优化表面质量的钢板的制备方法与流程-j9九游会真人

文档序号:35754249发布日期:2023-10-16 19:35阅读:4来源:国知局


1.本发明属于钢铁材料制备技术领域,涉及一种钢板的制备方法,具体涉及一种优化表面质量的钢板的制备方法。


背景技术:

2.随着宽厚板市场竞争日趋白热化,客户对钢板质量要求越来越高,下游高端用户除注重钢板的性能外,在供货技术条件中还要求钢板具有高质量表面,特别是造船、工程机械等行业对钢板表面质量要求非常严格,不允许钢板表面存在氧化铁皮脱落所引起的肉眼可见的缺陷,整张钢板不允许有麻坑麻面。但是,按目前钢铁行业的生产现状,受加热轧制等固有工序的高温影响,所生产的产品均存在不同性质的表面缺陷,如高温加热造成钢板表面氧化、脱碳,部分氧化铁皮因附着力较高而很难去除,最终导致成品钢板表面氧化铁皮压入等。
3.尤其是,对于si含量较高或者ni含量较高或者c含量较高的钢板,表面质量的问题更为严重。例如,对于高si钢,钢基体的硅极易被氧化,硅含量越高,内层氧化铁皮与基体界面的位置越易硅颗粒富集,从而产生致密的铁橄榄石fe2sio4氧化层,该氧化层粘度高,与基体结合力强,高压除鳞不能将其完全除去,在后续热轧过程中被压入钢板,造成表面质量问题。再例如,对于高ni钢,在高温加热时,坯料表面因氧化会存在feo、fe3o4、nio、fe2o3以及镍尖晶石nife2o4的氧化铁皮,且在氧化铁皮内侧形成ni富集层,使得高ni钢在轧制时,表面氧化铁皮难以去除,影响产品的表面质量。对于高c钢,在高温下,钢表层被氧化,使表层的含碳量明显降低形成脱碳层,碳含量越高、加热温度越高,就越容易脱碳,而脱碳对钢的表面硬度、耐磨性和疲劳性能等有着不利的影响。


技术实现要素:

4.本发明为了解决现有的高镍或者高硅或者高碳的钢板的表面质量差(例如氧化皮压入、脱碳等)的问题,本发明的目的在于提供一种优化表面质量的高镍硅碳钢板的制备方法。
5.为实现上述发明目的,本发明一实施方式提供一种钢板的制备方法。所述方法包括:
6.准备至少三块钢板坯;所述至少三块钢板坯的其中两块是以质量百分比计c≤0.20%、si≤0.20%、ni≤0.50%的保护板坯,其余是满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的至少其一的主板坯;
7.将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯;
8.将所得组合坯在加热炉中按照预设方案进行加热;
9.组合坯在出加热炉后,按照预设方案先后进行粗轧和精轧,得到组合板;粗轧时所得中间坯的厚度为组合板的目标厚度的2.5~3.5倍;
10.所得组合板在超快速冷却系统按照预设方案进行冷却;
11.将冷却后的组合板进行矫直、分板,得到钢板产品;
12.其中,所述预设方案为:当所述主板坯满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的其中一者时,采用以下





的相应的其中一者;当所述主板坯满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的其中两者以上时,加热温度、加热时长和终止冷却温度分别采用以下





