CN113528972B - 460MPa级抗震耐火特厚钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种460MPa级抗震耐火特厚钢板及其生产方法。钢板化学成分：碳，0.06~0.09%；硅，0.2~0.3%；锰，1.45~1.55%；铬，0.3~0.45%；铝，0.02~0.05%；铌，0.025~0.035%；钼，0.2~0.3%；钛，0.01~0.02%；磷＜0.013%，硫＜0.003%，余量铁和杂质；采用TMCP技术制备而成；其中粗轧期间1~2次水冷，之后中间坯先水冷、再精轧，精轧开轧810℃~830℃；控制冷却中，通过2~3道次水冷至250℃~300℃，相邻两道次水冷之间摆动空冷60s~90s，每道次水冷时冷速在3℃/s~8℃/s。该钢板的成本低且综合性能优异。

Description

460MPa级抗震耐火特厚钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于合金钢生产技术领域，涉及一种460MPa级抗震耐火特厚钢板及其生产方法。
背景技术
随着高层建筑、装配式建筑的推广，钢结构作为现代建筑的重要结构形式，成为当今建筑发展的方向；高层建筑更加注重安全性，要求建筑结构用钢在保证常规力学性能和焊接性能的同时，还要具有良好的抗震性能和耐火性能。
传统的普通建筑用钢，在温度达到400℃时，屈服强度将降至室温强度的一半，温度达到600℃时，基本丧失强度，因此大型的钢结构建筑，要求在钢结构表面涂覆一层防火涂层来增强抵抗火灾的能力。这种喷涂耐火材料的做法，会使建筑物成本成倍增加，工期延长，室内有效使用面积减小，喷涂作业的飞溅还污染环境。因此，需要提高钢板自身的耐火性能和抗震性能，以根本上提升钢结构在建筑中的安全性。
现有的钢板制造中，为了提升耐火性能和抗震性能，通常会采用大量Mo、V和稀土等贵金属的化学成分体系，或者会增加正火、回火、淬火+回火等热处理工序，存在合金成本高、生产成本较高、生产周期较长等缺陷。
再者，关于特厚钢板，也未有现有技术针对抗层状撕裂性能进行改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗震耐火特厚钢板及其生产方法，通过化学成分以及工艺方法的相互配合，在低合金成本、短生产流程的基础上，得到460MPa级别、屈强比低、低温韧性高、耐火性能和抗层状撕裂性能优异的特厚钢板。
为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其包括步骤：
（1）采用铁水脱硫、冶炼、精炼进行钢水冶炼，控制最终所得钢水中以质量百分比计P＜0.013%，S＜0.003%；
（2）将步骤（1）所得钢水连铸成厚度为220mm~320mm的连铸坯并将连铸坯堆垛缓冷；连铸时中间包温度为1534℃~1549℃，连铸机拉速0.6m/s~0.8m/s；所得连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C:0.06~0.09%，Si:0.20~0.30%，Mn:1.45~1.55%，Cr:0.30~0.45%，Al:0.020~0.050%，Nb:0.025~0.035%，Mo:0.20~0.30%，Ti:0.010~0.020%，余量铁和不可避免的杂质；
（3）将拆垛后的连铸坯输送至加热炉进行加热，加热温度为1180℃~1250℃，按照连铸坯的厚度控制加热时间为9~10min/cm；
（4）将连铸坯出加热炉之后多道次粗轧成厚度为120mm~180mm的中间坯，每道次压下量不小于25mm，开轧温度1060℃~1120℃，终轧温度1020℃~1080℃，且在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷；将所得中间坯进行水冷，而后进行6道次以上精轧，得到厚度为60mm~100mm的钢板，最后的三个道次压下量不大于6mm，开轧温度810℃~830℃，终轧温度780℃~800℃；
