本發明涉及一種板材的生產方法，尤其是一種厚規格中高碳鋼板材的生產方法。
背景技術：
在現階段的生產工藝過程，尤其在厚規格板材生產過程中，普遍出現壓縮比偏低，板材中心偏析無法緩解、塑形性能指標偏低等困難。普遍認為增加板材壓縮比工藝為緩解板材中心偏析組織嚴重的最好工藝手段；壓縮比小于3.2的板材通常無法對煉鋼過程中組織缺陷進行有效彌補，后續工藝只能通過熱處理工藝進行性能挽救；但是伴隨而來的是生產工藝生產成本增加，生產周期倍增、熱處理過程中質量難以保證等問題。
目前厚規格鋼板生產的主要工藝流程為：常規連鑄生產－加熱爐加熱－常規板坯軋制－冷卻－熱處理。由于鑄坯組織的缺陷問題，常規軋制完成的產品會出現產品的中間部位組織偏析無法緩解，大大的降低了板材的性能指標，降低了板材加工使用性，有時會出現由于產品心部組織缺陷無法“焊合”、塑性較差而發生裂紋現象。現行減少不合格板材的辦法是采用板材退火工藝，但退火工藝的增加同時也伴隨著生產成本增加，生產周期加長，產品性能的均勻性不好。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單的厚規格中高碳鋼板材的生產方法。
為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：其包括連鑄、加熱、粗軋、精軋、層流冷卻和堆冷工序，其特征在于，所述連鑄工序：連鑄時采用重壓下；
所述加熱工序：板坯溫度加熱到1100～1250℃，加熱時間≤270；
所述粗軋工序：單道次壓下率為15～25%，總壓下率為50～70%；
所述精軋工序：單道次壓下率為10～20%，總壓下率為30～50%；開軋溫度850～930℃，終軋溫度≥750℃；
所述層流冷卻工序：終冷溫度為680～750℃；
所述堆冷工序：堆冷溫度≥350℃。
本發明所述連鑄工序中，重壓下的壓下量為15～30mm。
本發明所述加熱工序中，加熱時間為3～4h。
本發明所述粗軋工序中，粗軋開軋溫度在1000～1200℃。
本發明所述精軋工序中，終軋溫度750～850℃。
本發明構思為：連鑄階段由于鑄坯坯殼在完全凝固前收到外部均勻大壓力作用，防止了鑄坯冷凝收縮產生的負壓，組織了鑄坯因冷凝收縮或鼓肚而產生的鋼液橫向流動，促使鑄坯中心區域富含雜志元素的鋼液回歸并可能在固液相間分配，從而使得凝固末端更加致密，這大大減輕了中心偏析和中心疏松的程度。同時通過大壓下量連續鍛壓的方式在鑄坯凝固部位世家機械能，使該部位的糊狀鋼液排除，并破壞柱狀晶成長，令破碎的柱狀晶可作為等軸晶的核心，從而使得鑄坯中心部位致密而無偏析。
本發明軋件在進行軋制時，除對形變組織發生動態再結晶起到一定抑制作用外，在奧氏體為再結晶區變形時，由累積變形得到的高位錯密度結構將為相變提供更多的形核核心，而且加工狀態的界面上核的產生更具靈活性，相變的驅動力也更大。因此，將更有利于得到均勻的細晶組織，從而有效地提高產品的強度和低溫韌性。隨著變形溫度的降低，變形奧氏體不會再結晶，隨著變形量的增加，奧氏體晶粒帶內產生變形帶，變形量越大，變形帶就越多。如此時終止變形，金屬相變時這些變形帶成為形核的優先位置，從而使鐵素體細化。
采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明在連鑄階段采用重壓下技術、在軋制過程采用大變形制度，軋制完畢緩冷冷卻即可獲得板材內在質量好、鋼材用戶可以優質深加工的鋼板鋼材。本發明與傳統工藝相比，簡化了軋制后熱處理等工藝步驟，大大縮短了生產時間，節降了大部分能耗，提高了經濟效益。本發明主要是結合中厚板生產線連鑄重壓下等設備特點，通過軋機組大變形軋制和層冷設備的冷卻，矯直完畢后鋼板緩冷，使得厚規格中高碳鋼性能合乎國家標準。本發明不僅解決生產周期過長、資源浪費嚴重等問題，而且減少了不合格板材，提高了厚規格產品綜合力學性能。
