CN110484825A - 一种低成本355MPa热轧H型钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本355MPa热轧H型钢，包括如下质量百分比的成分：C 0.08～0.12％，Si 0.20～0.35％，Mn 1.40～1.55％，P≤0.015％，S≤0.015％，Nb 0.040～0.050％，V 0.01～0.02％，其余为Fe和不可避免杂质。还公布了一种制备方法。本发明仅添加合金元素中成本较低的铌铁，并降低钢中的锰含量以达到低成本低温冲击性能的要求，不仅合金成本低，而且具有良好的强韧性匹配。

Description

一种低成本355MPa热轧H型钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种低成本355MPa热轧H型钢。

背景技术

新国标GB/T1591-2018低合金高强度结构钢于2019年3月开始实施，其中牌号Q355D的上屈服强度大于355MPa，抗拉强度范围为470～630MPa，-20℃低温冲击≥34J，碳当量CEV≤0.45。在旧国标GB/T1591-2008低合金高强度结构钢中中，牌号Q345D的下屈服强度大于345MPa，抗拉强度范围为470～630MPa，-20℃低温冲击≥34J，CEV≤0.45。从标准的改变上看，强度要求趋于符合欧洲标准，碳当量略有增加。国标GB1591-2008低合金高强度结构钢中的Q345C，国内为实现该钢种的生产多采用V微合金化的方式获得低温冲击性能。

针对国内钢材市场低糜的现状，在保证产品质量满足产品性能的同时，降低钢材的生产成本是钢厂追求的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本355MPa热轧H型钢及其制备方法，仅添加合金元素中成本较低的铌铁，并降低钢中的锰含量以达到低成本低温冲击性能的要求，不仅合金成本低，而且具有良好的强韧性匹配。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低成本355MPa热轧H型钢，包括如下质量百分比的成分：C 0.08～0.12％，Si0.20～0.35％，Mn 1.40～1.55％，P≤0.015％，S≤0.015％，Nb 0.040～0.050％，V 0.01～0.02％，其余为Fe和不可避免杂质。

进一步的，包括如下质量百分比的成分：C 0.09％，Si 0.30％，Mn 1.42％，P0.012％，S 0.009％，Nb 0.045％，V 0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，包括如下质量百分比的成分：C 0.12，Si 0.35，Mn 1.45，P 0.009，S0.008，Nb 0.048，V 0.018，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种低成本355MPa热轧H型钢的制备方法，包括如下步骤：

1)冶炼条件

所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水脱硫处理，要求P≤0.120％；

2)转炉

终点控制目标值：C≥0.06％，P＜0.020％，出钢温度≥1640℃。

3)精炼

精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，软吹时间大于8分钟；

4)连铸

液相线温度TL＝1518.5℃，钢水过热度：ΔT≤35℃，目标ΔT≤30℃，采用恒拉速操作；

5)热轧

轧制开轧温度1150±50℃，BD开坯后，CCS机架进行轧制，CCS终轧机前终轧温度≤900℃；

高压水除鳞。

进一步的，所述2)转炉中，采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧，出钢挡渣。

进一步的，所述3)精炼中，根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作。

进一步的，所述5)热轧中，保证钢坯无表面质量及内部质量后发送至轧钢厂，轧钢厂在铸坯入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

1.本发明通过采用铌钒复合微合金化成分设计，降低钢中锰含量达到H型钢的综合性能，大幅度降低了冶炼成本，生产工艺简单，利于推广。

2.本发明不进行控制Alt含量以达到强度与冲击韧性的良好匹配。

3.本发明可实现轧制过程不进行控制冷却，以热轧态进行交货使用，钢材具有良好的焊接性能。

4、本发明采用异型坯生产低温热轧H型钢的方法，H型钢规格范围为H150*150～H1000*300中大规格，采用低成本冶炼工艺进行生产，热轧H型钢成品翼板-20℃低温冲击功≥50J。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为热轧H型钢工艺流程图。

