CN102041442A

CN102041442A - 一种低合金q345e中厚钢板及其生产工艺

Info

Publication number: CN102041442A
Application number: CN2010105976638A
Authority: CN
Inventors: 高照海; 朱书成; 许少普; 张立新; 崔冠军; 袁少威; 李忠波; 袁永旗; 于飒; 李亮; 徐璠; 彭卡丽
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明公开了一种采用不添加微合金元素生产低合金Q345E中厚钢板及其生产工艺。该低合金Q345E中厚钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.13～0.19、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P≤0.020、S≤0.010、Als：0.015～0.050、其它为Fe和残留元素；本发明的工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、顶底复吹转炉、LF炉精炼、铸坯堆冷、加热炉、轧制、ACC层流冷却、热矫直机、堆冷、精整、外检、探伤、入库。本发明的有益效果在于：与传统的Q345E相比，在碳当量不变的情况下，不添加Nb、V等贵重合金，保证Q345E各项性能指标，大大降低了生产成本。

Description

一种低合金Q345E中厚钢板及其生产工艺

技术领域

本发明涉及到中厚板生产，具体涉及到一种采用不添加微合金元素生产低合金Q345E中厚钢板及其生产工艺。

背景技术

当前国际金融危机对我国钢铁企业造成了较大的冲击，特别是钢厂的中厚板行业是受冲击较为严重的行业，为应对国际金融危机带来的不利影响，加快结构调整，推动产业升级，实现低成本战略，增强企业竞争力具有十分重要的作用。目前，国内生产低合金Q345D-Z35中厚钢板厂家不多，因为其在生产过程中，添加Nb、V、Ti等微合金元素，生产成本高；工艺复杂。

发明内容

为应对国际金融危机带来的不利影响，实现低成本战略，增强企业竞争力。本发明人经过摸索，获得了一种不添加任何微合金元素生产低合金Q345E钢板的工艺，从而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种提供一种低成本Q345E中厚钢板。

本发明的另一目的在于降低生产成本生产Q345E中厚钢板的工艺。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：该低合金Q345E中厚钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.13～0.19、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P≤0.020、S≤0.010 、Als：0.015～0.050、其它为Fe和残留元素；

碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.46。

前述方法中，所生产的钢板厚度为60mm及以下规格。

为得到上述钢板，本发明的工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、顶底复吹转炉、LF炉精炼、铸坯堆冷、加热炉、轧制、ACC层流冷却、热矫直机、堆冷、精整、外检、探伤、入库；在精炼步骤中，全程吹氩，加入精炼渣料，碱度按4.0～6.0控制，加热时间按两次控制，一加热7～12min、二加热6～10min，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；在轧制步骤中，钢的再结晶终止温度为895℃，晾钢厚度控制在成品厚度的2.5～4倍，终轧温度控制在780～840℃；轧后采用层流冷却，返红温度在640～700℃之间；在堆冷步骤中，堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥24小时。

本发明在原有的Q345E低合金钢的成分基础上，适当调整Q345E中C、Mn的含量合比例，并同时严格控制钢中P、S等影响钢板塑韧性的有害元素含量，进而不添加价格高昂的微合金元素Nb、V等，从而保证了Q345E钢板的冲击功，同时又保证钢板的强度和塑性匹配。

在冶炼过程中，严格控制钢中P（磷）、S（硫）等有害元素，保证钢水的纯净度基本达到洁净钢水平。在后续轧制加热过程中，为防止钢坯内部晶粒粗大，适当降低加热温度，为钢坯在轧制过程中细化晶粒奠定坚实基础。在轧制过程中，通过采用国内先进的TMCP轧制技术，能够保证Q345E钢板性能需求。

本发明的有益效果在于：与传统的Q345E相比，在碳当量不变的情况下，不添加Nb、V等贵重合金，保证Q345E各项性能指标，大大降低了生产成本。

具体实施方式

本发明所述低合金Q345E中厚钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.13～0.19、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P≤0.020、S≤0.010 、Als：0.015～0.050、其它为Fe和残留元素；

碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.46。

前述方法中，所生产的钢板厚度为60mm及以下规格。

本发明的工艺流程为：优质铁水、KR铁水预处理、顶底复吹转炉、LF炉精炼、铸坯堆冷、加热炉、轧制、ACC层流冷却、热矫直机、堆冷、精整、外检、探伤、入库；在精炼步骤中，全程吹氩，加入精炼渣料，碱度按4.0～6.0控制，加热时间按两次控制，一加热7～12min、二加热6～10min，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；在轧制步骤中，钢的再结晶终止温度为895℃，晾钢厚度控制在成品厚度的2.5～4倍，终轧温度控制在780～840℃；轧后采用层流冷却，返红温度在640～700℃之间；在堆冷步骤中，堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥24小时。