具體實施方式
本厚規格中高碳鋼板材的生產方法采用下述工序：冶煉－連鑄－加熱－粗軋除鱗－粗軋－精軋除鱗－精軋－層流冷卻－堆冷；各工序的工藝參數如下所述：（1）冶煉工序：轉爐冶煉過程中，終點碳控制在0.18～0.45wt%，溫度控制在1655～1685℃；擋渣出鋼的渣面厚度為60～80mm；LF精煉過程中，喂入1.0～1.4m/噸鋼的鋁鈣線，軟吹流量40～60NL/min的氬氣10～15min；成品中碳含量控制在0.2～0.65wt%，錳控制在0.3～1.4wt%。
（2）連鑄工序：連鑄時采用重壓下，壓下量為15～30mm。
（3）加熱工序：板坯溫度加熱到1100～1250℃，加熱后板坯無明顯黑斑；加熱時間≤270分鐘，最好為3～4h；板坯做到在通長方向、坯寬方向上溫差不超過50℃，以使板坯加熱均勻。
（4）粗軋工序：粗軋前除鱗，除鱗水壓力不小于18MPa。粗軋時，單道次壓下率為15～25%，總壓下率為50～70%；開軋溫度在1000～1200℃。
（5）精軋工序：精軋前除鱗，除鱗水壓力不小于18MPa。精軋時，精軋開軋溫度在850～930℃；終軋溫度≥750℃，最好為750～850℃；精軋單道次壓下率10～20%，總壓下率為30～50%。
（6）層流冷卻工序：終冷溫度在680～750℃；冷卻后進行矯直，矯直溫度不低于650℃。
（7）堆冷工序：矯直完畢后在盡可能減少溫降的情況下集中堆放，堆冷溫度滿足≥350℃。
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。
實施例1：本厚規格中高碳鋼板材的生產方法采用下述具體工藝。
本中高碳鋼板材的重量配比：C 0.2%、Mn 0.3%、Si 0.17%、V 0.06%、Ti 0.2%、Nb 0.09%、Al 0.05%、S 0.026%、P 0.035%，余量為Fe和不可避免的雜質。
本高碳鋼板材的生產工藝：（1）冶煉工序：轉爐冶煉過程中，終點碳控制在0.18%，溫度控制在1655℃；擋渣出鋼的渣面厚度為60mm；LF精煉過程中，喂入1.2m/噸鋼的鋁鈣線，軟吹流量40NL/min的氬氣10min。
（2）連鑄工序：重壓下厚度為15mm，得到280*1800mm鋼坯。
（3）加熱、粗軋和精軋工序：鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1100℃，加熱時間3.5h；粗軋開軋溫度1000℃，總壓下率50%，單道次壓下量15～20%；精軋開軋溫度在900℃，終軋溫度810℃，總壓下率50%，單道次壓下率12～18%。
（4）層流冷卻和堆冷工序：終冷溫度750℃，矯直溫度680℃；堆冷溫度≥350℃。
本實施例所得中高碳鋼板材的力學性能為：ReL 378MPa，Rm 545MPa，A 29%，截面硬度（HBS）：154、151、151。
實施例2：本厚規格中高碳鋼板材的生產方法采用下述具體工藝。
本中高碳鋼板材的重量配比：C 0.65%、Mn 1.4%、Si 0.17%、Al 0.03%、S 0.023%、P 0.028%，余量為Fe和不可避免的雜質。
本中高碳鋼板材的生產工藝：（1）冶煉工序：轉爐冶煉過程中，終點碳控制在0.45%，溫度控制在1685℃；擋渣出鋼的渣面厚度為80mm；LF精煉過程中，喂入1.4m/噸鋼的鋁鈣線，軟吹流量60NL/min的氬氣15min。