（5）将轧制而成的钢板进行2~3道次水冷，在相邻两道次水冷之间摆动空冷60s~90s，钢板最终冷却至250℃~300℃；每道次水冷时的冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；
（6）将步骤（5）所出钢板进行矫直、堆垛缓冷和切割精整后，得到钢板成品。
优选地，在步骤（1）中不添加V、W和稀土元素。
优选地，步骤（1）为：采用铁水脱硫、转炉冶炼、LF和RH精炼进行钢水冶炼，控制最终所得钢水中以质量百分比计P＜0.013%，S＜0.003%；其中，转炉冶炼工序中采用顶底复吹工艺，RH精炼工序的脱气后进行＞20min的软吹，且真空处理时间＞15min。
优选地，步骤（2）的堆垛缓冷处理时间48小时后拆垛；以及/或者，步骤（6）的堆垛缓冷处理时间48小时后拆垛。
优选地，步骤（4）中，粗轧机的出口设置喷淋水箱，将连铸坯采用粗轧机进行N道次轧制成中间坯，N为≥6的正整数；
其中，所述的“在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷”为：在前N-1道次中的1~2个奇数道次时，当坯料穿过粗轧机进入喷淋水箱时进行水冷。
优选地，步骤（4）中，将连铸坯粗轧成中间坯的过程中，对坯料进行展宽轧制和延伸轧制；将中间坯精轧为钢板的过程中，对坯料仅进行延伸轧制，且精轧的道次数为偶数。
优选地，步骤（5）中，每道次水冷时，控制辊道速度0.2m/s~0.5m/s，并采用1.5bar的水压对钢板进行冷却。
为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种460MPa级抗震耐火特厚钢板，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.06~0.09%，Si:0.20~0.30%，Mn:1.45~1.55%，Cr:0.30~0.45%，Al:0.020~0.050%，Nb:0.025~0.035%，Mo:0.20~0.30%，Ti:0.010~0.020%，P＜0.013%，S＜0.003%，余量铁和不可避免的杂质；
所述钢板采用依序的铁水脱硫、冶炼、精炼、连铸、坯料加热、控制轧制、控制冷却、矫直、堆垛缓冷和切割精整制备而成；其中：
在连铸工序中，将钢水连铸成厚度为220mm~320mm的连铸坯并将连铸坯堆垛缓冷；连铸时中间包温度为1534℃~1549℃，连铸机拉速0.6m/s~0.8m/s；
在坯料加热工序中，将拆垛后的连铸坯输至加热炉进行加热，加热温度为1180℃~1250℃，按照连铸坯的厚度控制加热时间为9~10min/cm；
在控制轧制工序中，将连铸坯出加热炉之后多道次粗轧成厚度为120mm~180mm的中间坯，每道次压下量不小于25mm，开轧温度1060℃~1120℃，终轧温度1020℃~1080℃，且在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷；将所得中间坯进行水冷，而后进行6道次以上精轧，得到厚度为60mm~100mm的钢板，最后的三个道次压下量不大于6mm，开轧温度810℃~830℃，终轧温度780℃~800℃；
在控制冷却工序中，将轧制而成钢板进行2~3道次水冷，相邻两道次水冷之间摆动空冷60s~90s，钢板最终冷却至250℃~300℃；每道次水冷时的冷却速率控制在3℃/s~8℃/s。
优选地，所得钢板的抗拉强度≥570MPa，延伸率≥20%，屈强比≤0.80。
优选地，所得钢板的-40℃低温冲击功≥150J，Z向端面收缩率≥35%；并且，冷弯性能180°时d=2a，外观无裂纹，其中d为弯心直径，a为试样厚度；钢板600℃保温3小时的屈服强度＞307MPa。
优选地，在冶炼工序和精炼工序中不添加V、W和稀土元素。
优选地，冶炼工序在转炉中进行，且转炉冶炼工序中采用顶底复吹工艺；精炼工序先后在LF炉和RH炉中进行，RH精炼工序的脱气后进行＞20min的软吹，且真空处理时间＞15min。
优选地，连铸工序中，将连铸坯堆垛缓冷处理时间48小时，之后拆垛；以及/或者，在矫直之后进行堆垛缓冷处理时间48小时，之后拆垛。
