CN109365529A - 一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法 - Google Patents

一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法。钢板是由两块或多块奥氏体不锈钢坯复合轧制而成，待复合表面粗糙度≥8μm，对坯料进行消磁处理，待复合坯料预热温度100～300℃；复合坯焊接电压30～300KV，电流20～250mA，焊速20～400mm/min；复合坯上、下表面倒角，角度30～50℃；加热温度1150～1250℃，厚度≤300mm时，保温4～10h；厚度＞300mm时，保温10～20h；一火阶段单道次压下量≤15％，二火阶段单道次压下量≥20％，终轧温度≥950℃；热处理分为固溶处理和/或稳定化处理，成品复合板厚度60～200mm，宽度2500～5000mm，心部性能和综合性能优良。

Description

一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法
技术领域
本发明涉及一种奥氏体不锈钢中厚板生产方法，特别涉及宽厚规格奥氏体不锈钢复合板的生产方法，属于钢铁技术领域。
背景技术
目前国内用于锅炉、压力容器等设备制造所需的厚规格高品质奥氏体不锈钢板，其主要方法为锻造和轧制，其中轧制方法所采用的坯料为连铸坯和电渣坯。
对于连铸坯而言，其内部存在偏析、疏松等缺陷，这使得轧制钢板随着厚度的增加其心部性能明显恶化，同时由于压缩比的要求，限制了连铸坯能够生产的钢板最大厚度。专利CN101724789B公开了奥氏体不锈钢中厚板及其制造方法，涉及一种制造奥氏体不锈钢的中厚板生产方法，其原料为连铸坯。在其实施例中给出的钢板最大厚度规格仅为40mm。而电渣坯虽然具有良好的内部质量且相比于连铸坯能轧制更厚规格钢板，但由于其生产周期长、生产成本高、能源消耗大和环境污染严重等缺点，不符合绿色制造的环保理念。
另外，在锅炉、压力容器等设备制造过程中焊缝是影响设备质量的关键因素。设备在运行过程中出现问题的位置大部分是在焊缝处。而减少焊缝最有效的手段则是增加钢板的宽度。特别是不锈钢钢板的焊材价格昂贵，增大不锈钢钢板的宽度不仅可以减少设备的焊缝数量，同时还能节省大量成本。
为此，亟待开发出一种绿色、环保的奥氏体不锈钢板生产方法用以解决上述问题。
发明内容
本发明目的在于通过真空复合技术提供一种高效、环保的奥氏体不锈钢特厚板坯，同时结合特殊的制造工艺，生产出内部质量优异的高品质奥氏体不锈钢中厚板。
具体的技术方案是：
一种奥氏体不锈钢中厚板，其奥氏体不锈钢化学成分满足GB/T 4237《不锈钢热轧钢板和钢带》标准中对奥氏体型不锈钢的化学成分要求，钢板的厚度规格60～200mm，钢板宽度2500～5000mm。
一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法，是以连铸坯为原料，在真空环境下通过电子束实现两块或多块连铸坯的复合焊接，进而获得不同厚度规格的复合坯并以此来生产特厚规格奥氏体不锈钢板。具体生产工艺包括：坯料表面处理—坯料消磁—坯料预热—复合焊接—坯料倒角—加热—轧制—热处理，具体包括：
(1)坯料表面处理：去除复合坯料待复合表面的氧化铁皮，表面粗糙度达到8μm以上。随后用酒精或丙酮去除机械加工过程中的油污。
(2)坯料消磁：对表面处理后的坯料进行磁性测定，如果坯料存在磁性则采用专门消磁设备对其进行消磁处理，确保坯料无磁性。
(3)坯料预热：将无磁坯料四周放置用于缓冷的其他连铸坯料，通过其他连铸坯的热辐射对待复合坯料进行预热，预热温度100～300℃。
(4)复合焊接：焊接在真空室进行，焊接电压30～300KV，焊接电流20～250mA，焊接速度20～400mm/min。
(5)坯料倒角：将焊接好的复合坯料上、下表面四条边进行倒角，角度为30～50°。这是防止在后续轧制宽规格钢板时出现边部缺陷。
(6)加热：将倒角的复合坯料放置加热炉内加热，加热温度1150～1250℃。当坯料厚度＜300mm时，保温时间4～10h；当坯料厚度≥300mm时，保温时间10～20h；
(7)轧制：当坯料厚度＜300mm时，采用直接轧制方式，单道次压下率≥20％；终轧温度均不低于950℃；当坯料厚度≥300mm时，采用两次轧制方式，首次轧制时单道次压下率不超过15％；二次轧制前将经过首次轧制的中间坯按(6)中所述重新回炉加热，二次轧制单道次压下率≥20％；两次轧制的终轧温度均不低于950℃；
轧后钢板下线进行自然冷却，成品钢板厚度规格60～200mm，宽度规格2500～5000mm。
(6)热处理：热处理采用固溶处理，其处理温度1050～1120℃，保温时间0.5～2h，冷却方式为水冷；当钢中还有Nb或Ti时还需增加稳定化热处理，其处理温度850～950℃，保温时间2～3h，冷却方式为空冷。
有益效果：
本发明同现有技术相比，有益效果如下：
(1)采用真空复合技术生产的宽度2500～5000mm、厚度60～200mm高品质奥氏体不锈钢中厚板，钢板内部质量良好，各项性能，特别是厚度中心性能优异，厚度方向断面收缩率可达70％。
(2)涉及的生产方式具有生产周期短、生产成本低、能源消耗少的特点，符合绿色制造的理念。
附图说明
图1为实施例2钢板厚度中心金相组织；图2为实施例4钢板厚度中心金相组织；图3为实施例6钢板厚度中心金相组织；
具体实施方式
以下实施例用于具体说明本发明内容，这些实施例仅为本发明内容的一般描述，并不对本发明内容进行限制。
表1为实施例钢的化学成分；表2为实施例钢复合坯组坯及焊接制度；表3为实施例钢板轧制及热处理工艺；表4为实施例钢板不同厚度处力学性能结果；表5为实施例钢板Z向拉伸性能；表6为实施例钢板晶间腐蚀性能。
表1实施例钢化学成分(wt，％)
实施例 C Si Mn Cr Ni P S N Mo Ti Nb
1 0.04 0.50 1.20 18.85 8.28 0.03 0.002 0.03
2 0.03 0.48 1.34 18.76 8.40 0.03 0.002 0.03
3 0.04 0.45 1.28 16.25 10.70 0.03 0.002 0.03 2.23
4 0.04 0.45 1.28 16.25 10.70 0.03 0.002 0.03 2.23
5 0.03 0.56 1.53 17.20 9.17 0.03 0.002 0.04 0.25
6 0.03 0.56 1.53 17.20 9.17 0.03 0.002 0.04 0.25
7 0.03 0.058 1.57 17.60 9.65 0.03 0.002 0.04 2.25 0.45
注：实施例1～2为06Cr19Ni10奥氏体不锈钢；实施例3～4为022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢；实施例5～6为06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢；实施例7为06Cr17Ni12Mo2Nb奥氏体不锈钢。
表2实施例钢复合坯组坯及焊接制度
注：实施例1～3，5～7为两块连铸坯复合；实施例4为三块连铸坯复合；
表3实施例钢板轧制及热处理工艺
表4实施例钢板不同厚度处力学性能结果
注：标准要求为GB/T 4237《不锈钢热轧钢板和钢带》中对应的06Cr19Ni10奥氏体不锈钢、022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢、06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢以及06Cr17Ni12Mo2Nb奥氏体不锈钢的性能要求。
表5实施例钢板Z向拉伸性能
表6实施例钢板晶间腐蚀性能
实施例 板厚/mm 晶间腐蚀
1 60 合格
2 100 合格
3 80 合格
4 200 合格
5 120 合格
6 150 合格
7 60 合格
由表1～6可见，采用本发明技术方案生产的奥氏体不锈钢板，最大厚度可达200mm，最宽可达5200mm，具有良好的力学性能，特别是板厚1/2处的屈服强度≥216MPa，抗拉强度≥527MPa，伸长率≥58.5％，完全满足标准要求，可用于锅炉、压力容器等设备制造所需的厚规格高品质用途。

