CN109234630A - 一种低合金高强度结构钢热轧h型钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属材料生产技术领域，具体涉及一种低合金高强度结构钢热轧H型钢及其生产方法。所述钢按照重量百分比含有以下各化学成分：C：0.12‑0.18％；Si：0.30‑0.50％；Mn：1.20‑1.60％；V：0.020‑0.065％；Als：0.006‑0.012％；P≤0.025％；S≤0.020％，其余为Fe和微量杂质。生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、异型坯半保护浇铸、H型钢轧制。在热轧H型钢的生产工艺中对H型钢轧制的温度进行控制，具体包括加热炉加热温度控制、开坯机轧制温度控制和万能轧机轧制温度控制。本发明生产的低合金高强度结构热轧H型钢通过化学成分设计及轧制工艺控制，可得到屈服强度在420MPa级别，延伸率高于19％以上，具有良好的低温冲击韧性的热轧H型钢。

Description

一种低合金高强度结构钢热轧H型钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及金属材料生产技术领域，具体涉及一种低合金高强度结构钢热轧H型钢及其生产方法。
背景技术
低合金高强结构钢热轧H型钢一般采用转炉、精炼、异型坯连铸、轧制生产工艺，在GB/T1591低合金高强结构钢中对其质量等级进行了规定，其中C、D、E级钢的生产，把Al作为主要合金元素之一，而对细晶元素Nb、V、Ti作为控制元素，其元素控制要求为①Als不小于0.015％；②当细化晶粒元素组合加入时，20(Nb+V+Ti)≤0.22％。
中国发明专利：公开号CN104831154A，H型钢及其生产方法。该发明专利涉及一种H型钢及其生产方法，钢中元素重量百分比为：碳0.07-0.15％、硅0.15-0.35％、锰1.00-1.45％、磷≤0.020％、硫≤0.015％、钒含量0.020-0.060％、Als≥0.015％，生产步骤包括：转炉冶炼、吹氩站、LF精炼、浇铸(全保护)、轧制，得到一种-50℃低温冲击韧性较好的热轧H型钢。
由于钢中含有一定的铝含量，在连铸浇铸过程中，需要采用全保护浇铸工艺，来防止水口结瘤堵塞造成断流停机事故。但本申请发明人在实现本要求实施例中技术方案的过程中，发现在异型坯连铸浇铸工艺环节，对断面尺寸较大的异型坯连铸机来讲上述生产技术比较容易实现，但在腹板厚度不大于85mm规格的小型断面尺寸的异型坯连铸机来讲上述技术实施至少存在如下技术问题：
在现有生产技术条件中，本要求实施例中技术方案对双点浇铸的小断面异型坯连铸机来讲，受浇铸点距离太近因素制约，实现全保护浇铸难度极大且难以多炉连续浇铸。
发明内容
本发明的目的是克服现有生产技术的缺点，提供一种低合金高强度结构钢热轧H型钢及其生产方法，用以解决该钢种在小断面异型坯浇铸生产中存在的保护浇铸技术问题，达到降低生产技术难度，提高生产稳顺的技术效果。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种低合金高强度结构钢热轧H型钢，所述钢按照重量百分比含有以下各化学成分：
C：0.12-0.18％；Si：0.30-0.50％；Mn：1.20-1.60％；V：0.020-0.065％；Als：0.006-0.012％；P≤0.025％；S≤0.020％，其余为Fe和微量杂质。
一种生产所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢的方法，包括如下步骤：转炉冶炼、LF精炼、异型坯半保护浇铸、H型钢轧制。
在热轧H型钢的生产工艺中对H型钢轧制的温度进行控制，具体包括加热炉加热温度控制、开坯机轧制温度控制和万能轧机轧制温度控制。
进一步优选方式，所述加热炉的加热温度为1220—1260℃。
进一步优选方式，所述开坯机的轧制温度为1060—1200℃。
进一步优选方式，所述万能轧机的轧制温度为820—980℃。
以上V、Al元素化学成分的作用分析如下：
V是氮化物形成元素，通过V-N微合金化形成大量细小弥散分布的V(C，N)，使晶粒更加均匀、细小，从而改善钢材冲击韧性目的。
Al是在冶炼时作为脱氧剂，与钢中的氮形成AlN，起到弥散强化、细化晶粒的作用，从而改善钢的性能指标。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)本发明钢的成分设计简单，钢的成分通过加入钒微合金化元素来细化晶粒，提高钢材低温冲击韧性，同时降低钢中Als含量来降低生产技术难度。
2)本发明解决了低合金高强结构钢在小断面异型坯浇铸生产中存在的全保护浇铸技术难点问题，连铸采用半保护浇铸工艺，大大降低了生产技术难度，提高了生产稳顺的技术效果。
3)本发明生产方法在生产中容易控制，事故发生率低。
4)本发明生产方法生产的钢材具有良好的低温冲击韧性，生产的H型钢钢材可用于一般结构和工程用钢。
具体实施方式