优选地，在控制轧制工序中，粗轧机的出口设置喷淋水箱，将连铸坯采用粗轧机进行N道次轧制成中间坯，N为≥6的正整数；其中，所述的“在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷”为：在前N-1道次中的1~2个奇数道次时，当坯料穿过粗轧机进入喷淋水箱时进行水冷。
优选地，在控制轧制工序中，将连铸坯粗轧成中间坯的过程中，对坯料进行展宽轧制和延伸轧制；将中间坯精轧为钢板的过程中，对坯料仅进行延伸轧制，且精轧的道次数为偶数。
优选地，在控制冷却工序中，每道次水冷时，控制辊道速度0.2m/s~0.5m/s，并采用1.5bar的水压对钢板进行冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过合理成分设计，添加Cr、Mo、Nb、Ti微合金，结合控制轧制、控轧冷却中的工艺手段，尤其是，在耐火元素Mo含量低且无V、W、稀土元素等耐火元素的情况下，通过控制轧制工序中的冷却、轧制温度、压下量以及控制冷却的整体手段，无需回火、正火、淬火+回火等热处理工序，即可实现250mm~320mm的连铸坯生产60mm~100mm的460MPa抗震钢板的制造，且所得钢板高强度、低屈强比，低温韧性、抗层状撕裂和耐火性能优异，降低了钢板的合金成本，简化了生产工艺，缩短了生产周期，提高了生产效率。
附图说明
图1是实施例1中钢板的金相组织图；
图2是实施例2中钢板的金相组织图。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
本发明一实施方式提供了一种特厚钢板的生产方法以及采用该生产方法制备而成的特厚钢板。所谓特厚钢板，也即厚度≥60mm的钢板，在本实施方式中，钢板的厚度为60mm~100mm。
具体地，所述生产方法中，按预定的化学成分设计方案进行冶钢，所得钢水浇注成连铸坯。如此，冶钢终点钢水的化学成分、连铸坯的化学成分以及最终所得钢板的化学成分均满足所述预定的化学成分设计方案。所述预定的化学成分设计方案为，化学成分以质量百分比计包括：C:0.06~0.09%，Si:0.20~0.30%，Mn:1.45~1.55%，Cr:0.30~0.45%，Al:0.020~0.050%，Nb:0.025~0.035%，Mo:0.20~0.30%，Ti:0.010~0.020%，P＜0.013%，S＜0.003%，余量铁和不可避免的杂质。
在工艺流程方面，所述生产方法包括依序的铁水脱硫、冶炼、精炼、连铸、坯料加热、控制轧制、控制冷却、矫直、堆垛缓冷和切割精整。具体如下。
（1）冶钢
通过铁水脱硫工序、冶炼工序以及精炼工序进行冶钢，在该整个冶钢过程中按照前述预定的化学成分设计方案来调控钢水中各个化学元素的含量，包括控制最终所得钢水中以质量百分比计P＜0.013%，S＜0.003%。
（2）连铸
将冶炼过程最终所得钢水连铸成厚度为220mm~320mm的连铸坯并将连铸坯堆垛缓冷；连铸时中间包温度为1534℃~1549℃，连铸机拉速0.6m/s~0.8m/s。这样，可以减小连铸坯的中心偏析，同时防止连铸坯出现内部裂纹、缩孔等内部缺陷。
（3）坯料加热
将拆垛后的连铸坯输至加热炉进行加热，加热温度为1180℃~1250℃，并且，按照连铸坯的厚度控制加热时间为9~10min/cm。例如，对于厚度300mm的连铸坯，则加热时间为270~300min。
（4）控制轧制
将连铸坯出加热炉之后分两个阶段进行轧制。
其中，第一阶段为粗轧阶段，连铸坯通过多道次粗轧成厚度为120mm~180mm的中间坯；每道次压下量不小于25mm，例如可以是25mm~40mm；开轧温度1060℃~1120℃，终轧温度1020℃~1080℃；且在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷。
第二阶段为精轧阶段，在粗轧阶段结束后而精轧阶段开始前，先将粗轧所得中间坯进行2次水冷，例如，在粗轧机和精轧机之间前后设置两个冷却水箱，使得中间坯依次穿过两个冷却水箱时分别进行水冷。而后再进行6道次以上精轧，得到厚度为60mm~100mm的钢板，最后的三个道次精轧的压下量不大于6mm，例如可以是2~6mm；开轧温度810℃~830℃，终轧温度780℃~800℃。