具体实施方式

一种低成本355MPa热轧H型钢，成分控制如下：C 0.08～0.12％，Si 0.20～0.35％，Mn 1.40～1.55％，P≤0.015％，S≤0.015％，Nb 0.040～0.050％，V 0.01～0.02％，钢中气体不作要求，其余为Fe和不可避免杂质。

生产工艺为转炉-LF精炼-异形坯连铸-铸坯表面清理-万能轧机轧制H型钢-矫直。

碳当量：CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，CEV≤0.45。

力学性能具体要求见表1。

表1力学性能

规格：本发明涉及H150-H1000全断面热轧H型钢。

工艺路线

炼钢工艺：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—LF炉外精炼—异型坯连铸。

轧钢工艺：上料—步进加热炉—高压水一次除磷—BD—CCS万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切—打包—入库、外发。

如图1所示工艺流程如下：

1、冶炼条件

所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水脱硫处理，要求P≤0.120％。

2、转炉

终点控制目标值见表2。采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧，出钢挡渣。

表2转炉终点控制目标值

C％	P％	出钢温度℃
			≥0.06	＜0.020	≥1640

3、精炼

精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，软吹时间大于8分钟。根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作。精炼供铸机成分要求见3。

表3 Q355D精炼供铸机成分要求 单位：％

C

Si

Mn

P

S

Nb

V

0.10

0.25

1.45

≤0.010

≤0.010

0.045

0.015

4、连铸

液相线温度TL＝1518.5℃，钢水过热度：ΔT≤35℃，目标ΔT≤30℃，采用恒拉速操作。

5、热轧

5.1加热炉

炼钢厂保证钢坯无表面质量及内部质量后发送至轧钢厂。轧钢厂在铸坯入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。轧制开轧温度1150±50℃，BD开坯后，CCS机架(万能轧机)进行轧制，CCS终轧机前终轧温度≤900℃；

5.2进行高压水除鳞。

6、检验规则

铸坯质量：执行Q/BG 526-2015连铸异型坯的检验规则。

7、非金属夹杂物

钢材的非金属夹杂物评级执行GB/T10561-2005，见表4。

表4 夹杂物要求级别 单位 级

A	B	C	D	Ds
					≤1.5	≤1.5	≤1.5	≤2.0	≤2.0

实施例1

钢的化学成分(重量百分比％)为：C 0.09，Si 0.30，Mn 1.42，P0.012，S0.009，Nb0.045，V0.05其余为Fe和不可避免的杂质。生产方法依次包括150t转炉、炉外精炼、连铸、加热、BD开坯、万能轧制。各步骤的参数为：采用150t转炉冶炼，转炉终点C 0.13，P 0.020，S0.020控制转炉终点出钢温度为1652℃；炉外精炼时配渣料及合金加入量包括：白灰355公斤、硅锰152公斤、钒氮铁11公斤、铝锰铁49公斤。LF就位温度1519℃，LF离位温度1572℃，加热时间24min，LF精炼时间40分钟。其中LF就位钢水成分(重量百分比％)为C 0.10，Si0.03，Mn 1.30，P 0.016，S 0.013，Nb 0.012；LF离位钢水成分(重量百分比％)为C 0.09，Si0.30，Mn 1.42，P 0.012，S 0.009，Nb 0.045，V 0.05；软吹时间15min保证夹杂物充分上浮。连铸时浇注温度1569℃，连铸过热度30℃，平均拉速为0.98m/min。炼钢厂保证钢坯无表面质量及内部质量后发送至轧钢厂。轧钢厂将异形坯尺寸为555mm×440mm的铸坯在入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。加热炉温度为1278℃；加热时间3小时，均热48min加热炉内为弱还原性气氛，钢坯进入粗轧机前进行高压水除磷(即进入BD1机架前)，轧制开轧温度1228℃，均热段温度1242℃，第一加热段温度1217℃，第二加热段温度1110℃，BD1前开坯温度1125℃，轧制规格H300×300×10×15，终轧温度890℃，上冷床温度675℃。