实施方式如下：

1、成分设计

在传统Q345E低合金钢的成分基础上，通过洁净钢冶炼，严格控制P、S含量，不添加微量合金Nb、V，通过进行严格的TMCP轧制既保证钢板的低碳当量及焊接性，又保障Q345E强韧性匹配。

具体成分设计如下：

C：0.13～0.19、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P：≤0.020、S：≤0.010 、AlS：0.015～0.050、其它为Fe和残留元素；

2、KR铁水预处理工艺

到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃。

、转炉冶炼工艺

入炉铁水S≤0.005%、P≤0.080%，铁水温度≥1250℃，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2.5～4.0控制，出钢目标P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、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，在氩站要求强吹氩3min，流量200～500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～600mm，离氩站温度不得低于1570℃。

、LF精炼工艺

精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节。

加入精炼渣料，碱度按4.0-6.0控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入。加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7～12min、二加热6～10min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次。离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃（不采用真空脱气）/1610±15℃（采用真空脱气）。

、连铸工艺

浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15±10℃，拉速：0.7m/min，比水量：0.80L/㎏，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。铸坯下线后要求堆冷≥12h。

、加热

加热温度及加热时间如下：预热段温度900～1100℃，加热段温度1200～1240℃，保温段温度1200～1220℃，加热速度10～13min/cm；

8、控轧控冷：

结合炼钢化学成分，经过理论测算，钢的再结晶终止温度为895℃，为防止混晶和晶粒粗大，因此设计其待温晾钢至880℃以下开始精轧。晾钢厚度控制在成品厚度的2.5～3倍，为精轧阶段累计变形量及细化晶粒、位错强化奠定基础；

如轧后缓慢冷却易使晶粒长大，并且组织中的C、Mn等合金固溶量有限，因此要控制适当的冷却速度。为了获得优良的综合力学性能，根据板厚的不同，轧后采用不同的层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保返红温度在650～700℃之间。

控轧控冷工艺如下：

第一阶段开轧温度控制在1000～1200℃之间，采用高温低速大压下轧制，道次压下量不小于20mm；当温度不低于1000℃时，停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.5-3倍；当轧件温度小于880℃时，开始第二阶段轧制，二阶段累计变形率≥60%，终轧温度控制在780～840℃；轧制完毕后采用ACC控冷，终冷温度控制在650～700℃之间，然后送往矫直机矫直。

、堆冷工艺

采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间控制在24小时；

11、结果分析

11．1 机械力学性能分析

成份及机械力学性能按GB/T1591-2008执行，具体见表1。

表1 Q345E钢板机械力学性能

本次试生产20～60mm厚Q345E共计30批，其中：屈服强度控制在340～450 MPa，平均达到了375 MPa，比标准富裕40MPa；抗拉强度控制在500～590 MPa，平均达到了536 MPa，比标准富裕46MPa；伸长率控制在25%-32%，平均达到29%，比标准富裕8%； -40℃ V型冲击功控制在79～270J，平均达到了152 J，完全达到Q345E的水平。

外检及探伤

所研制的钢板外检，正品率100%，按JB/T 2970-2004进行探伤，合一级率为60%，合三级率为100%，达到了预期效果。

Claims

1.一种低合金Q345E中厚钢板，该低合金Q345E中厚钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.13～0.19、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P≤0.020、S≤0.010 、Als：0.015～0.050、其它为Fe和残留元素。

2.一种如权利要求1所述低合金Q345E中厚钢板的生产方法，该生产方法包括以下步骤：优质铁水、KR铁水预处理、顶底复吹转炉、LF炉精炼、铸坯堆冷、加热炉、轧制、ACC层流冷却、热矫直机、堆冷、精整、外检、探伤、入库；其特征在于在精炼步骤中，全程吹氩，加入精炼渣料，碱度按4.0～6.0控制，加热时间按两次控制，一加热7～12min、二加热6～10min，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565±15℃；在轧制步骤中，钢的再结晶终止温度为895℃，晾钢厚度控制在成品厚度的2.5～4倍，终轧温度控制在780～840℃；轧后采用层流冷却，返红温度在640～700℃之间；在堆冷步骤中，堆垛缓冷温度不低于400℃，堆冷时间≥24小时。