CN102345043A - 一种Q370qE厚板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Q370qE厚板，所述Q370qE厚板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.40、Mn：1.20～1.60、P：≤0.017、S：≤0.005、微合金化元素（Nb+V）≤0.08、Als：≤0.040，其它为Fe和残留元素。本发明通过转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷一系列生产工艺，并通过合理的采取多元复合微合金元素的化学成分设计，LF工艺来保证钢质的洁净度，达到各类夹杂物级别总和不超过3.0，通过控轧控冷使钢的晶粒度达到9.0～11.0级，通过上述等措施的有效实施，成功地生产一种抗超低温冲击的高强度Q370qE桥梁板。

Description

一种Q370qE厚板及其生产方法

技术领域

本发明属于钢板生产技术领域，具体涉及到一种Q370qE厚板及其生产方法。

背景技术

Q370qE属于国内第四代桥梁钢，是一种具有较高强度、韧性及抗冲击能力的钢铁产品，广泛运用于铁路、公路、桥梁等建筑钢结构。目前国内桥梁钢生产企业较多，宝钢、武钢、舞阳、湘钢、安钢舞阳钢厂均具备了Q370q的生产水平。但相关企业在生产成分设计上一般采用V、Nb、Ti等微合金化，并配以热处理工序，生产工序复杂、成本相对较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种成本低、生产简便、抗超低温冲击、高强度的Q370qE厚板及其生产方法。

一种Q370qE厚板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.40、Mn：1.20～1.60、P：≤0.017、S：≤0.005、微合金化元素（Nb +V）≤0. 08、Als：≤0.040，其它为Fe和残留元素。

上述化学元素的作用分析如下：

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。

P：对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。

S：易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。

Nb、V：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。

所述Q370qE厚板的厚度在40mm以下。

为达到上述目的，Q370qE厚板采取的生产方法包括如下步骤：

转炉冶炼：出钢碳≥0.06%，出钢P≤0.013%，S≤0.012%，点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；

LF精炼：采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在13min以上；

连铸：采用250mm断面生产，以保证压缩比，连铸浇注过热度控制在15～25℃，采用低拉速；

加热：按Ⅱ组钢加热，二加热段温度控制在1230～1270℃，均热段温度控制在1210～1250℃，加热时间9～11min/cm（均热时间＞30min）；

轧制：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050-1100℃，采用高温低速大压下轧制方式，道次压下量不小于15mm，总压下率不小于60%，当温度不低于1000℃时停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.5倍，当轧件温度为850～920℃时开始第二阶段轧制，最后三道次压下率为≥15%，累计压下率不小于60%，终轧温度按770～860℃控制；

控冷：返红温度620～700℃；

缓冷：入缓冷坑温度≥200℃，堆冷时间≥12小时。 

由于本发明通过转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷一系列生产工艺，并通过合理的采取多元复合微合金元素的化学成分设计，LF工艺来保证钢质的洁净度，达到各类夹杂物级别总和不超过3.0，通过控轧控冷使钢的晶粒度达到9.0～11.0级，通过上述等措施的有效实施，成功地生产一种抗超低温冲击的高强度Q370qE桥梁板。对铁水预处理到整个堆冷全过程，制订了严格的工艺点控制标准，并严格执行，产品的实物质量达到了一种抗超低温冲击的高强度Q370qE桥梁板。Q370qE的性能富余量较大，屈服强度在390～450Mpa，富余20Mpa以上，抗拉强度540～580Mpa，富余30Mpa以上，伸长在23～27%，富余3%以上，-40℃冲击功富余130J以上，性能指标完全满足了高强度Q370qE钢板的开发要求。

附图说明

下面结合附图，对本发明做进一步阐述。

图1是本发明TMCP轧制后的金相组织图（100X）。

具体实施方式

本发明所述的成本低、生产简便、抗超低温冲击、高强度的Q370qE厚板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.40、Mn：1.20～1.60、P：≤0.017、S：≤0.005、微合金化元素（Nb +V）≤0. 08、Als：≤0.040，其它为Fe和残留元素。

