CN111961967A - 小压缩比厚规格控轧型q345gje建筑结构用钢板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板,其特征在于,钢板厚度规格为[60,80]mm,钢板化学成分质量百分比为:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,并满足碳当量CEV≤0.40%。本发明还公开一种上述钢板的生产方法,本发明采用适中的碳含量及碳当量,采用控轧控冷的方法,特别是采用有特点的水冷工艺,使60~80mm的特厚钢板实现沿厚度方向均匀一致的强韧性匹配,不仅保证了钢板的Z35厚度方向性能、屈强比、探伤性能等要求,还简化了工艺流程、缩短了制造周期,提高了焊接性能。
Description
技术领域
本发明属于高质量钢铁产品制造领域,特别涉及一种小压缩比的厚规格建筑结构用钢板及其生产方法。
背景技术
随着我国钢材供应量和技术、质量水平的持续提高,建筑物使用的材料正在由混凝土向钢结构转变。与混凝土相比,钢结构具有结构重量轻、跨度大、建造周期短、可在工厂进行预制、可方便回收等一系列优势。我国的高层建筑、大跨度会展中心、火车站、工业厂房等建筑采用钢结构越来越多,而且使用钢板的厚度也越来越大,对钢板的技术要求也越来越高。
对于连铸坯断面不是太大,又没有钢锭铸造的中厚板厂来说,采用控轧控冷工艺生产厚度60~80mm的高等级建筑结构用钢具有较大的难度。为保证钢板沿厚度方向的组织和性能,尤其是钢板厚度中心的性能,多数企业生产该厚度范围的Q345GJE级高建钢时,采用正火工艺。合金含量高,制造周期长,生产成本高。由于碳当量较高,导致可焊性较差。
对于厚度较大的高质量钢板,其生产难度在于沿厚度方向的组织和性能均匀性。由于钢坯凝固特性和钢板变形、冷却特性的限制,厚规格钢板厚度中心是性能最难以保证的部位,这就要求生产小压缩比的厚规格钢板有专有轧制和冷却技术做保证。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板及其生产方法。
本发明是这样实现的,一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑用钢板,其特征在于,钢板厚度规格为[60,80]mm,钢板化学成分质量百分比为:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,碳当量CEV≤0.40%。
基于上述的小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板的生产方法,其特征在于:其工艺流程为:
S1、高炉铁水:要求Si≤0.50%,P≤0.130%,S≤0.030%。
S2、铁水预脱硫:入炉铁水S≤0.003%;
S3、转炉冶炼:采用转炉顶底复合吹炼;
S4、脱氧合金化:脱氧合金化后,符合成分要求:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,CEV≤0.40%;
S5、精炼:满足[N]≤40ppm、[O]≤25ppm、[H]≤1.5ppm;为控制气体含量和合金元素含量,采用LF+VD精炼,保证VD真空度和保真空时间、软吹时间,真空度应≤67Pa,保真空时间≥10分钟,脱气结束后软吹时间≥12分钟,控制好软吹压力,最大程度的使钢水中的夹杂物上浮;
S6、板坯连铸:连铸采用全过程保护浇注,稳定中包液面,过热度控制在10~25℃之间,拉速稳定在1.00~1.05m/min,浇铸成250mm厚板坯;
S7、冷却:连铸坯入坑或堆垛缓冷48小时;
S8、板坯清理;
S9、板坯再加热:对冷却后的坯料进加热炉进行加热,出炉温度控制在1150~1190℃,加热时间9~10min/cm厚度;
S10、轧制:采用3500轧机粗轧和3500轧机精轧,钢坯出炉后轧制,粗轧开轧温度1130℃以上,粗轧阶段提高道次压下量,保证有2个道次压下量≥30mm或至少两个道次压下率≥18%;待温厚度为成品厚度的1.5~2.0倍;精轧开轧温度以保证终轧温度为准,终轧温度控制在810±10℃;
S11、加速冷却:对于60、70mm钢板20组冷却水全开,并采用较低的辊道速度,确保返红温度在590~630℃,冷却速率约5~9℃/s;80mm钢板的冷却水采用间隔开启、过水两遍冷却,采用适中的辊道速度,确保返红温度控制在580~620℃,冷却速度约4~8℃/s;通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体组织;