如此，一方面，通过在粗轧期间进行水冷、粗轧和精轧之间的过渡段进行水冷，可以使坯料的表面硬度大于芯部硬度，进而利于在轧制过程中变形向芯部渗透，从而提升表面和芯部的均匀性；再一方面，通过粗轧期间进行水冷、粗轧和精轧之间的过渡段进行水冷、压下量的控制以及粗轧阶段和精轧阶段的轧制温度的控制，使得粗轧阶段维持在奥氏体再结晶区进行轧制、而精轧阶段则维持在未再结晶区即形变诱导相变区进行轧制，从而充分细化奥氏体晶粒，结合后续冷却以得到贝氏体组织，析出物尺寸细小并分散在贝氏体组织内，从而提升耐火性、低温韧性和抗拉强度，还可以保持板形良好。
（5）控制冷却
将轧制而成钢板进行2~3道次水冷，且相邻两道次水冷之间摆动空冷60s~90s，钢板最终冷却至250℃~300℃；其中，每道次水冷时的冷却速率控制在3℃/s~8℃/s。
以进行3道次水冷来举例说明，钢板最终从精轧机离开后，先在冷却辊道上向前移动，冷却辊道设置冷却水箱，冷却水箱具有位于冷却辊道上下两侧的若干排冷却水集管（设喷嘴），在钢板在冷却辊道上前行时，开启冷却水集管进行第1道次水冷，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；结束后（即出冷却水箱后），钢板摆动空冷60s~90s；然后，再将钢板在冷却辊道上向后返回，期间同样开启所述冷却水集管进行第2道次水冷，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；结束后（即出冷却水箱后），钢板摆动空冷60s~90s；最后，将钢板在冷却辊道上重新向前移动，期间同样开启所述冷却水集管进行第3道次水冷，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s。
这样，结合前述控制轧制和该控制冷却的工艺手段，通过2~3道次低冷却速率冷却且两道次之间进行摆动空冷，可以充分细化奥氏体晶粒，结合后续冷却以得到贝氏体组织，析出物尺寸细小并分散在贝氏体组织内，从而提升耐火性、低温韧性和抗拉强度，并提升抗层状撕裂性能。
而如上所举例的，利用同一段冷却辊道进行往—复—往的移动方式，进一步还具有设备成本小、施工场地小等成本优势。
（6）成品
将冷却后的钢板进行矫直、堆垛缓冷和切割精整后，得到钢板成品。
有上述可见，本实施方式的生产流程框架上属于TMCP技术，而通过合理成分设计，添加Cr、Mo、Nb、Ti微合金，结合控制轧制、控轧冷却中的工艺手段，尤其是，在耐火元素Mo含量低且在冶炼工序和精炼工序中不添加V、W和稀土元素等耐火元素的情况下，通过控制轧制工序中的冷却、轧制温度、压下量以及控制冷却的整体手段，无需回火、正火、淬火+回火等热处理工序，即可实现250mm~320mm的连铸坯生产60mm~100mm的460MPa抗震钢板的制造，也即钢板的常温屈服强度ReH≥460MPa，且所得钢板高强度、低屈强比，抗震性能、低温韧性、抗层状撕裂和耐火性能优异，具体地，钢板的抗拉强度≥570MPa，延伸率≥20%，屈强比≤0.80，-40℃低温冲击功≥150J，Z向端面收缩率≥35%，冷弯性能180°时d=2a合格，外观无裂纹（其中d为弯心直径，a为试样厚度），600℃保温3小时的屈服强度＞307MPa，如此，降低了钢板的合金成本，简化了生产工艺，缩短了生产周期，提高了生产效率。
优选地，冶炼工序在转炉中进行，且转炉冶炼工序中采用顶底复吹工艺；精炼工序先后在LF炉和RH炉中进行，RH精炼工序的脱气后进行＞20min的软吹，且真空处理时间＞15min。这样，可以利于提高钢水的纯净度，减少杂质。
优选地，连铸工序中，在浇注过程中全程稀有气体（例如氩气）保护，并控制中间包的液面稳定，以进一步降低杂质、提升纯净度。另外，将连铸坯堆垛缓冷处理时间48小时，之后拆垛。
优选地，在控制轧制工序中，粗轧机的出口设置喷淋水箱，将连铸坯采用粗轧机进行N道次轧制成中间坯，N≥6且为正整数；其中，所述的“在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷”为：在前N-1道次中的1~2个奇数道次时，例如第3道次或者第3道次和第5道次时，当坯料穿过粗轧机进入喷淋水箱时进行水冷。
