CN102041431A - 一种q345b保探伤钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厚度规格在50mm以下低合金系列Q345B保探伤钢板及其生产方法，该钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：≤0.18、Si：≤0.45、Mn：≤1.40、P：≤0.018、S：≤0.005、Ti：≤0.020、Als：≤0.015，其它为Fe和残留元素。本发明采取的生产方法包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连续铸钢、铸坯热送轧钢厂、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷；由于本发明采取了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有生产周期短、节省能源、提高产量的优点。

Description

一种Q345B保探伤钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及到钢材的生产，具体涉及到一种厚度规格在50mm以下低合金系列Q345B保探伤钢板及其生产方法。

背景技术

随着国民经济的发展，低合金系列钢板的需求量也越来越大，但是客户在使用的同时也对钢板的质量提出了更高的要求。钢板的综合质量主要包括：力学性能检测、钢板表面检测及钢板无损探伤检测，力学性能主要依靠钢中化学成分保障，而钢板的表面质量及内部质量则是靠生产过程中的工艺优化及生产监控来进行控制的。为了保证钢板的内部质量，钢材的冶炼环节主要采取LF精炼以及合理的二次冷却制度来保证，充分保证了钢水的纯净度，有效的减少了钢板的中心偏析及中心疏松。但是钢水不经过VD抽真空处理，钢中的H、N含量都比较高，这些有害气体的存在极大的影响了钢板的内部质量，所以在炼钢环节不得不采用铸坯堆冷的工艺进行挥发钢中的气体。但是连铸坯采取堆冷工艺后，钢板的探伤结果虽然得到了有效提高，却延长了生产周期，有时还会导致物流不畅通，严重影响生产合同的按时履约。

发明内容

Q345B钢材属于普通低合金系列钢，依靠现行的化学成分控制已经可以完全保证钢材的力学性能，钢材的表面质量和探伤质量虽然得到了解决，但是生产过程中实际设备及工艺条件却难以保证。本发明主要是为解决该钢板50mm以下保探伤钢板在生产过程中生产周期长，不能够及时完成合同履约的重大难题。影响钢板探伤的主要因素是钢中的气体含量，为了减少钢中的气体含量，在生产过程中加入Ti元素来固定钢中的气体，使Ti与钢中的气体生成一种不影响钢板内部探伤质量的复合元素，后续铸坯不再进行堆垛缓冷，直接送往轧钢厂进行轧制。

为了能够达到提高钢板内部质量的要求，本发明采取的厚度在50mm以下的保性能、保探伤低合金系列结构钢Q345B钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：≤0.18、Si：≤0.45、Mn：≤1.40、P：≤0.018、S：≤0.005、Ti：≤0.020、Als：≤0.015，其它为Fe和残留元素。

碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.42。

上述化学元素中合金元素的主要作用分析如下：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性。综合考虑，碳的含量尽量控制的低一些。

Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。    

Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。

Ti：在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物，能起细化晶粒和弥散强化作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。

Al：可以起到细化晶粒强化作用。

为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连续铸钢、铸坯热送轧钢厂、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷；在精炼步骤中，钢水精炼采取大渣量进行造渣，白渣保持时间控制在10min以上；采取Ti进行微合金化；在连铸浇注步骤后将铸坯热送轧钢厂进行轧制。

其中在炼钢环节，主要控制点有转炉冶炼终点成分控制、精炼过程中造白渣控制、连铸过程中保护浇注控制、铸坯加热控制、铸坯轧制控制、ACC控制、钢板堆冷控制，通过先进的冶炼、轧制工艺，再加上钢板的堆冷工艺充分保证钢板钢板的力学性能、表面质量及内部质量。由于本发明采取了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有生产周期短、节省能源、提高产量的优点。

具体实施方式

本发明所述厚度在50mm以下的保性能、保探伤低合金系列结构钢Q345B钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：≤0.18、Si：≤0.45、Mn：≤1.40、P：≤0.018、S：≤0.005、Ti：≤0.020、Als：≤0.015，其它为Fe和残留元素。

碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.42。

本发明采取的生产方法包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连续铸钢、铸坯热送轧钢厂、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷；在精炼步骤中，钢水精炼采取大渣量进行造渣，白渣保持时间控制在10min以上；精炼过程中采取Ti进行微合金化；在连铸浇注步骤后将铸坯热送轧钢厂进行轧制。

