面长边为1600～1800mm，截面短边为210～230mm。3.根据权利要求2所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，轧制的初轧温度为1000～1100℃，轧制的道次为3～7道次。4.根据权利要求1或2所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，轧制结束后，所得短连铸坯的截面短边为75～110mm；进行第一道次轧制后进行高压水除磷处理，高压水的压力为20～22mpa。5.根据权利要求1～3任一项所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，短连铸坯进行轧制前，将短连铸坯顺次进行热处理和表面处理；热处理的温度为1100～1300℃，热处理的时间为3～4h；表面处理通过高压水进行，高压水的压力为20～22mpa。6.根据权利要求5所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，未再结晶区轧制的初轧温度为890～910℃，未再结晶区轧制的终轧温度为870～890℃，未再结晶区轧制的道次为5～8道次；进行第一道次未再结晶区轧制后进行高压水除磷处理，高压水的压力为20～22mpa。7.根据权利要求6所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，未再结晶区轧制结束后，所得初轧短连铸坯的截面短边为18～40mm。8.根据权利要求6或7所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，冷却的步骤为：将未再结晶区轧制所得板材以15～25℃/s的速度降温至680℃以下，之后空冷至室温，得到高强钢板。9.权利要求1～8任一项所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法制备得到的高强钢板。

技术总结
本发明属于钢铁材料轧制方法技术领域，本发明公开了一种利用短连铸坯快轧得到的高强钢板及其制备方法。本发明提供了一种利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法，本发明采用短坯和快速轧制协同的方法，实现再结晶区和未再结晶区的近等温轧制变形，进而克服道次轧制温度不一样导致的变形不均匀性，有效降低由于变形不均匀产生的内应力。本发明还提供了所述利用短连铸坯快轧制备高强钢板的方法得到的高强钢板。所述钢板不平度为3mm/11m以内，旁弯为4mm/11米以内；经对调质后的高强钢板的不平度为2mm/11m以内；钢板在后续切割加工过程中不会产生侧弯和瓢曲。为发展可加工性能优异的高强钢板奠定了基础。强钢板奠定了基础。强钢板奠定了基础。


技术研发人员：卢锐 付海彬 王士岭 乔汇龙 檀丽静 鲁建明 任志铎 高野
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2023/8/24