的相应的其中两者以上的范围下限较大值,粗轧温度、精轧温度和开始冷却温度分别采用以下





的相应的其中两者以上的范围下限较小值,冷却速度采用以下





的相应的其中两者以上的范围上限较小值;
13.①
所述主板坯的c≥0.25%,加热温度1160~1200℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t,粗轧温度960~1030℃,精轧温度840~900℃,开始冷却温度≥750℃,冷却速度≤5℃/s,终止冷却温度≥700℃,
14.②
所述主板坯的si≥0.50%,加热温度1170~1210℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t,粗轧温度970~1040℃,精轧温度820~880℃,开始冷却温度≥740℃,冷却速度≤8℃/s,终止冷却温度≥650℃,
15.③
所述主板坯的ni≥1.00%,加热温度1190~1230℃,加热时长(1.1~1.3)min/m
×
t,粗轧温度980~1050℃,精轧温度800~860℃,开始冷却温度≥730℃,冷却速度5~12℃/s,终止冷却温度≥600℃;
16.t为组合坯的厚度。
17.作为一发明的进一步改进,在所述的“将所得组合坯在加热炉中按照预设方案进行加热”中,均热时长为20~40min。
18.作为一发明的进一步改进,所述制备方法还包括:
19.在所述的“将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯”之后,将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过位于所述组合坯的侧边处的排气口排出,而后将所述排气口密封。
20.作为一发明的进一步改进,在所述的“将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过位于所述组合坯的侧边处的排气口排出,而后将所述排气口密封”中,采用充入氮气或稀有气体的方式,将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气排出。
21.作为一发明的进一步改进,在所述的“将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过位于所述组合坯的侧边处的排气口排出,而后将所述排气口密封”中:
22.层叠相邻的两块钢板之间的间隙与至少两个排气口相连通,将其中一个排气口连通充气泵以向层叠相邻的两块钢板之间的间隙中充入氮气并持续第一时间段,在所述第一时间段中,从始至终其余排气口依次单独开启。
23.作为一发明的进一步改进,在连通充气泵的排气口焊接有钢管,充气泵的充气管与所述钢管相对接。
24.作为一发明的进一步改进,所述第一时间段≥5min。
25.作为一发明的进一步改进,任意层叠相邻的两块钢板之间的间隙,都具有与之相连通的排气口。
26.作为一发明的进一步改进,在所述的“将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过位于所述组合坯的侧边处的排气口排出,而后将所述排气口密封”中,采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯将所述排气口密封。
27.作为一发明的进一步改进,在所述的“将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过位于所述组合坯的侧边处的排气口排出,而后将所述排气口密封”中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与位于所述组合坯的四侧边处的多个排气口相连通,该多个排气口的一部分位于所述组合坯的四侧边的长边处、另一部分位于所述组合坯的四侧边的短边处。
28.作为一发明的进一步改进,所述的“将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯”包括:
29.主板坯置于两块保护板坯之间,形成层叠坯;
30.对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处进行密封焊接,以形成组合坯。
31.作为一发明的进一步改进,所述主板坯的长度l1、宽度w1,所述保护板坯的长度l2≤l1、宽度w2≤w1;
32.在所述组合坯中,保护板坯相对于主板坯居中放置。
33.作为一发明的进一步改进,l1=l2 (40~60)mm,w1=w2 (40~60)mm。
34.作为一发明的进一步改进,所述的“将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯”包括:
35.主板坯置于两块保护板坯之间,形成层叠坯,在层叠坯的至少一对侧边处,保护板坯的侧边至主板坯的相应侧边具有间距;
36.对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处进行密封焊接,通过焊接在所述间距的区域形成斜坡焊接面,以形成组合坯。
37.作为一发明的进一步改进,所述的“将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯”包括:
38.主板坯置于两块保护板坯之间,形成层叠坯,在层叠坯的至少一对侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边齐平且二者的接缝处加工有v形坡口;
39.对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处,在所述v形坡口处进行密封焊接,以形成组合坯。
40.作为一发明的进一步改进,所述v形坡口的深度为20~30mm、角度为55~65
°
,其位于层叠相邻的两块钢板坯的任一者上或在层叠相邻的两块钢板坯的两者上平均分配。
41.作为一发明的进一步改进,在所述的“将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯”中,任意相邻的两块钢板坯的接触面之间涂覆有隔离剂。
42.作为一发明的进一步改进,所述主板坯的数目为1个且其厚度大于每个所述保护板坯的厚度;或者,所述主板坯的数目为两个以上且其厚度之和大于每个所述保护板坯的厚度;
43.在所述的“将冷却后的组合板进行矫直、分板,得到钢板产品”中,得到钢板产品包括由所述主板坯转化而成的主板、以及由所述保护板坯转化而成的保护板,所述主板的厚度≥6mm,所述保护板的厚度≤8mm
44.与现有技术相比,本发明的有益效果为:
45.1)针对高ni或高si或高c钢,通过将高ni或高si或高c的主板坯放置在上下两块保护板坯之间,由此形成组合坯,并将该组合坯采用所述预设方案进行加热、轧制和冷却,可以得到表面质量优异的高ni或高si或高c的钢板产品,例如所述主板的表面无氧化铁皮、异物等残留及压入,无脱碳层,解决了现有技术中高ni或高si或高c钢的表面质量难以保证的
问题;并且,该方法还生产难度小,无需要真空轧制即可保证优异的表面质量;
46.2)在获得表面质量优异的高ni或高si或高c的钢板产品同时,还可以得到由上下两张保护板坯所转化而成的两张保护板副产品,具有极大的经济效果。
附图说明
47.为便于清楚的展示和说明,在本发明的各个图示中,结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大,因此,仅用于图示本发明的主题的基本结构。
48.图1是本发明的钢板的制备方法的流程图;
49.图2a是本发明第一实施方式的制备方法的钢板坯的截面示意图;
50.图2b是本发明第一实施方式的制备方法的组合坯的俯视图;
51.图2c是本发明第一实施方式的制备方法的组合坯的于短边一侧的视图;
52.图2d是本发明第一实施方式的制备方法的组合坯的于长边一侧的视图;;
53.图3a是本发明第二实施方式的制备方法的钢板坯的截面示意图;
54.图3b是本发明第二实施方式的制备方法的组合坯的于短边一侧的视图;
55.图3c是本发明第二实施方式的制备方法的组合坯的于长边一侧的视图;
56.图4a是本发明第三实施方式的制备方法的组合坯的于短边一侧的视图;
57.图4b是本发明第三实施方式的制备方法的组合坯的于长边一侧的视图;
58.图5a是本发明第四实施方式的制备方法的组合坯的于短边一侧的视图;
59.图5b是本发明第四实施方式的制备方法的组合坯的于长边一侧的视图。
具体实施方式
60.本发明提供了一种优化表面质量的钢板的制备方法,其用于制备镍硅碳三元素的至少其一含量较大的钢板。该制备方法大致包括组合坯准备阶段、轧制阶段、分板阶段的这三个阶段。
61.参图1,所述组合坯准备阶段包括以下步骤:
62.准备至少三块钢板坯;所述至少三块钢板坯的其中两块是以质量百分比计c≤0.20%、si≤0.20%、ni≤0.50%的保护板坯,其余是满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的至少其一的主板坯;
63.将主板坯置于两块保护板坯之间,并通过焊接形成组合坯。
64.所述轧制阶段包括以下步骤:
65.将所得组合坯在加热炉中按照预设方案进行加热;
66.组合坯在出加热炉后,按照预设方案先后进行粗轧和精轧,得到组合板;粗轧时所得中间坯的厚度为组合板的目标厚度的2.5~3.5倍;
67.所得组合板在超快速冷却系统按照预设方案进行冷却。
68.其中,所述预设方案为:当所述主板坯满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的其中一者时,采用以下