S12、钢板堆垛缓冷:对于步骤11冷却后的钢板堆垛缓冷48小时,以释放应力和扩氢;下线堆垛开始温度应≥300℃,下铺上盖,铺盖钢板与轧制钢板温度相近,48小时后拆垛,然后表面检查、定尺切割;
S13、成品取样检验;
S14、入库。
本发明具有的优点:本发明采用适中的碳含量及碳当量,采用控轧控冷的方法,特别是采用合理的水冷工艺,使60~80mm的特厚钢板实现沿厚度方向均匀一致的强韧性匹配,不仅保证了钢板的Z35厚度方向性能、屈强比、探伤性能等要求,还简化了流程、缩短了制造周期,提高了焊接性能。
附图说明
图1是本发明实施例1金相组织图;
图2是本发明实施例1金相组织图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑用钢板,其特征在于,钢板厚度规格为[60,80]mm,钢板化学成分质量百分比为:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,碳当量CEV≤0.40%。
基于上述的小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑用钢板的生产方法,本发明的工艺流程为:高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→VD精炼→板坯连铸→板坯下线堆垛缓冷→板坯清理→板坯再加热→3500轧机轧制→层流冷却→钢板堆垛缓冷→成品取样检验→入库。具体来说其工艺流程为:
S1、高炉铁水:要求Si≤0.50%,P≤0.130%,S≤0.030%。
S2、铁水预脱硫:入炉铁水S≤0.003%;
S3、转炉冶炼:采用转炉顶底复合吹炼;
S4、脱氧合金化:脱氧合金化后,符合成分要求:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,CEV≤0.40%;
S5、精炼:满足[N]≤40ppm、[O]≤25ppm、[H]≤1.5ppm;为控制气体含量和合金元素含量,采用LF+VD精炼,保证真空度和保真空时间、软吹时间,VD真空度应≤67Pa,保真空时间≥10分钟,脱气结束后软吹时间≥12分钟,控制好软吹压力,最大程度的使钢水中的夹杂物上浮;
S6、板坯连铸:连铸采用全过程保护浇注,稳定中包液面,过热度控制在10~25℃之间,拉速稳定在1.00~1.05m/min,浇铸成250mm厚板坯;
S7、冷却:连铸坯入坑或堆垛缓冷48小时;
S8、板坯清理:使用火焰烧割枪对钢坯表面的裂纹、切割瘤等缺陷进行清理;
S9、板坯再加热:对冷却后的坯料进加热炉进行加热,出炉温度控制在1150~1190℃,加热时间9~10min/cm厚度;
S10、轧制:采用3500轧机粗轧和3500轧机精轧,钢坯出炉后轧制,粗轧开轧温度1130℃以上,粗轧阶段提高道次压下量,保证有2个道次压下量≥30mm或至少两个道次压下率≥18%;待温厚度为成品厚度的1.5~2.0倍;精轧开轧温度以保证终轧温度为准,终轧温度控制在810±10℃;
S11、加速冷却:对于60、70mm钢板20组冷却水全开,并采用较低的辊道速度,确保返红温度在590~630℃,冷却速率约5~9℃/s;80mm钢板的冷却水采用间隔开启、过水两遍冷却,采用适中的辊道速度,确保返红温度控制在580~620℃,冷却速度约4~8℃/s;通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体组织;
S12、钢板堆垛缓冷:对于步骤11冷却后的钢板堆垛缓冷48小时,以释放应力和扩氢;下线堆垛开始温度应≥300℃,下铺上盖,铺盖钢板与轧制钢板温度相近,48小时后拆垛,然后表面检查、定尺切割;
S13、成品取样检验;
S14、入库。
本发明具有的优点:本发明采用适中的碳含量及碳当量,采用控轧控冷的方法,特别是采用合理的水冷工艺,使60~80mm的特厚钢板实现沿厚度方向均匀一致的强韧性匹配,不仅保证了钢板的Z35厚度方向性能、屈强比、探伤性能等要求,还简化了流程、缩短了制造周期,提高了焊接性能。
实施例1
根据本发明提供的化学成分范围,按照上述工艺流程以及规定的工艺条件,在120t转炉上冶炼钢水,将钢水浇铸成250mm厚板坯,经缓冷再加热后,在3500mm宽厚板轧机上轧制60mm钢板。
钢板的化学成分为:C 0.15%,Si 0.28%,Mn 1.34%,P 0.015%,S 0.004%,Als0.032%,Nb 0.021%,Ti 0.016%,CEV 0.37%。