优选地，在控制轧制工序中，将连铸坯粗轧成中间坯的过程中，对坯料进行展宽轧制和延伸轧制；将中间坯精轧为钢板的过程中，对坯料仅进行延伸轧制，且精轧的道次数为偶数。通过采用偶数道次精轧，则钢板的尾部先进行控制冷却工序的水冷，可以进一步提升板形，减少头尾翘曲。
优选地，在控制冷却工序中，每道次水冷时，控制辊道速度0.2m/s~0.5m/s，并采用1.5bar的水压对钢板进行冷却。这样既能保证较快的生产节奏，又能满足冷却速率的要求。
另外，矫直之后进行堆垛缓冷处理时间48小时，之后拆垛并进行切割精整。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过合理成分设计，结合控制轧制、控轧冷却中的工艺手段，在不添加V、W和稀土元素等耐火元素、无需回火、正火、淬火+回火的情况下，即可实现250mm~320mm的连铸坯生产60mm~100mm的460MPa抗震钢板的制造，且所得钢板高强度、低屈强比，抗震性能、低温韧性、抗层状撕裂和耐火性能优异，该技术整体上具有成本低、工艺简单、生产流程短、生产效率高等优势。
下面提供本发明的2个实施例，来对本发明的技术方案进一步说明。当然，这2个实施例仅为本实施方式所含众多变化实施例中的一部分，而非全部。
实施例1
提供一种钢板，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.070％，Si:0.25％，Mn:1.50％，P:0.010％，S:0.001％，Cr:0.38%，Al:0.03%，Nb:0.030%，Ti:0.015%，Mo:0.26%，其余为Fe及不可避免的杂质。
该钢板的生产过程如下：
（1）依序进行KR铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼和RH精炼，其中，转炉冶炼在180吨转炉中进行并采用顶底复吹工艺，RH精炼工序的脱气后进行22min的软吹，且真空处理时间16min；
（2）将RH精炼出钢连铸成320mm×2090mm×2769mm的连铸坯，中间包温度为1534℃~1549℃，连铸机拉速0.65m/s，之后将连铸坯堆垛缓冷48小时拆垛；
（3）将连铸坯加热到1200℃，加热时间为288~320min；
（4）先将连铸坯按照展宽轧制和延伸轧制的方式，通过多道次粗轧成厚度为150mm的中间坯；开轧温度1078℃，终轧温度1050℃，每道次压下量不小于25mm；且粗轧机的出口设置喷淋水箱，在第1道次粗轧和第3道次粗轧结束时（即当坯料穿过粗轧机进入喷淋水箱时）分别进行水冷；
在粗轧阶段结束后而精轧阶段开始前，先将粗轧所得中间坯进行2次水冷，而后再按照延伸轧制的方式进行6道次以上的偶数道次精轧，得到厚度为60mm×2872mm×10746mm的钢板，开轧温度820℃，终轧温度792℃，最后的三个道次精轧的压下量不大于6mm；
（5）钢板最终从精轧机离开后，先在冷却辊道上向前移动，辊道速度0.5m/s，前行期间开启冷却辊道上下两侧的冷却水集管进行第1道次水冷，水压1.5bar，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；结束后，钢板摆动空冷60s；然后，再将钢板在冷却辊道上向后返回，辊道速度0.5m/s，期间同样开启所述冷却水集管进行第2道次水冷，水压1.5bar，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s，使得钢板最终冷却至267℃；
（6）将冷却后的钢板采用9辊液压矫直机进行矫直，降低钢板内部和表面残余应力；再堆垛缓冷48小时之后拆垛，切割精整成钢板成品。
对本实施例的钢板成品进行取样检测：（1）金相组织检测结果如图1所示，组织为贝氏体组织；（2）钢板实际测量厚度为60.10mm；（3）常温屈服强度ReH为527.57MPa，抗拉强度Rm为692.83MPa，延伸率为23.10%，屈强比为0.76；（4）三个试样的-40℃低温冲击功分别为219.62J、199.62J和203.33J，三个试样的Z向端面收缩率分别为65.5%、69.0%和70.1%；（5）冷弯性能180°时d=2a合格，外观无裂纹（其中d为弯心直径，a为试样厚度）；600℃保温3小时的屈服强度为388.71MPa。
