CN104928598A

CN104928598A - 一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法

Info

Publication number: CN104928598A
Application number: CN201510383219.9A
Authority: CN
Inventors: 杨永达; 王彦锋; 李春智; 狄国标; 马长文; 王立峰; 周德光; 郑会平; 白学军; 王根基; 李站军; 黄少帅; 孟东立
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Corp
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2015-09-23

Abstract

一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，属于低碳结构钢控制轧制技术领域。生产工艺步骤为：冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理；连铸工艺：厚度规格为300mm，宽度在1800-2400mm；加热工艺：加热温度在1150℃～1250℃之间，出炉后进行高压水除鳞；轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧阶段,使铸坯长度方向作为钢板宽度方向，精轧阶段,精轧开轧温度800～950℃，终轧温度在770℃～870℃之间，轧后进ACC水冷。优点在于具有高强度、良好低温韧性及厚度方向性能。

Description

一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法

技术领域

本发明属于低碳结构钢控制轧制技术领域，特别是提供了一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，一种5～54mm具有高强度、良好低温韧性及厚度方向性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，用于大宽度桥梁的杆件及箱梁等制造。通过低硫含量的成分控制及无展宽的轧制工艺保证钢板具有高强度、高韧性及良好的厚度方向性能。

背景技术

近年来，我国桥梁建设项目无论在跨度上还是在建设规模上，都实现了重大的突破。以斜拉桥为例，苏通长江大桥主跨达1088米，使我国公路用斜拉桥的主跨长度跨越到了千米级别。正在规划建设的沪通长江大桥是一座下层为四线铁路、上层为双向六车道高速公路的双塔五跨斜拉桥，主跨为1092米，是世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥。桥梁跨度的增加，导致对宽规格桥梁钢板的需求日益增加，同时伴随着桥梁载荷的增加，对钢板性能要求日益提高，在强度要求提高的同时，对钢板低温韧性及厚度方向性能提出了更高要求，保证钢板沿厚度方向受力时具有良好的抗层状撕裂能力。本发明提供了一种厚度5-54mm、宽度最大到3900mm的具有高强度、高韧性及良好厚度方向性能的桥梁钢板生产方法。

南京钢铁股份有限公司申请的公开号为CN103614630A发明专利一种高强桥梁用钢及其制备方法、鞍钢股份有限公司申请的公开号为102400055A一种低成本屈强比可控高强度高韧性钢板及其制造方法，这两个专利均提供一种高强高韧性的桥梁钢生产方法，成分设计与本发明一样均采用低碳添加合金的成分体系，但以上两个专利均未对钢板的厚度方向性能(即Z向断面收缩率)有所研究，本发明通过无展宽的轧制工艺设计，大幅度的提高了钢板厚度方向性能，满足了工程需求，是本发明的最大创新点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的宽规格桥梁钢板的生产方法，该钢板厚度5-54mm，宽度最大达3900mm，具有良好低温韧性及厚度方向性能。成分上通过S≤0.0020％以控制MnS夹杂的数量，工艺上通过无展宽轧制，提高纵轧总变形量及道次压下量，改善钢板心部质量，提高钢板厚度方向性能及低温韧性。

本发明桥梁钢板的生产工艺步骤及在工艺中控制的技术参数如下：

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O、H等有害气体以及S的含量，O含量控制在15ppm以下，H含量在1.5ppm以下，S含量不大于20ppm；通过极低的S含量控制，降低连铸坯心部MnS夹杂的数量，改善铸坯心部质量；

(2)连铸工艺：设计连铸坯坯型尺寸，厚度规格为300mm，宽度在1800-2400mm，铸坯长度等于合同中钢板宽度+100mm；

(3)加热工艺：钢坯冷装入炉，加热温度在1150℃～1250℃之间，加热时间在220min～300min，出炉后进行高压水除鳞；

(4)轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧阶段,在粗轧机前转钢，使铸坯长度方向作为钢板宽度方向，取消展宽阶段，连续轧制到2倍终轧厚度后放钢，精轧机前待温，精轧开轧温度800～950℃，终轧温度在770℃～870℃之间，轧后进ACC水冷，终冷温度＜550℃；

钢板的化学成分质量百分比：C为≤0.10wt％，Si为0.20～0.50wt％，Mn为1.00～1.80wt％的，P≤0.015wt％，S≤0.0020wt％，Al为0.020～0.05wt％，Nb≤0.06wt％，Ti≤0.02wt％，Cu≤0.40wt％，Cr≤0.40wt％，Ni≤0.50wt％，Mo≤0.4wt％，其余为Fe和不可避免杂质。