加热、轧制、正火工艺为:出炉温度1150℃,粗轧中间坯厚度为110mm,精轧开轧温度为818℃,终轧温度812℃;入水温度772℃,开启20组冷却水,辊道速度45m/min,出水温度589℃,返红温度625℃。
钢板的性能情况见表1。
表1
60mm钢板1/4厚度处的金相组织如下图1:
实施例2
本发明的工艺流程为:高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→VD精炼→板坯连铸→板坯下线堆垛缓冷→板坯清理→铸坯再加热→3500轧机轧制→层流冷却→钢板堆垛缓冷→成品取样检验→入库。
根据本发明提供的化学成分范围,按照上述工艺流程以及规定的工艺条件,在120t转炉上冶炼钢水,将钢水浇铸成250mm厚板坯,经再加热后,在3500mm宽厚板轧机上轧制80mm钢板。
钢板的化学成分为:C 0.15%,Si 0.34%,Mn 1.35%,P 0.014%,S 0.003%,Als0.038%,Nb 0.024%,Ti 0.018%,CEV 0.375%。
加热、轧制、正火工艺为:出炉温度1155℃,粗轧中间坯厚度为140mm,精轧开轧温度为802℃,终轧温度810℃;入水温度779℃,开启11组冷却水,辊道速度65m/min,过水二遍,出水温度578℃,终冷温度613℃。
钢板的性能情况见表2。
表2
80mm钢板1/4厚度处的金相组织如下图2:
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板,其特征在于,钢板厚度规格为[60,80]mm,钢板化学成分质量百分比为:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,碳当量满足CEV≤0.40%。
2.基于上述的小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板的生产方法,其特征在于:其工艺流程为:
S1、高炉铁水:要求Si≤0.50%,P≤0.130%,S≤0.030%。
S2、铁水预脱硫:入炉铁水S≤0.003%;
S3、转炉冶炼:采用转炉顶底复合吹炼;
S4、脱氧合金化:脱氧合金化后,符合成分要求:C:0.13~0.17%,Si:0.20~0.40%,Mn:1.20~1.40%,P≤0.018%,S≤0.007%,Als:0.015~0.045%,Nb:0.015~0.030%,Ti:0.008~0.020%,余量为Fe及不可避免的杂质,CEV≤0.40%;
S5、精炼:满足[N]≤40ppm、[O]≤25ppm、[H]≤1.5ppm;为控制气体含量和合金元素含量,采用LF+VD精炼,保证VD真空度和保真空时间、软吹时间,VD真空度应≤67Pa,保真空时间≥10分钟,脱气结束后软吹时间≥12分钟,控制好软吹压力,最大程度的使钢水中的夹杂物上浮;
S6、板坯连铸:连铸采用全过程保护浇注,稳定中包液面,过热度控制在10~25℃之间,拉速稳定在1.00~1.05m/min,浇铸成250mm厚板坯;
S7、冷却:连铸坯入坑或堆垛缓冷48小时;
S8、板坯清理:
S9、板坯再加热:对冷却后的坯料进加热炉进行加热,出炉温度控制在1150~1190℃,加热时间9~10min/cm厚度;
S10、轧制:采用3500轧机粗轧和3500轧机精轧,钢坯出炉后轧制,粗轧开轧温度1130℃以上,粗轧阶段提高道次压下量,保证有2个道次压下量≥30mm 或至少两个道次压下率≥18%;待温厚度为成品厚度的1.5~2.0倍;精轧开轧温度以保证终轧温度为准,终轧温度控制在810±10℃;
S11、加速冷却:对于60、70mm钢板20组冷却水全开,并采用较低的辊道速度,确保返红温度在590~630℃,冷却速率约5~9℃/s;80mm钢板的冷却水采用间隔开启、过水两遍冷却,采用适中的辊道速度,确保返红温度控制在580~620℃,冷却速度约4~8℃/s;通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体组织;
S12、钢板堆垛缓冷:对于步骤11冷却后的钢板堆垛缓冷48小时,以释放应力和扩氢;下线堆垛开始温度应≥300℃,下铺上盖,铺盖钢板与轧制钢板温度相近,48小时后拆垛,然后表面检查、定尺切割;
S13、成品取样检验;
S14、入库。
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