可见，钢板满足460MPa抗震耐火钢的标准，屈强比低以满足抗震需求，低温韧性优异，高温耐火性能满足GB/T 28415-2012标准要求，且抗层状撕裂性能优异。
实施例2
提供一种钢板，其化学成分以质量百分比计包括：C:0.075％，Si:0.25％，Mn:1.49％，P:0.009％，S:0.001％，Cr:0.38%，Al:0.03%，Nb:0.031%，Ti:0.015%，Mo:0.26%，其余为Fe及不可避免的杂质。
该钢板的生产过程如下：
（1）依序进行KR铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼和RH精炼，其中，转炉冶炼在180吨转炉中进行并采用顶底复吹工艺，RH精炼工序的脱气后进行22min的软吹，且真空处理时间17min；
（2）将RH精炼出钢连铸成320mm×2090mm×4625mm的连铸坯，中间包温度为1534℃~1549℃，连铸机拉速0.65m/s，之后将连铸坯堆垛缓冷48小时拆垛；
（3）将连铸坯加热到1200℃，加热时间为288~320min；
（4）先将连铸坯按照展宽轧制和延伸轧制的方式，通过多道次粗轧成厚度为170mm的中间坯；开轧温度1081℃，终轧温度1048℃，每道次压下量不小于25mm；且粗轧机的出口设置喷淋水箱，在第1道次粗轧和第3道次粗轧结束时（即当坯料穿过粗轧机进入喷淋水箱时）分别进行水冷；
在粗轧阶段结束后而精轧阶段开始前，先将粗轧所得中间坯进行2次水冷，而后再按照延伸轧制的方式进行6道次以上的偶数道次精轧，得到厚度为100mm×2857mm×10545mm的钢板，开轧温度810℃，终轧温度795℃，最后的三个道次精轧的压下量不大于6mm；
（5）钢板最终从精轧机离开后，先在冷却辊道上向前移动，辊道速度0.3m/s，前行期间开启冷却辊道上下两侧的冷却水集管进行第1道次水冷，水压1.5bar，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；结束后，钢板摆动空冷80s；然后，再将钢板在冷却辊道上向后返回，辊道速度0.3m/s，期间同样开启所述冷却水集管进行第2道次水冷，水压1.5bar，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；结束后，钢板摆动空冷60s；再之后，将钢板在冷却辊道上再次向前移动，辊道速度0.3m/s，期间同样开启所述冷却水集管进行第3道次水冷，水压1.5bar，维持冷却速率控制在3℃/s~8℃/s，使得钢板最终冷却至229℃；
（6）将冷却后的钢板采用9辊液压矫直机进行矫直，降低钢板内部和表面残余应力；再堆垛缓冷48小时之后拆垛，切割精整成钢板成品。
对本实施例的钢板成品进行取样检测：（1）金相组织检测结果如图2所示，组织为贝氏体组织；（2）钢板实际测量厚度为100.12mm；（3）常温屈服强度ReH为498.94MPa，抗拉强度Rm为659.43MPa，延伸率为23.47%，屈强比为0.76；（4）三个试样的-40℃低温冲击功分别为214.17J、217.35J和233.08J，三个试样的Z向端面收缩率分别为61.4%、64.0%和59.1%；（5）冷弯性能180°时d=2a合格，外观无裂纹（其中d为弯芯直径，a为试样厚度）；600℃保温3小时的屈服强度为368.32MPa。
可见，钢板满足460MPa抗震耐火钢的标准，屈强比低以满足抗震需求，低温韧性优异，高温耐火性能满足GB/T 28415-2012标准要求，且抗层状撕裂性能优异。

Claims (10)

1.一种460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，包括步骤：
（1）采用铁水脱硫、冶炼、精炼进行钢水冶炼，控制最终所得钢水中以质量百分比计P＜0.013%，S＜0.003%；