钢板屈服强度达到≥460MPa，抗拉强度≥590MPa，-40℃心部纵向冲击功≥120J，Z向断面收缩率≥55％，能够满足桥梁钢对强度、低温冲击及抗层状撕裂性能要求。

采用该方法的依据是：生产高性能宽规格钢板时，由于连铸坯展宽及展宽后纵轧时轧机的轧制力及扭矩较小，导致钢板心部变形不充分，钢板心部韧性及厚度性能较差，本发明成分上通过低S≤0.0020％的设计，减少连铸坯心部MnS夹杂数量；轧制工艺上，通过坯型设计，取消展宽，提高了粗轧阶段的总变形量及道次变形量，有利于提高钢板心部变形程度，改善钢板心部韧性及厚度方向性能，提高其抗层状撕裂的能力。

本发明的一种高性能的宽规格桥梁钢生产方法具有如下优点：

1)成分上控制S≤0.0020％以控制MnS夹杂数量，轧制工艺采用无展宽轧制，明显的提高了宽规格钢板粗轧道次变形量，改善了钢板心部质量，相比于传统的展宽-转钢-纵轧工艺，在成本没有增加的条件下，大幅度的改善了钢板心部韧性及厚度方向性能，满足大跨度桥梁工程中宽规格钢板对厚度方向性能的严格要求；

2)在本发明设计的工艺条件下，5-54mm的桥梁钢板屈服强度≥460MPa，抗拉强度≥590MPa，-40℃心部冲击功≥120J，Z向断面收缩率≥55％，各项力学性能指标良好。

附图说明

图1为54mm厚钢板采用无展宽轧制厚度1/4处金相组织示意图。

图2为54mm厚钢板采用无展宽轧制厚度心部金相组织示意图。

图3为40mm厚钢板采用无展宽轧制厚度1/4处金相组织示意图。

图4为40mm厚钢板采用无展宽轧制厚度心部金相组织示意图。

具体实施方式

实施例1

按照本发明提供的成分设计和生产工艺，提供了54mm厚3900mm宽桥梁钢板的实例。除本说明书已经说明的外，本实施例采用连铸坯尺寸300mm×2000mm×4000mm，成品钢板尺寸为54mm×4000mm×L(长度)，冷装，加热温度1190℃，双机架两阶段控轧，粗轧阶段，在粗轧机前转钢，使连铸坯长度作为钢板宽度，连续轧制至待温厚度110mm放钢，精轧开轧温度860℃，终轧温度810℃，轧后水冷，终冷温度500℃。钢板化学成分见表1，力学性能见表2，金相组织见附图1。

表1 54mm钢板的化学成分(重量，％)

C	Si	Mn	P	S	Alt	Nb	Ti	Cr	Ni	Cu	Mo
												0.07	0.26	1.48	0.012	0.0012	0.035	0.045	0.015	0.15	0.25	0.20	0.20

表2 力学性能检验结果

实施例2

按照本发明提供的成分设计和生产工艺，提供了40mm厚3800mm宽桥梁钢板的实例。除本说明书已经说明的外，本实施例采用连铸坯尺寸300mm×2000mm×3900mm，成品钢板尺寸为40mm×3800mm×L(长度)，冷装，加热温度1190℃，双机架两阶段控轧，粗轧阶段，在粗轧机前转钢，使连铸坯长度作为钢板宽度，连续轧制至待温厚度110mm放钢，精轧开轧温度875℃，终轧温度820℃，待温厚度为90mm，轧后水冷，终冷温度520℃。钢板化学成分见表3，力学性能见表4，金相组织见附图2。

表3 40mm钢板的化学成分(重量，％)

C	Si	Mn	P	S	Alt	Nb	Ti	Cr	Ni	Cu	Mo
												0.07	0.26	1.48	0.012	0.0012	0.035	0.037	0.015	0.15	0.25	0.20	0.15

表4 力学性能检验结果

Claims

1.一种高性能的宽规格桥梁钢生产方法，其特征在于：工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O、H等有害气体以及S的含量，O含量控制在15ppm以下，H含量在1.5ppm以下，S含量不大于20ppm；

(2)连铸工艺：设计连铸坯坯型尺寸，厚度规格为300mm，宽度在1800-2400mm；

所述钢板的化学成分质量百分比：C为≤0.10wt％，Si为0.20～0.50wt％，Mn为1.00～1.80wt％的，P≤0.015wt％，S≤0.002wt％，Al为0.02～0.05wt％，Nb≤0.06wt％，Ti≤0.02wt％，Cu≤0.40wt％，Cr≤0.40wt％，Ni≤0.50wt％，Mo≤0.4wt％，其余为Fe和不可避免杂质。