CN101654760A

CN101654760A - 一种非合金结构钢s355j2钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN101654760A
Application number: CN200910306428A
Authority: CN
Inventors: 张立新; 朱新文; 丁健; 王嘎; 赵迪; 许春; 陈晓东
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: CN101654760B

Abstract

本发明公开了一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法，所述钢板的成分按重量百分比分别为：C：0.12～0.18％，Si：0.25～0.45％，Mn：1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als：0.015～0.035％，V：0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明采取的生产方法为：将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库；本发明工艺大大缩短了生产周期、适应现代新制造技术、降低成本、节省资源、节省能源，适合在大生产中推广。

Description

一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法

所属技术领域

本发明属于非合金结构钢生产工艺领域，涉及到一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国经济建设和社会发展，要求大幅度提高钢的强韧性，发展适应不同要求的品种，改善钢材质量，降低生产成本，按照可持续发展的要求，开发以人类友好的基础材料，这已成为从事钢铁材料主要研究方向。

目前，公知的S355J2板生产方法生产周期较长，能耗大，钢板性能不稳定，焊接性能差，不能保证工程结构施工的高效率与高安全性，特别是不能作为能源、化工、水电等行业对安全性能要求较高的承压部件材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种非合金结构钢S35J2钢板生产工艺方法，该方法能够克服传统的成分设计、精炼工艺、TMCP工艺等生产方式之不足，具有低成本、低能耗、快节奏的特点，配合合适的化学成分设计，使其既能保证高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，提高工程结构的施工效率和安全可靠性，又能简化生产工艺、缩短生产流程、降低生产能耗，适合大生产操作。

为达到上述目的，本发明设计了一种非合金结构钢S355J2钢板生产方法。非合金结构钢S355系列钢板生产方法采用的成分设计是：对C含量进行控制，提高钢的塑形和焊接性能，对S、P含量进行控制，提高钢的洁净度，以加入极少量的V为主控制Als为辅，进行细化晶粒。

本发明所述钢板的成分按重量百分比分别为：C：0.12～0.18％，Si：

0.25～0.45％，Mn：1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als：0.015～0.035％，V：0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明采取的生产方法为：将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库；其中在KR铁水预处理工艺中，将到站铁水扒渣后进行脱硫，经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005％、脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；脱硫后扒净后渣，保证液面渣层厚度≤20mm；

在吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线150-250m，保证钢水中Als成分控制在0.015～0.035％，加入铝线深脱氧、强吹Ar3min，后加入钒铁，钒铁按照0.65-0.75Kg/t钢水加入，钒铁加入后强吹Ar 3min、流量300-500NL/min，软吹氩按7min控制、流量100-300NL/min；同时在软吹氩前向钢水内加入硅钙线，加入后确保软吹氩时间控制在3min以上；离Ar站温度不得低于1570℃；

在控轧控冷工艺中，保证除鳞箱高压水压力≥17MPa，除净氧化铁皮；开轧温度1050℃～1100℃，采用二阶段控轧控冷；第一阶段采用高温低速大压下，并使用高压水，保证轧件温度均匀，第一阶段高温快速轧制，道次压下率≥12％，总压下率不小于60％，当轧件温度在950～1000℃时停轧，凉钢厚度为成品厚的2.5倍左右；当轧件温度为840～880℃，开始第二阶段轧制，道次累计压下率≥60％，最后三道次压下率控制在15％～20％以内，终轧温度为820±20℃；轧制结束后，利用ACC进行控冷，钢板入水温度≥750℃，返红温度控制在660±20℃，返红后送矫直机。

前述方法中，所述的铸坯厚度为250mm～300mm。

前述方法中，所述的钢板厚度为20mm～80mm。

基于前述方法，本发明工艺采用使用铁水KR预脱S、严格控制终点C％和T℃双命中率(达到不改钢种)、控制转炉终渣(FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线，使用新型控轧控冷工艺(TMCP)有其独到的效果。

采用铁水KR预脱S、严格控制终点C％和T℃双命中率(达到不改钢种)、控制转炉终渣(FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线，可以省掉LF和VD工序，对S355系列钢照样可达到低S和低T(O)高洁净度的要求。

使用传统的控轧控冷工艺(TMCP)，强调铁素体相变发生在冷却过程，在控制奥氏体两个阶段轧制时，忽视了第二阶段奥氏体非在结晶区多道次变形的重要性，严重影响钢板力学性能中屈服强度和低温冲击功的稳定性。

使用新型TMCP，即形变诱导(强化)铁素体相变工艺。强调铁素体相变发生在轧制过程。为此，必须适当增加中间凉钢厚度，增加奥氏体非结晶区道次形变的累计变形率，以诱导(强化)相变，提高Ar3相变温度(Ad3)。通过铁素体相变和形变的相互作用(动态再结晶)，以细化铁素体晶粒度。