（2）将步骤1所得钢水连铸成厚度为220mm~320mm的连铸坯并将连铸坯堆垛缓冷；连铸时中间包温度为1534℃~1549℃，连铸机拉速0.6m/s~0.8m/s；所得连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C:0.06~0.09%，Si:0.20~0.30%，Mn:1.45~1.55%，Cr:0.30~0.45%，Al:0.020~0.050%，Nb:0.025~0.035%，Mo:0.20~0.30%，Ti:0.010~0.020%，余量铁和不可避免的杂质；
（3）将拆垛后的连铸坯输送至加热炉进行加热，加热温度为1180℃~1250℃，按照连铸坯的厚度控制加热时间为9~10min/cm；
（4）将连铸坯出加热炉之后多道次粗轧成厚度为120mm~180mm的中间坯，每道次压下量不小于25mm，开轧温度1060℃~1120℃，终轧温度1020℃~1080℃，且在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷；将所得中间坯进行水冷，而后进行6道次以上精轧，得到厚度为60mm~100mm的钢板，最后的三个道次压下量不大于6mm，开轧温度810℃~830℃，终轧温度780℃~800℃；
（5）将轧制而成的钢板进行2~3道次水冷，且在相邻两道次水冷之间摆动空冷60s~90s，钢板最终冷却至250℃~300℃；其中，每道次水冷时的冷却速率控制在3℃/s~8℃/s；
（6）将步骤5所出钢板进行矫直、堆垛缓冷和切割精整后，得到钢板成品，所得钢板的冷弯性能180°时d=2a，外观无裂纹，其中d为弯心直径，a为试样厚度。
2.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，在步骤（1）中不添加V、W和稀土元素。
3.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，步骤（1）为：采用铁水脱硫、转炉冶炼、LF和RH精炼进行钢水冶炼，控制最终所得钢水中以质量百分比计P＜0.013%，S＜0.003%；其中，转炉冶炼工序中采用顶底复吹工艺，RH精炼工序的脱气后进行＞20min的软吹，且真空处理时间＞15min。
4.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，步骤（2）的堆垛缓冷处理时间48小时后拆垛；以及/或者，步骤（6）的堆垛缓冷处理时间48小时后拆垛。
5.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，步骤（4）中，粗轧机的出口设置喷淋水箱，将连铸坯采用粗轧机进行N道次轧制成中间坯，N为≥6的正整数；
其中，所述的“在连铸坯轧制成中间坯的期间进行1~2次水冷”为：在前N-1道次中的1~2个奇数道次时，当坯料穿过粗轧机进入喷淋水箱时进行水冷。
6.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，步骤（4）中，将连铸坯粗轧成中间坯的过程中，对坯料进行展宽轧制和延伸轧制；将中间坯精轧为钢板的过程中，对坯料仅进行延伸轧制，且精轧的道次数为偶数。
7.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，步骤（5）中，每道次水冷时，控制辊道速度0.2m/s~0.5m/s，并采用1.5bar的水压对钢板进行冷却。
8.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，所得钢板的抗拉强度≥570MPa，延伸率≥20%，屈强比≤0.80。
9.根据权利要求1所述的460MPa级抗震耐火特厚钢板的生产方法，其特征在于，所得钢板的-40℃低温冲击功≥150J，Z向端面收缩率≥35%；钢板600℃保温3小时的屈服强度＞307MPa。
10.一种460MPa级抗震耐火特厚钢板，其特征在于，采用权利要求1~9任一项所述的生产方法制备而成。
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