本发明生产所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢的具体方法，包括如下步骤：转炉冶炼、LF精炼、异型坯半保护浇铸、H型钢轧制。
在热轧H型钢的生产工艺中对H型钢轧制的温度进行控制，具体包括加热炉加热温度控制、开坯机轧制温度控制和万能轧机轧制温度控制。
将H型钢轧制中加热炉的加热温度为1220—1260℃；开坯机的轧制温度为1060—1200℃；万能轧机的轧制温度为820—980℃。
为进一步说明本发明，参见以下实施例
实施例1：
按照本发明钢成分要求，采用80t顶吹转炉冶炼，经LF钢包精炼炉精炼，采用连铸半保护浇铸工艺，获得具有如下表1所述化学成分的成品钢，型钢轧制H300×150×6.5×9规格，其工艺参数见表6，力学性能见表7。
表1实施例1钢的化学成分(wt％)
C Si Mn P S V As
0.14 0.42 1.26 0.018 0.020 0.056 0.008
实施例2：
按照本发明钢成分要求，采用80t顶吹转炉冶炼，经LF钢包精炼炉精炼，采用连铸半保护浇铸工艺，获得具有如下表2所述化学成分的成品钢，型钢轧制H250×250×9×14规格，其工艺参数见表6，力学性能见表7。
表2实施例2钢的化学成分(wt％)
C Si Mn P S V As
0.17 0.48 1.34 0.019 0.016 0.058 0.009
实施例3：
按照本发明钢成分要求，采用80t顶吹转炉冶炼，经LF钢包精炼炉精炼，采用连铸半保护浇铸工艺，获得具有如下表3所述化学成分的成品钢，型钢轧制H450×150×6×9规格，轧制H型钢规格，其工艺参数见表6，力学性能见表7。
表3实施例3钢的化学成分(wt％)
C Si Mn P S V As
0.18 0.36 1.25 0.023 0.014 0.047 0.006
实施例4：
按照本发明钢成分要求，采用80t顶吹转炉冶炼，经LF钢包精炼炉精炼，采用连铸半保护浇铸工艺，获得具有如下表4所述化学成分的成品钢，型钢轧制H450×150×6×9规格，其工艺参数见表6，力学性能见表7。
表4实施例4钢的化学成分(wt％)
C Si Mn P S V As
0.18 0.38 1.28 0.024 0.013 0.046 0.006
比较例1：
低合金高强结构钢传统生产工艺，C、Si、Mn、P、S五种元素与本发明所述成分控制差异不做为对比考虑指标，其C、D、E级钢采用加Al脱氧工艺生产，对细晶元素Nb、V、Ti作为控制元素，按屈服强度420MPa最高E级钢要求作为比较例1，具有如下表5所述化学成分的特征，其力学性能要求见表7。
表5比较例1钢的化学成分(wt％)
C Si Mn P S V As
≤0.18 ≤0.50 ≤1.70 0.025 0.020 ≤0.011 ≥0.015
备注：表中P、S为E级钢控制要求。
表6实施例1-4轧制过程工艺参数
表7实施例1-4钢与比较例1钢的力学性能
综上所述，按本发明提供的钢种成分设计范围和轧制工艺技术，所得实施例钢材金相组织为铁素体和珠光体，钢的屈服强度达到420MPa级以上，延伸率在23.5％以上，-40℃低温冲击韧性为46KV2/J以上，钢材弯曲性能合格。
可见，本发明提供的低合金高强度结构热轧H型钢通过化学成分设计及轧制工艺控制，可得到屈服强度在420MPa级别，延伸率高于19％以上，具有良好的低温冲击韧性的热轧H型钢。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种低合金高强度结构钢热轧H型钢，其特征在于，所述钢按照重量百分比含有以下各化学成分：
C：0.12-0.18％；Si：0.30-0.50％；Mn：1.20-1.60％；V：0.020-0.065％；Als：0.006-0.012％；P≤0.025％；S≤0.020％，其余为Fe和微量杂质。
2.一种生产权利要求1所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：转炉冶炼、LF精炼、异型坯半保护浇铸、H型钢轧制。
3.根据权利要求2所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢生产方法，其特征在于：在热轧H型钢的生产工艺中对H型钢轧制的温度进行控制，具体包括加热炉加热温度控制、开坯机轧制温度控制和万能轧机轧制温度控制。
4.根据权利要求3所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢生产方法，其特征在于：所述加热炉的加热温度为1220—1260℃。
5.根据权利要求3所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢生产方法，其特征在于：所述开坯机的轧制温度为1060—1200℃。
6.根据权利要求3所述的低合金高强度结构钢热轧H型钢生产方法，其特征在于：所述万能轧机的轧制温度为820—980℃。
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