的相应的其中一者;当所述主板坯满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的其中两者以上时,加热温度、加热时长和终止冷却温度分别采用以下





的相应的其中两者以上的范围下限较大值,粗轧温度、精轧温度和开始冷却温度分别采用以下





的相应的其中两者以上的范围下限较小值,冷却速度采用以下





的相应的其中两者以上的范围上限较小值;
69.①
所述主板坯的c≥0.25%,加热温度1160~1200℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t,粗轧温度960~1030℃,精轧温度840~900℃,开始冷却温度≥750℃,冷却速度≤5℃/s,终止冷却温度≥700℃,
70.②
所述主板坯的si≥0.50%,加热温度1170~1210℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t,粗轧温度970~1040℃,精轧温度820~880℃,开始冷却温度≥740℃,冷却速度≤8℃/s,终止冷却温度≥650℃,
71.③
所述主板坯的ni≥1.00%,加热温度1190~1230℃,加热时长(1.1~1.3)min/m
×
t,粗轧温度980~1050℃,精轧温度800~860℃,开始冷却温度≥730℃,冷却速度5~12℃/s,终止冷却温度≥600℃。
72.所述分板阶段包括以下步骤:
73.将冷却后的组合板进行矫直、分板,得到钢板产品。
74.下面分别结合附图对本发明的制备方法进行详细介绍。
75.《第一实施方式》
76.本实施方式提供了一种钢板的制备方法,该制备方法包括三个阶段——组合坯准备阶段、轧制阶段、分板阶段。
77.具体地,所述组合坯准备阶段包括准备钢板坯、涂覆隔离剂、叠坯、封焊、排氧、封口等工序。
78.其中,所述准备钢板坯工序包括:准备至少三块钢板坯。
79.参图2a,在所准备的全部钢板坯中,两块钢板坯12的化学成分以质量百分比计c≤0.20%、si≤0.20%、ni≤0.50%,在本技术中为便于描述和理解将之命名为保护板坯12。
80.在所准备的全部钢板坯中,除了前述两块保护板坯12之外,其余钢板坯的化学成分以质量百分比计满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的至少其一,也即至少是c、si、ni的三者其一为此处限定的含量范围,在本技术中为便于描述和理解将之命名为主板坯11。
81.而可以理解的,当满足c≥0.25%时,该主板坯11基本上可以认为是高碳钢;当满足si≥0.50%时,该主板坯11基本上可以认为是高硅钢;当满足ni≥1.00%时,该主板坯11基本上可以认为是高镍钢。
82.在本实施例中,所准备的钢板坯的数目为三块,相应的,所述主板坯11的数目为一块。当然,在本发明其它实施例中,所准备的钢板坯的数目为四块或更多块,所述主板坯11的数目为两块或更多块。
83.优选地,参图2b,所述主板坯11的长度l1、宽度w1、厚度t1,所述保护板坯12的长度l2、宽度w2、厚度t2,其中,l2≤l1、w2≤w1。在本实施例中,l2<l1、w2<w1,当然,在变化实施例中,也可以是l2<l1、w2=w1,或者也可以是l2=l1、w2<w1,或者是l2=l1、w2=w1。
84.更具体地,l1=l2 (40~60)mm,w1=w2 (40~60)mm。
85.另外,优选地,所述保护板坯12的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤4mm/m;所述主板坯11的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤2mm/m。
86.进一步地,所述准备钢板坯工序还包括:对所准备的钢板坯的两个表面以及四个
侧边进行打磨。
87.具体地,对所准备的保护板坯12的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机或者砂带机进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽;对所准备的主板坯11的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机、砂带机或者铣床进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽。
88.所述涂覆隔离剂工序包括:在所述保护板坯12的两个表面的其中一个进行涂覆隔离剂。该涂覆隔离剂的表面也就是后续组合坯中需要朝向所述主板坯11的一个接触面,例如图2a中标示的表面p1、表面p2。
89.进一步地,所述叠坯工序包括:将主板坯11置于两块保护板坯12之间,形成层叠坯。具体地,在该层叠坯中,保护板坯12相对于主板坯11居中放置。例如,参图2b,前文介绍了保护板坯12和主板坯11的尺寸满足l1=l2 (40~60)mm,w1=w2 (40~60)mm,在该层叠坯中,保护板坯12的每个长边到主板坯11的对应长边的间距w0相等,该间距w0为w2-w1的一半,保护板坯12的每个短边到主板坯11的对应短边的间距w0相等,该间距l0为l2-l1的一半。当然在变化实施例中,若变化为l1=l2或者w1=w2,则相应在层叠坯的相应的一对侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应一对侧边齐平且二者的接缝处具有v形坡口(例如第二至第四实施方式所提的v形坡口)。
90.优选地,将该层叠坯置于四柱液压机械下,从层叠坯的上方和下方进行加压,压力≥100吨。
91.进一步地,所述封焊工序包括:通过焊接形成组合坯。具体包括:对任意层叠相邻的两块钢板坯进行密封焊接,以形成组合坯。例如,对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处进行密封焊接。如图2c和2d所示,在层叠坯的四侧边处,保护板坯12的侧边至主板坯11的相应侧边具有间距,通过焊接在所述间距的区域形成斜坡焊接面13。
92.其中,可以理解的,基于前面所涂覆的隔离剂,组合坯中任意相邻的两块钢板坯的接触面之间涂覆有隔离剂。例如,图2a中保护板坯12的表面p1和另一保护板坯12的表面p2,均涂覆有隔离剂,而在组合坯中表面p1和表面p2均朝向主板坯11,从而使得在上的保护板坯12和主板坯11之间具有隔离剂、在下的保护板坯12和主板坯11之间也具有隔离剂。
93.再者,在所述封焊工序中,所得组合坯的四侧边具有若干排气口14。并且,任意层叠相邻的两块钢板之间的间隙与一个或更多个排气口14相连通。在本实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与多个排气口14相连通,该多个排气口14的一部分位于所述组合坯的四侧边的长边处(例如图中所示,在长边处具有≥5个排气口14)、另一部分位于所述组合坯的四侧边的短边处(例如图中所示,在长边处具有≥3个排气口14)。当然,在变化实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙也可以仅与一个或者两个排气口14相连通。
94.进一步地,所述排氧工序包括:将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过与之连通的排气口14排出。
95.具体地,在本实施例中,采用充入氮气或稀有气体的方式,将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气排出。例如,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与至少两个排气口14相连通,将其中一个排气口14连通充气泵以向层叠相邻的两块钢板之间的间隙中充入氮气并持续第一时间段(优选≥5min),在所述第一时间段中,从始至终其余排气口14依次单独开启。例如,在充气泵开始充气的一刻,其余排气口14中仅有一个是开启的、而其余的都是密闭的;过一会儿之后,比如过了30秒,充气泵依然保持充气,而之前开启的排气口14密闭、而
换成之前密闭的一个排气口14进行开启
……
;如此,直到充气的累积时长达到第一时间段(优选≥5min)。
96.再者,优选地,在连通充气泵的一个排气口14焊接有钢管,充气泵的充气管与所述钢管相对接。关于排气口14,为直径大约6~12mm的圆孔;所述钢管的外径与排气口14的直径一致,其壁厚为1.2~2mm,长度为20~30mm。
97.进一步地,所述封口工序包括:在所述排氧工序之后,将排气口14密封。具体可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯将所述排气口14密封。
98.以上对本实施方式的所述组合坯准备阶段进行了详细介绍,接下来对所述制备方法的轧制阶段进行详细介绍。
99.所述轧制阶段包括:
100.加热工序——将所得组合坯在加热炉中按照预设方案进行加热,具体为加热温度和加热时长按照预设方案实施;
101.轧制工序——组合坯在出加热炉后,按照所述预设方案先后进行粗轧和精轧,得到组合板;粗轧时所得中间坯的厚度为组合板的目标厚度的2.5~3.5倍;具体为粗轧温度和精轧温度按照预设方案实施;
102.冷却工序——所得组合板在超快速冷却系统按照预设方案进行冷却,具体为开始冷却温度、冷却速度和终止冷却温度按照预设方案实施。
103.其中,所述预设方案为:当所述主板坯满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的其中一者时,采用以下