Claims (2)

1.一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法，钢板是由两块或多块奥氏体不锈钢连铸坯复合焊接后轧制而成，其特征在于，生产工艺为：坯料表面处理—坯料消磁—坯料预热—复合焊接—坯料倒角—加热—轧制—热处理；
(1)坯料表面处理：去除待复合表面的氧化铁皮，表面粗糙度达到8μm以上，然后去除油污；
(2)坯料消磁：对表面处理后的坯料进行磁性测定，将存在磁性的坯料进行消磁处理，确保坯料无磁性；
(3)坯料预热：对待复合坯料进行预热，预热温度100～300℃；
(4)复合焊接：焊接在真空室进行，焊接电压30～300KV，焊接电流20～250mA，焊接速度20～400mm/min；
(5)坯料倒角：将焊接好的复合坯料上、下表面四条边进行倒角，角度为30～50°；
(6)加热：将倒角的复合坯料放置在加热炉内加热，加热温度1150～1250℃；当坯料厚度＜300mm时，保温时间4～10h；当坯料厚度≥300mm时，保温时间10～20h；
(7)轧制：当坯料厚度＜300mm时，采用直接轧制方式，单道次压下率≥20％；终轧温度均不低于950℃；当坯料厚度≥300mm时，采用两次轧制方式，首次轧制时单道次压下率不超过15％；二次轧制前将经过首次轧制的中间坯按(6)中所述重新回炉加热，二次轧制单道次压下率≥20％；两次轧制的终轧温度均不低于950℃；
轧后钢板下线进行自然冷却，成品钢板厚度规格60～200mm，宽度规格2500～5000mm；
(8)热处理：热处理采用固溶处理，其处理温度1050～1120℃，保温时间0.5～2h，冷却方式为水冷；若钢中含有Nb或Ti时还需在固溶处理后进行稳定化热处理，处理温度850～950℃，保温时间2～3h，冷却方式为空冷。
2.如权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢中厚板的生产方法，其特征在于，坯料预热时，将无磁坯料四周放置进行缓冷的连铸坯，通过连铸坯的热辐射对待复合坯料进行预热。
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