CN113186454B - 一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法，工艺路线为铁水预处理→转炉→精炼→连铸→加热→轧制→冷却→回火，钢的化学成分含量为C=0.07%~0.09%、Si=0.20%~0.30%、Mn=1.52%~1.60%、P≤0.015%、S≤0.003%、Alt=0.020%~0.045%、Nb=0.01%~0.030%、Ti=0.012%~0.020%、Cr=0.16%~0.20%、Mo=0.08%~0.12%、Cu=0.16%~0.20%，Pcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明方法生产的钢具有低成本、窄成分等优点，生产出厚度6~50mm钢板，其屈服强度≥420MPa，屈强比≤0.80，‑40℃冲击韧性≥200J，钢板制造成本低，具有低屈强比、高强度、强低温韧性。

Description

一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法。

背景技术

随着经济建设的快速发展，大跨度、结构复杂、大流量桥梁的开工建设，对于桥梁结构用高性能钢的需求越来越大。从轻量化设计、安全可靠性、低维护成本及使用寿命等方面考虑，高强、强抗低温韧性、耐腐蚀、低屈强比已经成为现代桥梁结构钢的主要发展方向，研究开发更高强度级别的高性能桥梁用钢对于促进桥梁建设的发展具有重要意义。

美国专利US6056833公开了一种热机械轧制高强度低屈强比耐大气腐蚀钢，其化学成分重量百分比为：C=0.08～0.12％、Mn=0.80～1.35％、Si=0.30～0.65％、Mo=0.08～0.35％、V=0.06～0.14％、Cu=0.20～0.40％、Cr=0.30～0.70％、Ni≤0.50％、Nb≤0.04％、Ti≤0.02％、S≤0.01％、P≤0.02％、N=1～14ppm，余量为Fe和微量杂质。钢的屈服强度为485MPa，屈强比为0.85。该专利加入的合金较多，制造成本高、屈强比较高。

中国专利CN109550806A公布了“一种420MPa级低屈强比桥梁钢板的生产方法”，该发明采用传统的TMCP工艺，终冷温度低，冷后钢板内应力较大，影响钢板的平直度，间接影响焊接质量。

中国专利CN106811704A公布了一种“屈服强度420MPa级低屈强比桥梁钢及其制造方法”，其中合金元素Cr=0.40%~1.00%，Ni=0.05%~0.20%，由于Cr含量高，虽然达到了提高了钢的淬透性，添加Ni元素改善了材料的韧性，但昂贵合金元素的过量添加无形中大大增加了制造成本，在工业化生产中难以为企业创造效益。

中国专利CN107236905A公布了“600MPa级高强度低屈强比结构钢板及其制造方法”，该发明其合金元素Ni=0.14%~0.18%，Mn=1.0%~1.7%，也是昂贵合金元素Mn、Ni含量偏高，生产成本高。

综上所述，目前低屈强比桥梁用钢板存在有许多缺陷：（1）添加贵重合金较多，制造成本高；（2）传统冷却工艺，钢板平直度差，不利于下游工序的加工；（3）冲击韧性不稳定。

发明内容

本发明旨在提供一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法，以解决现有低屈强比桥梁用钢过程中的生产技术问题。生产出厚度6~50mm，屈服强度≥420MPa，屈强比≤0.80，-40℃冲击韧性≥200J，钢板制造成本低，具有低屈强比、高强度、强低温韧性。

本发明的技术方案：

一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法，工艺路线为铁水预处理→转炉→精炼→连铸→加热→轧制→冷却→回火，钢的化学成分百分含量为C=0.07%~0.09%、Si=0.20%~0.30%、Mn=1.52%~1.60%、P≤0.015%、S≤0.003%、Alt=0.020%~0.045%、Nb=0.01%~0.030%、Ti=0.012%~0.020%、Cr=0.16%~0.20%、Mo=0.08%~0.12%、Cu=0.16%~0.20%，Pcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质；包括以下关键工艺步骤：

（1）加热：铸坯采用直装，即连铸拉出的热态铸坯不需堆冷，通过传送辊道直接运送至加热炉，入炉温度420~650℃，炉膛温度1100~1200℃，在炉总时间120~180min；

（2）粗轧：中间坯设定≥2.5倍成品厚度，开轧温度1120~1160℃，终轧温度≥980℃，道次5~9道，累积压下率≥50%；

（3）精轧：开轧温度860~920℃，终轧温度790~830℃，道次7~9道，累积压下率≥60%；

（4）冷却：开始冷却温度770~820℃，冷却速率5~12℃，返红温度600~700℃；

（5）回火：回火温度420±10℃，保温时间2.5×min，回火后空冷至常温。

步骤（5）中所述“保温时间2.5×壁厚min”，指保温时间以分钟计算，“壁厚”是按mm数值计。

与现有生产技术相比，本发明具备以下优点：化学组成设计中合金成本低，工艺设计特点更利于桥梁结构厂的焊接，能够实现6~50mm钢板不平度达到3mm/1m。铸坯采用热装，不但降低了烧钢能耗，而且更加有利于控制材料的屈强比；钢板采用低温回火，在消除轧态残余应力的同时改善钢板的延伸率与低温冲击韧性；轧态钢板Rt0.5:480~520MPa，抗拉强度Rm：650~690MPa，屈强比：0.70~0.80；延伸率A:23%~30%；-40℃冲击韧性：180~300J，晶粒度达到12级。

