特厚鋼板一般指厚度大于100mm的鋼板，多用于大型模具、大型機(jī)架、磁屏蔽、機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面。為保證特厚鋼板的內(nèi)在質(zhì)量，一般要求軋制特厚鋼板的壓縮比大于3.0。采用連鑄板坯制造特厚鋼板的難點(diǎn)在于，板坯到成品的壓縮比小，用一般方法生產(chǎn)時，會出現(xiàn)鋼板內(nèi)部疏松壓合、偏析消除等方面達(dá)不到質(zhì)量要求的情況，表現(xiàn)為鋼板的超聲波探傷不合格。
為利用現(xiàn)有設(shè)備以連鑄坯為原料生產(chǎn)特厚鋼板，日本開發(fā)出許多專利技術(shù)。這些專利提供的特厚鋼板制造方法主要有川崎制鋼的鍛造-軋制法、JFE的焊接復(fù)合鋼坯法、住友金屬的連鑄大壓下法、日本鋼管的規(guī)定壓縮比和最終道次壓下量的軋制法等。其中鍛造-軋制法和焊接復(fù)合鋼坯法的實(shí)用性較強(qiáng)，利用現(xiàn)有設(shè)備即可實(shí)施。
1 鍛造-軋制法
鍛造-軋制法是對連鑄板坯實(shí)施鍛造-軋制聯(lián)合工藝，可在壓縮比小于2.0的條件下制造出合格的特厚鋼板。
川崎制鋼提出了兩種雙向鍛造-軋制法專利技術(shù)：
方法一(特開2000-263103)：鍛造時連鑄板坯與鍛造砧鐵的接觸長度達(dá)到一定值以上，并對連鑄板坯在長度方向和寬度方向上進(jìn)行延伸鍛造，在鑄坯平面內(nèi)不同方向上使鋼受到鍛打即可獲得壓合中心疏松和破碎偏析帶的效果。該方法的主要工藝要點(diǎn)是：
鍛造+軋制總壓下率為29%～66%。
鍛造方法是，壓下率為20%～56%、B/H為0.7～1.0的橫向-縱向鍛造。其中B是連鑄板坯與鍛造砧鐵的接觸長度，H是連鑄板坯的厚度。鍛造工藝分為兩個階段，首先使鑄坯的長度與砧鐵垂直，進(jìn)行縱向延伸鍛造；然后使鑄坯的長度與砧鐵一致，進(jìn)行橫向延伸鍛造。
鍛造后的板坯軋制成成品。
方法二(特開平10-263614)：該方法主要用于消除中心疏松和鑄坯側(cè)邊產(chǎn)生的空隙性缺陷。
主要工藝要點(diǎn)是：
鍛造+軋制總壓下率為20%～60%。
首先在連鑄板坯寬度方向上進(jìn)行鍛造，寬度方向的減尺量應(yīng)大于150mm。鍛造后的板坯呈狗骨狀。
對上述鍛造后的鑄坯放平進(jìn)行正常鍛造。當(dāng)鍛造+軋制總壓下率為20%～25%時，鍛造壓下率≥10%；當(dāng)鍛造+軋制總壓下率為＞25%～60%時，鍛造壓下率≥15%。
將上述鍛造鑄坯在軋機(jī)進(jìn)行軋制，制成成品。
實(shí)施舉例的主要工藝是：鑄坯310×240×3000～4300（mm）；在鍛造工廠將鋼坯加熱到1250℃，用6000t鍛壓機(jī)（砧鐵寬度800mm）將鋼坯的寬度方向鍛壓150mm。然后對鋼坯的寬度平面進(jìn)行鍛造，寬度平面中心的鍛造壓下率為11%和16%。然后將鍛造后的鋼坯送到軋鋼廠進(jìn)行壓下率為13%和19%的軋制，制成成品。
2 焊接復(fù)合鋼坯法
JFE有若干個專利都提出了用焊接方法將兩塊以上連鑄板坯制成一塊復(fù)合板坯然后進(jìn)行軋制的方法，在壓縮比小于2.0的條件下，生產(chǎn)特厚鋼板，代表性的專利為特許公開2006-000856號專利。
該專利的技術(shù)要點(diǎn)是：
1）復(fù)合板坯的制造：將連鑄板坯相對的接合面用砂帶研磨機(jī)研磨去除板坯的黑皮面，研磨厚度約2mm，將板坯疊放后放在真空室中，板坯界面之間的空氣壓小于1Pa，用電子束焊接或惰性氣體保護(hù)焊將板坯四周密封焊牢。