表5力学性能值

表6夹杂物及组织

实施例2

钢的化学成分(重量百分比％)为：C 0.12，Si 0.35，Mn 1.45，P0.009，S0.008，Nb0.048，V0.018其余为Fe和不可避免的杂质。生产方法依次包括150t转炉、炉外精炼、连铸、加热、BD开坯、万能轧制。各步骤的参数为：采用150t转炉冶炼，转炉终点C 0.11，P0.009，S 0.007控制转炉终点出钢温度为1650℃；炉外精炼时配渣料及合金加入量包括：白灰332公斤、硅锰152公斤、钒铁18公斤、铝锰铁36公斤。LF就位温度1520℃，LF离位温度1593℃，加热时间24min，LF精炼时间44分钟。其中LF就位钢水成分(重量百分比％)为C 0.12，Si0.35，Mn 1.45，P 0.009，S 0.008，Nb 0.039，V 0.015；LF离位钢水成分(重量百分比％)为C0.12，Si 0.35，Mn 1.45，P 0.009，S 0.008，Nb0.048；软吹时间15min保证夹杂物充分上浮。连铸时浇注温度1577℃，连铸过热度29℃，平均拉速为1.0m/min。炼钢厂保证钢坯无表面质量及内部质量后发送至轧钢厂。轧钢厂将异形坯尺寸为555mm×440mm的铸坯在入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。加热炉温度为1268℃；加热时间2.75小时，均热50min加热炉内为弱还原性气氛，钢坯进入粗轧机前进行高压水除磷(即进入BD1机架前)，轧制开轧温度1219℃，均热段温度1242℃，第一加热段温度1230℃，第二加热段温度1115℃，BD1前开坯温度1130℃，轧制规格H300×300×10×15，终轧温度892℃，上冷床温度700℃。

表7力学性能值

表8夹杂物及组织

本发明提供了一种低成本热轧H型钢及其生产工艺，本发明产品合理设计成分、除添加铌合金外，降低锰含量，并通过优化生产工艺方法使其力学性能达到低温冲击要求，又能以最简便、高效的方法生产和制造，降低了生产成本。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低成本355MPa热轧H型钢，其特征在于，包括如下质量百分比的成分：C 0.08～0.12％，Si 0.20～0.35％，Mn 1.40～1.55％，P≤0.015％，S≤0.015％，Nb 0.040～0.050％，V 0.01～0.02％，其余为Fe和不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的低成本355MPa热轧H型钢，其特征在于，包括如下质量百分比的成分：C 0.09％，Si 0.30％，Mn 1.42％，P 0.012％，S 0.009％，Nb 0.045％，V 0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的低成本355MPa热轧H型钢，其特征在于，包括如下质量百分比的成分：C 0.12，Si 0.35，Mn 1.45，P 0.009，S 0.008，Nb 0.048，V 0.018，其余为Fe和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1-3任一项所述的低成本355MPa热轧H型钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)冶炼条件

所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水脱硫处理，要求P≤0.120％；

2)转炉

终点控制目标值：C≥0.06％，P＜0.020％，出钢温度≥1640℃。

3)精炼

精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，软吹时间大于8分钟；

4)连铸

液相线温度TL＝1518.5℃，钢水过热度：ΔT≤35℃，目标ΔT≤30℃，采用恒拉速操作；

5)热轧

轧制开轧温度1150±50℃，BD开坯后，CCS机架进行轧制，CCS终轧机前终轧温度≤900℃；

高压水除鳞。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述2)转炉中，采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧，出钢挡渣。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述3)精炼中，根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述5)热轧中，保证钢坯无表面质量及内部质量后发送至轧钢厂，轧钢厂在铸坯入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。