的相应的其中一者;当所述主板坯满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的其中两者以上时,加热温度、加热时长和终止冷却温度分别采用以下





的相应的其中两者以上的范围下限较大值,粗轧温度、精轧温度和开始冷却温度分别采用以下





的相应的其中两者以上的范围下限较小值,冷却速度采用以下





的相应的其中两者以上的范围上限较小值;
104.①
所述主板坯的c≥0.25%,加热温度1160~1200℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t,粗轧温度960~1030℃,精轧温度840~900℃,开始冷却温度≥750℃,冷却速度≤5℃/s,终止冷却温度≥700℃,
105.②
所述主板坯的si≥0.50%,加热温度1170~1210℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t,粗轧温度970~1040℃,精轧温度820~880℃,开始冷却温度≥740℃,冷却速度≤8℃/s,终止冷却温度≥650℃,
106.③
所述主板坯的ni≥1.00%,加热温度1190~1230℃,加热时长(1.1~1.3)min/m
×
t,粗轧温度980~1050℃,精轧温度800~860℃,开始冷却温度≥730℃,冷却速度5~12℃/s,终止冷却温度≥600℃;
107.t为组合坯的厚度。
108.举例来讲,例如主板坯11的c≥0.25%、si<0.50%、ni<1.00%,也即只满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%这三个中的c≥0.25%,则相应的采用

进行实施,具体为:
109.加热工序——将所得组合坯在加热炉中按照加热温度1160~1200℃,加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t进行加热;
110.轧制工序——组合坯在出加热炉后,按照粗轧温度960~1030℃、精轧温度840~
900℃先后进行粗轧和精轧,得到组合板;粗轧时所得中间坯的厚度为组合板的目标厚度的2.5~3.5倍;
111.冷却工序——所得组合板在超快速冷却系统按照开始冷却温度≥750℃、冷却速度≤5℃/s、终止冷却温度≥700℃进行冷却。
112.以上举例了仅满足c≥0.25%时的情况,在仅满足si≥0.50%时则相应采用

,在仅满足ni≥1.00%时则相应采用


113.再举例来讲,例如主板坯11的c≥0.25%、si<0.50%、ni≥1.00%,也即只满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%这三个中的c≥0.25%、ni≥
114.1.00%,则相应的,加热温度、加热时长和终止冷却温度分别采用