2）鋼板軋制：將復(fù)合板坯加熱（加熱溫度大于1000℃），軋制成特厚鋼板（壓縮比小于2.0），軋后冷卻到500℃所用時間t（秒）應(yīng)滿足如t≥(Ra)2/0.15，Ra是接合面的粗度（μm）?！?/p>
3 連鑄大壓下法
住友金屬專利技術(shù)關(guān)鍵是在連鑄時對鑄坯的中心疏松進(jìn)行控制，即在連鑄機(jī)末端設(shè)置壓下輥，在鑄坯中心固相率大于80%時，對鑄坯給予大壓下，達(dá)到降低鑄坯中心疏松程度，從而可減少軋制時的壓下比。
對上述鑄坯用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行壓下比為1.5～2.5的軋制即可獲得內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)良的特厚鋼板。用該方法制成的300mm連鑄板坯，可軋制成200mm的特厚鋼板。
該專利研究了鑄坯中心疏松體積（Vp0/cm2.g-1）與鑄坯壓下量（d/mm）的關(guān)系得出 Vp0=10-（a×d+b）的關(guān)系式。式中a和b為與鋼的強(qiáng)度有關(guān)的常數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，通過適當(dāng)?shù)蔫T坯壓下量d，使Vp0≤0.9×10-4時，用小壓下比軋制出的鋼板，采用比壓力容器要求更為嚴(yán)格的超聲波探傷法，也可達(dá)到質(zhì)量合格的要求。該專利推薦的鑄坯壓下量d為8～30mm。該專利還得出鑄坯中心疏松體積Vp0、板材成品中心疏松體積Vp和鑄坯壓下比r的關(guān)系為：Vp= Vp0/r。
4 規(guī)定壓縮比和最終道次壓下量的軋制法
特許公開2000-288604（日本鋼管）專利提供了只經(jīng)軋制而且壓縮比小于2.0就可生產(chǎn)特厚鋼板的方法。
該專利將連鑄板坯中心疏松的壓合分解為兩個過程：將中心疏松的中空界面貼合和通過擴(kuò)散使中心疏松消失。據(jù)此，該專利提出的軋制要點(diǎn)是：
1）壓縮比r和最終道次壓下量（t0-t1）應(yīng)分別滿足下面的關(guān)系式：
r≥0.2×d0+1.0
1.67×(（t0-t1）×R)1/2/t0+0.5≥1.1
其中d0是連鑄板坯中心疏松區(qū)的厚度，可從連鑄工藝條件和中心疏松區(qū)厚度的關(guān)系曲線上求出，也可在連鑄板坯上取樣測定出。t0是被軋材最終道次壓下前的厚度（mm）。t1是被軋材最終道次壓下后的厚度。
2）該專利規(guī)定的軋制道次中不包括調(diào)整板形的百分之幾的軋制道次，但只要滿足專利規(guī)定的條件，進(jìn)行調(diào)整板形的軋制對鋼板的質(zhì)量是沒有影響的。
3）為提高鋼板的性能可對鋼板進(jìn)行控制軋制、控制冷卻、淬火、回火等工藝。
4）應(yīng)采用中心疏松盡可能小的連鑄板坯。
5 結(jié)束語
以上是通過對日本近年來特厚鋼板專利的檢索、分析，歸納出的幾種用連鑄坯生產(chǎn)特厚鋼板的方法。應(yīng)當(dāng)指出的是，上述專利技術(shù)大多是針對某一技術(shù)難點(diǎn)而提出的。因此在借鑒這些專利技術(shù)進(jìn)行特厚板開發(fā)時應(yīng)加以綜合分析，以取得更好的效果。
特厚板的內(nèi)在質(zhì)量在很大程度上取決于煉鋼、連鑄的質(zhì)量，因此對連鑄設(shè)備和工藝會有一些新的要求，有資料指出垂直型連鑄機(jī)可能會對生產(chǎn)特厚板用坯更為有利。
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