（2）連鑄工序：重壓下厚度為30mm；生產連鑄坯直接熱供供軋，得到280*1800mm鋼坯。
（3）加熱、粗軋和精軋工序：鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1250℃，加熱時間3h；粗軋開軋溫度1200℃，總壓下率60%，單道次壓下量20～25%；精軋開軋溫度在930℃，終軋溫度850℃，總壓下率30%，單道次壓下率10～15%。
（4）層流冷卻和堆冷工序：終冷溫度720℃，矯直溫度650℃；堆冷溫度≥350℃。
本實施例所得中高碳鋼板材的力學性能為：Rm 675MPa，A 21.5%，截面硬度（HBS）：185、181、176。
實施例3：本厚規格中高碳鋼板材的生產方法采用下述具體工藝。
本中高碳鋼板材的重量配比：C 0.50%、Mn 0.63%、Si 0.17%、Al 0.025%、S 0.013%、P 0.026%，余量為Fe和不可避免的雜質。
本中高碳鋼板材的生產工藝：（1）冶煉工序：轉爐冶煉過程中，終點碳控制在0.25%，溫度控制在1665℃；擋渣出鋼的渣面厚度為70mm；LF精煉過程中，喂入1.0m/噸鋼的鋁鈣線，軟吹流量50NL/min的氬氣13min。
（2）連鑄工序：重壓下厚度為25mm；生產連鑄坯直接熱供供軋，得到280*1800mm鋼坯。
（3）加熱、粗軋和精軋工序：鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1200℃，加熱時間4h；粗軋開軋溫度1100℃，總壓下率70%，單道次壓下量15～20%；精軋開軋溫度在850℃，終軋溫度750℃，總壓下率40%，單道次壓下率15～20%。
（4）層流冷卻和堆冷工序：終冷溫度680℃，矯直溫度660℃；堆冷溫度≥350℃。
本實施例所得中高碳鋼板材的力學性能為：Rm 710MPa，A 26%，截面硬度（HBS）：201、198、195。
實施例4：本厚規格中高碳鋼板材的生產方法采用下述具體工藝。
本中高碳鋼板材的重量配比：C 0.36%、Mn 1.04%、Si 0.18%、Al 0.027%、S 0.018%、P 0.028%，余量為Fe和不可避免的雜質。
本中高碳鋼板材的生產工藝：（1）冶煉工序：轉爐冶煉過程中，終點碳控制在0.30%，溫度控制在1660℃；擋渣出鋼的渣面厚度為65mm；LF精煉過程中，喂入1.3m/噸鋼的鋁鈣線，軟吹流量45NL/min的氬氣14min。
（2）連鑄工序：重壓下厚度為20mm；生產連鑄坯直接熱供供軋，得到280*1800mm鋼坯。
（3）加熱、粗軋和精軋工序：鋼坯在加熱爐的均熱溫度為1150℃，加熱時間3.5h；粗軋開軋溫度1080℃，總壓下率62%，單道次壓下量15～20%；精軋開軋溫度在880℃，終軋溫度770℃，總壓下率36%，單道次壓下率10～15%。
（4）層流冷卻和堆冷工序：終冷溫度700℃，矯直溫度670℃；堆冷溫度≥350℃。
本實施例所得中高碳鋼板材的力學性能為：Rm 692MPa，A 23.6%，截面硬度（HBS）：192、189、179。
對比試驗：選用三個中高碳鋼鋼種進行試驗，分別采用本方法與常規方法進行生產，各鋼種的成分相同；常規方法采用下述步驟：常規連鑄生產－加熱爐加熱－常規板坯軋制－冷卻－熱處理。對比試驗所得中高碳鋼板材的性能對比見表1。
表1：中高碳鋼板材的性能對比
由表1可見，本方法所生產的中高碳鋼板產品斷后延伸率雖然有不同程度的下降，但抗拉強度明顯上升，并且產品的硬度提升了4.7～9.7%。