(对应于c≥0.25%)、

(对应于ni≥1.00%)的范围下限较大值,粗轧温度、精轧温度和开始冷却温度分别采用

(对应于c≥0.25%)、

(对应于ni≥1.00%)的范围下限较小值,冷却速度采用

(对应于c≥0.25%)、

(对应于ni≥1.00%)的范围上限较小值,具体为:
115.加热工序——将所得组合坯在加热炉中按照加热温度1190~1230℃、加热时长(1.1~1.3)min/m
×
t进行加热;
116.轧制工序——组合坯在出加热炉后,按照粗轧温度960~1030℃、精轧温度800~860℃先后进行粗轧和精轧,得到组合板;粗轧时所得中间坯的厚度为组合板的目标厚度的2.5~3.5倍;
117.冷却工序——所得组合板在超快速冷却系统按照开始冷却温度≥730℃、冷却速度≤5℃/s、终止冷却温度≥700℃进行冷却。
118.以上举例了仅满足c≥0.25%、ni≥1.00%时的情况,在仅满足c≥
119.0.25%、si≥0.50%时则相应在



中选择加热温度1170~1210℃、加热时长(1.0~1.2)min/m
×
t、粗轧温度960~1030℃、精轧温度820~880℃、开始冷却温度≥740℃、冷却速度≤5℃/s和终止冷却温度≥700℃;在仅满足ni≥1.00%、si≥0.50%时则相应在



中选择加热温度1190~1230℃、加热时长(1.1~1.3)min/m
×
t、粗轧温度970~1040℃、精轧温度800~860℃、开始冷却温度≥730℃、冷却速度≤8℃/s和终止冷却温度≥650℃。
120.再举例来讲,例如主板坯11的c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%,则相应的,加热温度、加热时长和终止冷却温度分别采用





