《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》涉及一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法。

直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法专利目的

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》的目的在于提供一种具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性，且生产工艺简便、成本低廉的直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法。

直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法技术方案

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》的目的是这样实现的：

一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板，所述钢板以Fe为基础元素，且还包含如下化学成分（质量%）：C：0.10~0.16%，Si：0.15~0.35%，Mn：0.95~1.25%，P：£0.010%，S：£0.005%，2.4%£Cr Mo Ni Cu£3.0%，0.08%£Al V£0.13%，N：£0.007%，B：0.001~0.002%，及杂质元素。

进一步地讲：所述齿条钢板的厚度为114~152.4毫米，直接采用连铸坯制造。所得屈服强度³690兆帕，抗拉强度为790~930兆帕，延伸率³19%，钢板的Z向性能（断面收缩率）³35%，钢板1/4厚度处在-40°C下的夏比冲击功>100焦耳，钢板1/2厚度处在-27°C下以及在-40°C下的夏比冲击功均>100焦耳。

一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板的制造方法，按所述大厚度齿条钢板的化学组成配制冶炼原料，依次经KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和连铸，生产出高纯净度钢水和厚度在370毫米或以上的具有低的中心偏析和疏松的连铸坯。与公开号为CN102345045A的发明专利采用VD精炼和模铸比较，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》采用RH精炼和连铸进行生产。通过RH精炼可获得更低H含量的钢水以确保齿条钢板的抗氢致开裂的能力和心部性能。连铸方法生产的板坯其心部质量（例如中心偏析和疏松）较模铸方法生产的钢锭好，有利于保证齿条钢板的心部性能。

连铸完成后对连铸坯加罩缓冷进一步降低其中的H含量从而进一步避免钢板的氢致开裂和确保钢板的心部性能。缓冷完成后对连铸坯表面带温清理以确保连铸坯的表面质量同时保证在火焰清理过程中连铸坯表面没有裂纹产生。

将经过上述处理的连铸板坯加热至1180~1280°C保温2-3小时，使钢中的合金元素充分固溶，发挥其强韧化作用，保证最终产品的成份及性能的均匀性。连铸坯在保温完成并经高压水除鳞处理之后进行两阶段轧制。第一阶段轧制（粗轧）的开轧温度在1050~1150°C，总压缩比³40%，采用强压下进行轧制。与大厚度钢板常规粗轧单道次约10%的最大压下率相比，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》要求单道次压下率³15%，以保证连铸坯的心部缺陷充分弥合从而使得大厚度齿条钢板在心部的性能得到保证。第二阶段轧制（精轧）开轧温度在870~930°C，总压缩比³30%。轧制完成之后实施空冷和矫直。

矫直后的钢板在冷床上空冷至适于调运的最高温度，然后进行堆缓冷（³48小时）或进行控制条件（在550~650°C下保温24~72小时后缓冷）下的缓慢冷却来充分降低或去除轧制后钢板中的H以充分保证成品钢板的心部性能。

将缓冷至室温的钢板进行调质处理即获得成品齿条钢板。调质工序的淬火加热使用连续炉进行以精确控制淬火加热温度和时间，淬火加热温度：900~930°C，在炉时间：1.8~2.0分钟/毫米，使用淬火机水淬。为精确控制回火加热温度和时间，回火处理也须使用连续炉来进行。回火温度：600~660°C，在炉时间：2.8~4.0分钟/毫米，出炉后空冷至室温。

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》针对2013年9月之前海洋装备制造业对高强度、高韧性、良好的塑性、大厚度齿条钢板的需求，使用优化的化学成分、高的钢水纯净度、优化的连铸工艺（低的浇铸过热度、低的拉坯速度、合理的轻压下参数）生产的具有好的心部质量（低的中心偏析和疏松）的连铸板坯直接作为坯料，采取控制轧制加调质热处理的方法制造出厚度大且具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性的齿条钢板。该齿条钢板的最大厚度达152.4毫米。

直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法改善效果

《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》的优点在于：

（1）与公开号为CN102345045A的发明专利比较，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》加入了Cu但不加入Ti和Nb。加入Cu是为了提高钢板的淬透性同时提高它的耐大气腐蚀能力。不加Ti是为了防止在浇铸过程中大块TiN的形成从而降低齿条钢板在低温下的冲击韧性。另外，与CN102345045A相比较，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》也未加入Nb。

（2）《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》直接使用连铸坯制造的大厚度齿条钢板具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性。这一优良的性能组合在钢板的整个厚度截面上都稳定地保持，充分满足了复杂和恶劣工作条件对大截面材料性能均匀性的要求。

（3）《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》制造的大厚度齿条钢板直接使用连铸坯且不经过任何其它加工（例如：多张板坯复合而形成复合坯）作为轧制坯料，省去了使用模铸钢锭作为坯料在轧制过程中的开坯过程，即省去了开坯加热、开坯轧制和中间坯切割与清理工序，同时，也省去了用复合坯进行轧制的板坯复合加工过程，简化了生产工艺。同时，较使用模铸钢锭来生产齿条钢板成材率显著提高，使得大厚度齿条钢板的制造成本显著降低，克服了2013年9月之前技术的不足，在工业化生产时具有明显的成本优势。

（4）《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》直接使用连铸坯而不是钢锭作为坯料，使得制造大厚度齿条钢板坯料的心部质量更有保证从而有利于获得高而且稳定的齿条钢板心部性能。

然而，由于连铸板坯的厚度通常小于钢锭的厚度，因此，用连铸坯轧制大厚度齿条钢板的压缩比较用钢锭轧制小。这样，在单道次压下率不能保证的情况下，板坯心部的缺陷就不能充分弥合，这将使得齿条钢板的心部性能得不到保证。《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》采用优化的化学成分、高的钢水纯净度、优化的连铸工艺（低的浇铸过热度、低的拉坯速度、合理的轻压下参数）生产出具有低的心部缺陷（低的中心偏析和疏松）的优质连铸坯、³15%的单道次压下率结合大厚度齿条钢板各制造阶段对H含量的严格控制解决了这一问题从而保证了高而且稳定的齿条钢板心部性能。

2018年12月20日，《直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法》获得第二十届中国专利优秀奖。