本发明的有益效果在于：

1、通过铁水KR预脱S、控制终点C％和T℃双命中率、控制转炉终渣(FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线可以省掉传统的LF和VD工序，简化了生产工艺，缩短了生产周期，节省了能源、资源的消耗。

2、加入极少量的V，同时控制Als为辅，进行细化晶粒，替代了大多数企业加入Nb、Ti或Ni、V、Ti同时加入，大大降低了生产成本。

3、使用新型TMCP工艺，提高了钢板的强度和韧性。

具体实施方式

本发明所述非合金结构钢S355J2钢板的主要成分按重量百分比分别为：C：0.12～0.18％，Si：0.25～0.45％，Mn：1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als：0.015～0.035％，V：0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。实施时，可按技术要求选择。

本发明采取的生产方法为：将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库。

KR铁水预处理工艺：到站铁水扒渣后进行脱硫，经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005％、脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；脱硫后扒净后渣，保证液面渣层厚度≤20mm；

复吹转炉冶炼工艺：入炉铁水S≤0.005％、P≤0.080％，铁水温度≥1270℃；铁水装入量误差按±1t来控制；废钢严格采用优质边角料；过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、后期1.0-1.1m控制；造渣碱度R按3.0-3.2控制；出钢目标P≤0.012％、C≥0.05％、S≤0.012％；出钢过程中向钢包内加入硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石；出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前必须采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；

吹氩处理工艺：氩站一次性加入铝线150-250m(铝线直径：13mm)，保证钢水中Als成分控制在0.015～0.035％，加入铝线深脱氧(强吹Ar3min)后加入钒铁，钒铁按照0.65-0.75Kg/t钢水加入，钒铁加入后强吹Ar 3min(流量300-500NL/min)，软吹氩按7min控制(流量100-300NL/min)；同时在软吹氩前向钢水内加入硅钙线，加入后确保软吹氩时间控制在3min以上；离Ar站温度不得低于1570℃；

连铸工艺：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±5℃；比水量：0.80L/kg，电搅：900A、5Hz、30s-3-30s；连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后1min内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红；浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微。

铸坯加热工艺：加热段温度控制在1280±10℃，均热段温度控制在1250±10℃，总加热时间8.5～10min/cm，铸坯均匀烧透，防止火焰烧到铸坯表面，严禁钢坯过热、过烧。

控轧控冷工艺：保证除鳞箱高压水压力≥17MPa，除净氧化铁皮；开轧温度1050℃～1100℃，采用二阶段控轧控冷；第一阶段采用高温低速大压下，并使用高压水，保证轧件温度均匀，第一阶段高温快速轧制，道次压下率≥12％，总压下率不小于60％，当轧件温度在950～1000℃时停轧，凉钢厚度为成品厚的2.5倍左右；当轧件温度为840～880℃，开始第二阶段轧制，道次累计压下率≥60％，最后三道次压下率控制在15％～20％以内，终轧温度为820±20℃；轧制结束后，利用ACC进行控冷，钢板入水温度≥750℃，返红温度控制在660±20℃，返红后送矫直机。

堆冷工艺：下线钢板厚度≥30必须堆冷，钢板下线堆冷温度≥300℃，堆冷时间≥24h。

对按照本发明工艺要求所生产的钢板进行机械性能进行检测，检测结果见表1。

表1：钢板力学性能：

试验结果表明，此发明工艺生产的S355J2，具有高强度、高韧性，机械性能性能均符合欧洲标准EN10025-2：2004热轧结构钢产品《非合金结构钢的技术交货条件》，其综合力学性能等指标已满足国标产品Q390D的要求。

本发明工艺大大缩短了生产周期、适应现代新制造技术、降低成本、节省资源、节省能源，适合在大生产中推广。

Claims

1.一种非合金结构钢S355J2钢板，其特征在于所述钢板的成分按重量百分比分别为：C：0.12～0.18％，Si：0.25～0.45％，Mn：1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als：0.015～0.035％，V：0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.一种如权利要求1所述非合金结构钢S355J2钢板的生产方法，其特征在于将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库；其中在KR铁水预处理工艺中，将到站铁水扒渣后进行脱硫，经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005％、脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；脱硫后扒净后渣，保证液面渣层厚度≤20mm；

3.根据权利要求2所述的非合金结构钢S355J2钢板的生产方法，其特征在于所述的铸坯厚度为250mm～300mm。

4.根据权利要求2所述的非合金结构钢S355J2钢板的生产方法，其特征在于所述的钢板厚度为20mm～80mm。