的范围下限较大值——加热温度1190~1230℃、加热时长(1.1~1.3)min/m
×
t、终止冷却温度≥700℃,粗轧温度、精轧温度和开始冷却温度分别采用





的范围下限较小值——粗轧温度960~1030℃、精轧温度800~860℃、开始冷却温度≥730℃,冷却速度采用





的范围上限较小值——冷却速度≤5℃/s。
121.进一步优选地,在所述加热工序中,均热时长为20~40min。
122.以上对本实施方式的所述轧制阶段进行了详细介绍,接下来对所述制备方法的分板阶段进行介绍。
123.所述分板阶段包括:将冷却后的组合板进行矫直、分板,得到钢板产品。
124.优选地,将冷却后的组合板先进行矫直,而后将组合板的四边进行切割,通过切割之后在隔离剂的作用下,由两块保护板坯12分别转化而成的两块保护板、由主板坯11转化而成的主板发生分离;最后在进行压平和矫直,得到钢板产品。
125.也即,得到钢板产品包括由所述主板坯转化而成的主板、以及由所述保护板坯转化而成的保护板,共计三块钢板产品。
126.而优选地,前面所述准备钢板坯工序中,本实施例中所准备的主板坯的数目为1个,且其厚度t1大于每个所述保护板坯的厚度t2,相对应的,所得三块钢板产品中,所述主板的厚度大于所述保护板的厚度。当然,在变化实施例中,所准备的主板坯的数目为2个以上,且这些主板坯厚度之和大于每个所述保护板坯的厚度。
127.进一步优选地,所述主板≥6mm,所述保护板的厚度≤8mm。
128.综上所述,本发明一实施方式的制备方法具有以下有益效果:
129.1)针对高ni或高si或高c钢,通过将高ni或高si或高c的主板坯放置在上下两块保护板坯之间,由此形成组合坯,并将该组合坯采用所述预设方案进行加热、轧制和冷却,可以得到表面质量优异的高ni或高si或高c的钢板产品,例如所述主板的表面无氧化铁皮、异物等残留及压入,无脱碳层,解决了现有技术中高ni或高si或高c钢的表面质量难以保证的问题;并且,该方法还生产难度小,无需要真空轧制即可保证优异的表面质量;
130.2)在获得表面质量优异的高ni或高si或高c的钢板产品同时,还可以得到由上下两张保护板坯所转化而成的两张保护板副产品,具有极大的经济效果;
131.3)并且较优地,上下两张保护板坯比中间主板坯更薄,进而通过所述制备方法之后,可以相应得到上下两张保护板为薄板产品,解决了现有技术中薄板轧制生产效率低、轧制难度非常大的问题,具有较大经济效益;而且同时,厚度较小的保护板坯在加热工序、轧制工序、冷却工序中对中间的主板坯的温度,以及升温速率、变形渗透、冷却速度等方面的影响非常小,不仅可以保证中间的主板坯的组织优异、稳定性强,甚至还可以进一步提升主板坯的组织均匀性,改善最终所得主板的质量;
132.4)再者,优选地排氧工序,可以进一步提升钢板的表面质量,避免表面压入、脱碳等缺陷,还可以保证钢板的组织、性能的优异性;另外,采用的封口工序中的材料,软化温度一般在100℃左右,熔点小于300℃,可简单快速的对钢管口进行封堵,防止外部的空气或者水气等进入到坯料内部,同时,在复合坯高温加热时,塑料熔化分解,不会对坯料产生不良影响,且不会影响后续轧制时热气的排出,避免因内部气体残留而影响表面质量。
133.《第二实施方式》
134.本实施方式提供了一种钢板的制备方法,该制备方法包括三个阶段——组合坯准备阶段、轧制阶段、分板阶段。与前述第一实施方式的区别仅在于组合坯准备阶段,而轧制阶段和分板阶段与前述第一实施方式相同,下面仅对组合坯准备阶段进行介绍,轧制阶段和分板阶段参前述第一实施方式,不再赘述。
135.具体地,本实施方式,所述组合坯准备阶段包括准备钢板坯、涂覆隔离剂、叠坯、封焊、排氧、封口等工序。
136.其中,所述准备钢板坯工序包括:准备至少三块钢板坯。
137.参图3a,在所准备的全部钢板坯中,两块钢板坯22的化学成分以质量百分比计c≤0.20%、si≤0.20%、ni≤0.50%,在本技术中为便于描述和理解将之命名为保护板坯22。
138.在所准备的全部钢板坯中,除了前述两块保护板坯22之外,其余钢板坯的化学成分以质量百分比计满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的至少其一,在本技术中为便于描述和理解将之命名为主板坯21。
139.而可以理解的,当满足c≥0.25%时,该主板坯21基本上可以认为是高碳钢;当满足si≥0.50%时,该主板坯21基本上可以认为是高硅钢;当满足ni≥1.00%时,该主板坯21基本上可以认为是高镍钢。
140.在本实施例中,所准备的钢板坯的数目为三块,相应的,所述主板坯21的数目为一块。当然,在本发明其它实施例中,所准备的钢板坯的数目为四块或更多块,所述主板坯21的数目为两块或更多块。
141.优选地,所述主板坯21的长度l1、宽度w1、厚度t1,所述保护板坯22的长度l2、宽度w2、厚度t2,其中,l2≤l1、w2≤w1。在本实施例中,l2=l1、w2=w1,当然,在变化实施例中,也可以是l2<l1、w2=w1,或者也可以是l2=l1、w2<w1,或者是l2<l1、w2<w1。
142.另外,优选地,所述保护板坯22的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤4mm/m;所述主板坯21的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤2mm/m。
143.进一步地,所述准备钢板坯工序还包括:对所准备的钢板坯的两个表面以及四个侧边进行打磨。
144.具体地,对所准备的保护板坯22的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机或者砂带机进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽;对所准备的主板坯21的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机、砂带机或者铣床进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽。
145.进一步地,在本实施例中,所述准备钢板坯工序还包括:对每个保护板坯22的一个表面沿侧边切割v形坡口25,v形坡口25的深度h为20~30mm、角度a为55~65
°
。其中,该切割有v形坡口25的表面也就是后续组合坯中需要朝向所述主板坯21的一个接触面,例如图3a中标示的表面p1、表面p2。
146.进一步地,所述涂覆隔离剂工序包括:在每个保护板坯22的其中一个表面(具体是具有前文中切割有v形坡口25的那个表面,比如表面p1、表面p2)进行涂覆隔离剂。该涂覆隔离剂的表面同样的,也就是后续组合坯中需要朝向所述主板坯21的一个接触面。