附图说明

图1为本发明广泛生产的钢板金相组织照片。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的内容。

实施例一：6mm低屈强比Q420qE钢板的生产方法。

钢的化学成分含量：C=0.08%、Si=0.24%、Mn=1.56%、P=0.010%、S=0.001%、Alt=0.030%、Nb=0.015%、Ti=0.015%、Cr=0.18%、Mo=0.10%、Cu=0.17%，Pcm=0.19%，余量为Fe和不可避免的杂质。

钢的生产工艺步骤与参数为：

（1）加热：铸坯采用直装，装炉温度：516℃，炉膛温度：1140~1190℃，在炉总时间：140min。

（2）粗轧：中间坯设定55mm，开轧温度1150℃，终轧温度990℃，道次7道，累积压下率69.5%。

（3）精轧：开轧温度915℃，终轧温度805~825℃，道次7道，累积压下率89.1%。

（4）冷却：开始冷却温度810~820℃，冷却速率8~11℃，返红温度650~690℃。

（5）回火：回火温度420℃，保温时间：15min，回火后空冷至常温。

性能检测结果见表1。

实施例二：20mm低屈强比Q420qE钢板的生产方法。

钢的化学成分含量：C=0.07%、Si=0.26%、Mn=1.54%、P=0.010%、S=0.001%、Alt=0.032%、Nb=0.018%、Ti=0.016%、Cr=0.17%、Mo=0.11%、Cu=0.18%，Pcm=0.18%，余量为Fe和不可避免的杂质。

钢的生产工艺步骤与参数为：

（1）加热：铸坯采用直装，装炉温度：532℃，炉膛温度：1160~1188℃，在炉总时间：162min。

（2）粗轧：中间坯设定80mm，开轧温度1172℃，终轧温度992℃，道次7道，累积压下率69.2%。

（3）精轧：开轧温度880℃，终轧温度801~822℃，道次7道，累积压下率75%。

（4）冷却：开始冷却温度796~817℃，冷却速率7~10℃，返红温度620~650℃。

（5）回火：回火温度420℃，保温时间：50min，回火后空冷至常温。

性能检测结果见表1。

实施例三：50mm低屈强比Q420qE钢板的生产方法。

钢的化学成分含量：C=0.08%、Si=0.29%、Mn=1.56%、P=0.010%、S=0.001%、Alt=0.040%、Nb=0.022%、Ti=0.015%、Cr=0.18%、Mo=0.10%、Cu=0.19%，Pcm=0.19%，余量为Fe和不可避免的杂质。

钢的生产工艺步骤与参数为：

（1）加热：铸坯采用直装，装炉温度：572℃，炉膛温度：1172~1188℃，在炉总时间：176min。

（2）粗轧：中间坯设定125mm，开轧温度1176℃，终轧温度995℃，道次5道，累积压下率51.9%。

（3）精轧：开轧温度840℃，终轧温度790~800℃，道次9道，累积压下率60%。

（4）冷却：开始冷却温度775~798℃，冷却速率7~9℃，返红温度600~630℃。

（5）回火：回火温度420℃，保温时间：125min，回火后空冷至常温。

性能检测结果见表1。

表1 实施例钢的性能检测结果

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Claims (1)

1.一种回火型低屈强比桥梁钢的生产方法，工艺路线为铁水预处理→转炉→精炼→连铸→加热→轧制→冷却→回火，其特征在于：钢的化学成分百分含量为C=0.07%~0.09%、Si=0.20%~0.30%、Mn=1.52%~1.60%、P≤0.015%、S≤0.003%、Alt=0.020%~0.045%、Nb=0.01%~0.030%、Ti=0.012%~0.020%、Cr=0.16%~0.20%、Mo=0.08%~0.12%、Cu=0.16%~0.20%，Pcm≤0.22%，余量为Fe和不可避免的杂质；包括以下关键工艺步骤：

（1）加热：铸坯采用直装，即连铸拉出的热态铸坯不需堆冷，通过传送辊道直接运送至加热炉，入炉温度420~650℃，炉膛温度1100~1200℃，在炉总时间120~180min；

（2）粗轧：中间坯设定≥2.5倍成品厚度，开轧温度1120~1160℃，终轧温度≥980℃，道次5~9道，累积压下率≥50%；

（3）精轧：开轧温度860~920℃，终轧温度790~830℃，道次7~9道，累积压下率≥60%；

（4）冷却：开始冷却温度770~820℃，冷却速率5~12℃，返红温度600~700℃；

（5）回火：回火温度420±10℃，保温时间2.5×壁厚min，回火后空冷至常温。

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