一、工艺路线

本发明采用250mm×1600mm连铸断面进行生产，其主要工艺路线为：优质铁水→KR铁水预处理→顶底复吹转炉→吹氩处理→LF炉精炼→连铸浇注→铸坯热送轧钢厂→步进式加热炉→3800mm轧机→ACC层流冷却→11辊热矫直机→钢板堆冷→精整→检测→入库。

二、熔炼化学成分设计

成分设计：为保证良好的焊接性能以及良好的塑韧性，应控制碳当量Ceq在0.43%以内，碳、锰主要是为了提高钢板的强度， Ti元素控制在0.005-0.020%之间，主要是为了细化晶粒，提高钢板塑性和韧性。

三、生产工艺控制要点

1、KR铁水预处理工艺：到站铁水必须进行脱硫，保证脱硫后铁水S≤0.005%，温大于1280℃。

2、转炉冶炼工艺：入炉铁水Si含量在0.60%以下，铁水温度≥1270℃，废钢严格采用优质边角料，过程枪位控制在1.0～1.6m之间，严格按照石灰加入模型进行加入，确保终渣碱度在3.2～3.5之间，终点C含量控制在0.06%以上，P含量控制在0.015%以下。出钢过程中采用硅铝钡钙进行预脱氧，出钢前期采用挡渣塞进行挡渣，后期采用挡渣锥进行挡渣，出钢过程中严禁下渣。钢水到氩站后一次性加入铝线，确保氩后Als含量控制在0.040-0.060%之间，强吹3min后离站，离站温度控制1580℃以上。

3、LF精炼工艺：钢水精炼采取大渣量进行造渣，白渣保持时间控制在10min以上；脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉、铝线等为主；精炼结束后确保软吹时间≥20min，杜绝暴吹现象发生；根据实际情况控制上钢温度，确保中包钢水过热度控制在15±5℃之内。

4、连铸浇注：浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±5℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/㎏，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。

5、加热工艺点：铸坯加热Ⅲ组钢加热工艺进行，考虑到实际加热炉炉温与铸坯存在一定的温差，最高加热温度为1240℃。

6、轧制工艺：严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1050℃～1150℃；采用TMCP轧制，凉钢厚度为80～100mm，为确保变形渗透，，工作辊轧制线速度按≤1.5m/s控制，一阶段终轧温度在950℃～1000℃。二阶段开轧温度在920℃以下，二阶段采取小压下轧制，以确保原始板形，终轧温度≤860℃。

7、控冷工艺：入水温度＞760℃，返红温度控制550～600℃，冷速控制在10～15℃/s，然后送往强力矫直机进行热矫直。

8、检测结果

8.1钢板机械性能检测

成份及机械力学性能按GB/T1591-2008执行，具体见表1。

表1 Q345B钢板机械力学性能

本次试生产20～50mm厚Q345B共计135批，其中规格为20-40（含40）mm之间的共轧制50批，屈服强度控制在350～445 MPa，平均达到了380 MPa，比标准富裕45MPa；抗拉强度控制在490～590 MPa，平均达到了545MPa，比标准富裕75 MPa；伸长率控制在26%-35%，平均达到29%，比标准富裕9%； 20℃V型冲击功控制在182～290 J，平均达到了242J。其中规格为40-50mm之间的共轧制85批，屈服强度控制在340～435 MPa，平均达到了380 MPa，比标准富裕55MPa；抗拉强度控制在495～585 MPa，平均达到了535MPa，比标准富裕65 MPa；伸长率控制在26%-31%，平均达到28%，比标准富裕9%； 20℃V型冲击功控制在164～259 J，平均达到了223J。两个规格区间的钢板检测性能指标完全满足了Q345B要求。

8.2 外检及探伤检测

表面质量要求按GB/T709-2008严格执行；

探伤执行GB/T2970-2004 Ⅲ级探伤标准执行；

所研制的钢板外检，正品率100%；探伤正品率100%，其中合一级率为89%，三级合格率为11%，达到了预期效果。

Claims (2)

1.一种Q345B保探伤钢板，该钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：≤0.18、Si：≤0.45、Mn：≤1.40、P：≤0.018、S：≤0.005、Ti：≤0.020、Als：≤0.015，其它为Fe和残留元素。

2.一种如权利要求1所述Q345B保探伤钢板的生产方法，该包括：铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连续铸钢、铸坯热送轧钢厂、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷；其特征在于在精炼步骤中，钢水精炼采取大渣量进行造渣，白渣保持时间控制在10min以上；采取Ti进行微合金化；在连铸浇注步骤后将铸坯热送轧钢厂进行轧制。