147.进一步地,所述叠坯工序包括:将主板坯21置于两块保护板坯22之间,形成层叠坯。具体地,在该层叠坯中,保护板坯22相对于主板坯21居中放置。基于前文解释了保护板坯22和主板坯21的尺寸满足l1=l2,w1=w2,在层叠坯的四侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边齐平且二者的接缝处具有v形坡口25。而变化实施例中,若l2<l1或者w2<w1,则在层叠坯的相应的一对侧边处,保护板坯到主板坯的对应侧边处具有间距(例如第一实施方式所提的间距w0或l0)。
148.优选地,将该层叠坯置于四柱液压机械下,从层叠坯的上方和下方进行加压,压力≥100吨。
149.进一步地,所述封焊工序包括:通过焊接形成组合坯。具体包括:对任意层叠相邻的两块钢板坯进行密封焊接,以形成组合坯。例如,对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处进行密封焊接。如图3b和图3c所示,在层叠坯的四侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边齐平且二者的接缝处具有v形坡口25,在v形坡口25处进行密封焊形成焊接层23。
150.其中,可以理解的,基于前面所涂覆的隔离剂,组合坯中任意相邻的两块钢板坯的接触面之间涂覆有隔离剂。例如,图3a中保护板坯22的表面p1和另一保护板坯22的表面p2,均涂覆有隔离剂,而在组合坯中表面p1和表面p2均朝向主板坯21,从而使得在上的保护板
坯22和主板坯21之间具有隔离剂、在下的保护板坯22和主板坯21之间也具有隔离剂。
151.再者,在所述封焊工序中,所得组合坯的四侧边具有若干排气口24。并且,任意层叠相邻的两块钢板之间的间隙与一个或更多个排气口24相连通。在本实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与多个排气口24相连通,该多个排气口24的一部分位于所述组合坯的四侧边的长边处(例如图中所示,在长边处具有≥5个排气口24)、另一部分位于所述组合坯的四侧边的短边处(例如图中所示,在长边处具有≥3个排气口24)。当然,在变化实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙也可以仅与一个或者两个排气口24相连通。
152.进一步地,所述排氧工序包括:将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气,通过与之连通的排气口24排出。
153.具体地,在本实施例中,采用充入氮气或稀有气体的方式,将层叠相邻的两块钢板之间的间隙中的氧气排出。例如,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与至少两个排气口24相连通,将其中一个排气口24连通充气泵以向层叠相邻的两块钢板之间的间隙中充入氮气并持续第一时间段(优选≥5min),在所述第一时间段中,从始至终其余排气口24依次单独开启。例如,在充气泵开始充气的一刻,其余排气口24中仅有一个是开启的、而其余的都是密闭的;过一会儿之后,比如过了30秒,充气泵依然保持充气,而之前开启的排气口24密闭、而换成之前密闭的一个排气口24进行开启
……
;如此,直到充气的累积时长达到第一时间段(优选≥5min)。
154.再者,优选地,在连通充气泵的一个排气口24焊接有钢管,充气泵的充气管与所述钢管相对接。关于排气口24,为直径大约6~12mm的圆孔;所述钢管的外径与排气口24的直径一致,其壁厚为1.2~2mm,长度为20~30mm。
155.进一步地,所述封口工序包括:在所述排氧工序之后,将排气口24密封。具体可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯将所述排气口24密封。
156.《第三实施方式》
157.本实施方式提供了一种钢板的制备方法,该制备方法包括三个阶段——组合坯准备阶段、轧制阶段、分板阶段。与前述第一实施方式的区别仅在于组合坯准备阶段,而轧制阶段和分板阶段与前述第一实施方式相同,并且,与前述第二实施方式的区别仅在于v形坡口的设置位置,下面仅对此区别进行介绍,其余不再赘述。
158.具体地,本实施方式,所述组合坯准备阶段包括准备钢板坯、涂覆隔离剂、叠坯、封焊、排氧、封口等工序。
159.其中,所述准备钢板坯工序包括:准备至少三块钢板坯。
160.参图4a和图4b,在所准备的全部钢板坯中,两块钢板坯32的化学成分以质量百分比计c≤0.20%、si≤0.20%、ni≤0.50%,在本技术中为便于描述和理解将之命名为保护板坯32。
161.在所准备的全部钢板坯中,除了前述两块保护板坯32之外,其余钢板坯的化学成分以质量百分比计满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的至少其一,在本技术中为便于描述和理解将之命名为主板坯31。
162.在本实施例中,所准备的钢板坯的数目为三块,相应的,所述主板坯31的数目为一块。当然,在本发明其它实施例中,所准备的钢板坯的数目为四块或更多块,所述主板坯31的数目为两块或更多块。
163.优选地,所述主板坯31的长度l1、宽度w1、厚度t1,所述保护板坯32的长度l2、宽度w2、厚度t2,其中,l2≤l1、w2≤w1。在本实施例中,l2=l1、w2=w1,当然,在变化实施例中,也可以是l2<l1、w2=w1,或者也可以是l2=l1、w2<w1,或者是l2<l1、w2<w1。
164.另外,优选地,所述保护板坯32的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤4mm/m;所述主板坯31的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤2mm/m。
165.进一步地,所述准备钢板坯工序还包括:对所准备的钢板坯的两个表面以及四个侧边进行打磨。
166.具体地,对所准备的保护板坯32的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机或者砂带机进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽;对所准备的主板坯31的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机、砂带机或者铣床进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽。
167.进一步地,在本实施例中,所述准备钢板坯工序还包括:对主板坯31的上下两个表面沿侧边切割v形坡口35,v形坡口35的深度h为20~30mm、角度a为55~65
°

168.进一步地,所述涂覆隔离剂工序包括:在每个保护板坯32的其中一个表面进行涂覆隔离剂。该涂覆隔离剂的表面,也就是后续组合坯中需要朝向所述主板坯31的一个接触面。
169.进一步地,所述叠坯工序包括:将主板坯31置于两块保护板坯32之间,形成层叠坯。具体地,在该层叠坯中,保护板坯32相对于主板坯31居中放置。基于前文解释了保护板坯32和主板坯31的尺寸满足l1=l2,w1=w2,在层叠坯的四侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边齐平且二者的接缝处具有v形坡口35。而变化实施例中,若l2<l1或者w2<w1,则在层叠坯的相应的一对侧边处,保护板坯到主板坯的对应侧边处具有间距(例如第一实施方式所提的间距w0或l0)。
170.优选地,将该层叠坯置于四柱液压机械下,从层叠坯的上方和下方进行加压,压力≥100吨。
171.进一步地,所述封焊工序包括:通过焊接形成组合坯。具体包括:对任意层叠相邻的两块钢板坯进行密封焊接,以形成组合坯。例如,对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处进行密封焊接。如图4a和图4b所示,在层叠坯的四侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边齐平且二者的接缝处具有v形坡口35,在v形坡口35处进行密封焊形成焊接层33。
172.再者,在所述封焊工序中,所得组合坯的四侧边具有若干排气口34。并且,任意层叠相邻的两块钢板之间的间隙与一个或更多个排气口34相连通。在本实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与多个排气口34相连通,该多个排气口34的一部分位于所述组合坯的四侧边的长边处(例如图中所示,在长边处具有≥5个排气口34)、另一部分位于所述组合坯的四侧边的短边处(例如图中所示,在长边处具有≥3个排气口34)。当然,在变化实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙也可以仅与一个或者两个排气口34相连通。
173.另外,本实施方式的排氧工序、封口工序与前面第二实施方式相同,在此不再赘述。
174.《第四实施方式》
175.本实施方式提供了一种钢板的制备方法,该制备方法包括三个阶段——组合坯准备阶段、轧制阶段、分板阶段。与前述第一实施方式的区别仅在于组合坯准备阶段,而轧制
阶段和分板阶段与前述第一实施方式相同,并且,与前述第二实施方式、第三实施方式的区别仅在于v形坡口的设置位置,下面仅对此区别进行介绍,其余不再赘述。
176.具体地,本实施方式,所述组合坯准备阶段包括准备钢板坯、涂覆隔离剂、叠坯、封焊、排氧、封口等工序。
177.其中,所述准备钢板坯工序包括:准备至少三块钢板坯。
178.参图5a和图5b,在所准备的全部钢板坯中,两块钢板坯42的化学成分以质量百分比计c≤0.20%、si≤0.20%、ni≤0.50%,在本技术中为便于描述和理解将之命名为保护板坯42。
179.在所准备的全部钢板坯中,除了前述两块保护板坯32之外,其余钢板坯的化学成分以质量百分比计满足c≥0.25%、si≥0.50%、ni≥1.00%的至少其一,在本技术中为便于描述和理解将之命名为主板坯41。
180.在本实施例中,所准备的钢板坯的数目为三块,相应的,所述主板坯31的数目为一块。当然,在本发明其它实施例中,所准备的钢板坯的数目为四块或更多块,所述主板坯31的数目为两块或更多块。
181.优选地,所述主板坯41的长度l1、宽度w1、厚度t1,所述保护板坯42的长度l2、宽度w2、厚度t2,其中,l2≤l1、w2≤w1。在本实施例中,l2=l1、w2=w1,当然,在变化实施例中,也可以是l2<l1、w2=w1,或者也可以是l2=l1、w2<w1,或者是l2<l1、w2<w1。
182.另外,优选地,所述保护板坯42的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤4mm/m;所述主板坯41的表面氧化铁皮、凹坑或异物压入等深度≤0.3mm,并且不平度≤2mm/m。
183.进一步地,所述准备钢板坯工序还包括:对所准备的钢板坯的两个表面以及四个侧边进行打磨。
184.具体地,对所准备的保护板坯42的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机或者砂带机进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽;对所准备的主板坯41的两个表面以及四个侧边,采用砂轮机、砂带机或者铣床进行打磨,以去除氧化铁皮等,直至露出金属光泽。
185.进一步地,在本实施例中,所述准备钢板坯工序还包括:对主板坯41的上下两个表面沿侧边切割第一坡口,对每个保护板坯42的一个表面沿侧边切割第二坡口,第一坡口和第二坡口的深度h相同且均为20~30mm,第一坡口和第二坡口的角度之和a为55~65
°
,优选地,第一坡口和第二坡口的角度相同。
186.进一步地,所述涂覆隔离剂工序包括:在每个保护板坯42的其中一个表面进行涂覆隔离剂。该涂覆隔离剂的表面,也就是后续组合坯中需要朝向所述主板坯41的一个接触面。
187.进一步地,所述叠坯工序包括:将主板坯41置于两块保护板坯42之间,形成层叠坯。具体地,在该层叠坯中,保护板坯42相对于主板坯41居中放置。基于前文解释了保护板坯42和主板坯41的尺寸满足l1=l2,w1=w2,在层叠坯的四侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边齐平、且二者的接缝处具有由所述第一坡口和所述第二坡口合并而成的v形坡口45。而变化实施例中,若l2<l1或者w2<w1,则在层叠坯的相应的一对侧边处,保护板坯到主板坯的对应侧边处具有间距(例如第一实施方式所提的间距w0或l0)。
188.优选地,将该层叠坯置于四柱液压机械下,从层叠坯的上方和下方进行加压,压力
≥100吨。
189.进一步地,所述封焊工序包括:通过焊接形成组合坯。例如,对任意层叠相邻的两块钢板坯之间的接缝处进行密封焊接,以形成组合坯。如图4a和图4b所示,在层叠坯的四侧边处,层叠相邻的两块钢板坯的相应侧边的接缝处的v形坡口45处,进行密封焊形成焊接层43。
190.再者,在所述封焊工序中,所得组合坯的四侧边具有若干排气口44。并且,任意层叠相邻的两块钢板之间的间隙与一个或更多个排气口44相连通。在本实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙与多个排气口44相连通,该多个排气口44的一部分位于所述组合坯的四侧边的长边处(例如图中所示,在长边处具有≥5个排气口44)、另一部分位于所述组合坯的四侧边的短边处(例如图中所示,在长边处具有≥3个排气口44)。当然,在变化实施例中,层叠相邻的两块钢板之间的间隙也可以仅与一个或者两个排气口44相连通。
191.另外,本实施方式的排氧工序、封口工序与前面第二实施方式相同,在此不再赘述。
192.综上所述,本发明的制备方法具有以下有益效果:
193.1)针对高ni或高si或高c钢,通过将高ni或高si或高c的主板坯放置在上下两块保护板坯之间,由此形成组合坯,并将该组合坯采用所述预设方案进行加热、轧制和冷却,可以得到表面质量优异的高ni或高si或高c的钢板产品,例如所述主板的表面无氧化铁皮、异物等残留及压入,无脱碳层,解决了现有技术中高ni或高si或高c钢的表面质量难以保证的问题;并且,该方法还生产难度小,无需要真空轧制即可保证优异的表面质量;
194.2)在获得表面质量优异的高ni或高si或高c的钢板产品同时,还可以得到由上下两张保护板坯所转化而成的两张保护板副产品,具有极大的经济效果;
195.3)并且较优地,上下两张保护板坯比中间主板坯更薄,进而通过所述制备方法之后,可以相应得到上下两张保护板为薄板产品,解决了现有技术中薄板轧制生产效率低、轧制难度非常大的问题,具有较大经济效益;而且同时,厚度较小的保护板坯在加热工序、轧制工序、冷却工序中对中间的主板坯的温度,以及升温速率、变形渗透、冷却速度等方面的影响非常小,不仅可以保证中间的主板坯的组织优异、稳定性强,甚至还可以进一步提升主板坯的组织均匀性,改善最终所得主板的质量;
196.4)再者,优选地排氧工序,可以进一步提升钢板的表面质量,避免表面压入、脱碳等缺陷,还可以保证钢板的组织、性能的优异性;另外,采用的封口工序中的材料,软化温度一般在100℃左右,熔点小于300℃,可简单快速的对钢管口进行封堵,防止外部的空气或者水气等进入到坯料内部,同时,在复合坯高温加热时,塑料熔化分解,不会对坯料产生不良影响,且不会影响后续轧制时热气的排出,避免因内部气体残留而影响表面质量。
197.上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
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