本发明采取的生产方法包括：转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷，在所述转炉冶炼中，出钢碳≥0.06%，出钢P≤0.013%，S≤0.012%，点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；在所述LF精炼中，采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在13min以上；在所述连铸中，采用250mm断面生产，以保证压缩比，连铸浇注过热度控制在15～25℃，采用低拉速；在所述加热中，按Ⅱ组钢加热，二加热段温度控制在1230～1270℃，均热段温度控制在1210～1250℃，加热时间9～11min/cm（均热时间＞30min）；在所述轧制中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050-1100℃，采用高温低速大压下轧制方式，道次压下量不小于15mm，总压下率不小于60%，当温度不低于1000℃时停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.5倍，当轧件温度为850～920℃时开始第二阶段轧制，最后三道次压下率为≥15%，累计压下率不小于60%，终轧温度按770～860℃控制；在所述控冷中，返红温度620～700℃；在所述缓冷中，入缓冷坑温度≥200℃，堆冷时间≥12小时。

实施例1

通过转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷，获得如下表1所述化学成分的Q370qE厚板成品钢，其中所述Q370qE厚板机械力学性能见如下表3。

表1    实施例1钢的化学成分

实施例2

通过转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷，获得如下表2所述化学成分的Q370qE厚板成品钢，其中所述Q370qE厚板机械力学性能见如下表3。

表2    实施例2钢的化学成分

本发明的工艺流程：

铁水KR深脱硫→转炉冶炼→LF精炼→VD真空处理→连铸→加热→除磷→控制轧制→控制冷却→控制矫直→下线缓冷→表面检查→精整→探伤→检测→判定→合格品入库。

炼钢成分：本发明的钢板的化学成分设计采用低碳当量，Mn-Nb-V系铁素体+珠光体钢，应用的强化机理为组织强化、细晶强化、析出强化和固溶强化。C主要与其它元素形成碳化物，起组织强化和析出强化作用，提高钢板强度；Mn主要起固溶强化和降低相变温度，起提高钢板强度的作用；Nb、V起细晶强化作用，加热时，固溶的Nb可以阻止奥氏体晶粒长大；为确保探伤，同时采取洁净钢冶炼技术，严控钢种[P]、[S]、[N]、[H]、[O]五大有害元素含量。

转炉冶炼工艺：出钢碳≥0.06%，出钢P≤0.013%，S≤0.012%，点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；

LF精炼工艺：采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在13min以上；

连铸工艺：采用250mm断面生产，以保证压缩比，连铸浇注过热度控制在15～25℃，采用低拉速；

加热工艺：按Ⅱ组钢加热，二加热段温度控制在1230～1270℃，均热段温度控制在1210～1250℃，加热时间9～11min/cm（均热时间＞30min）；

轧制工艺：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050-1100℃，采用高温低速大压下轧制方式，道次压下量不小于15mm，总压下率不小于60%，当温度不低于1000℃时停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.5倍，当轧件温度为850～920℃时开始第二阶段轧制，最后三道次压下率为≥15%，累计压下率不小于60%，终轧温度按770～860℃控制；

控冷工艺：返红温度620～700℃；

缓冷工艺：入缓冷坑温度≥200℃，堆冷时间≥12小时。 

化学成份：C主要与其它元素形成碳化物，起组织强化和析出强化作用，提高钢板强度；Mn主要起固溶强化和降低相变温度，起提高钢板强度的作用；Nb起细晶强化作用，加热时，固溶的Nb可以阻止奥氏体晶粒长大。P、S含量控制在一个较低的范围内，总之，整体成分控制比较稳定，满足高强度桥梁钢Q370qE的成分设计要求。

Q370qE钢板机械力学性能具体见表3。

表3     Q370qE钢板机械力学性能

本次共生产40mm厚Q370qE钢板36批，Q370qE的性能富余量较大，屈服强度在390～450Mpa，富余20Mpa以上，抗拉强度540～580Mpa，富余30Mpa以上，伸长在23～27%，富余3%以上，-40℃冲击功富余130J，完全可以满足Q370qE标准要求。

外检及探伤：所研制的钢板外检，正品率100%，合一级率为85%，合三级以上率100%达到了预期效果。

金相检验具体见表4

表4  金相组织

结合表4和图1分析，轧后的钢板组织为铁素体和珠光体，晶粒度达到10.0级。

Claims (3)

1.一种Q370qE厚板，其特征在于：包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.08～0.16、Si：0.20～0.40、Mn：1.20～1.60、P：≤0.017、S：≤0.005、微合金化元素（Nb +V）≤0. 08、Als：≤0.040，其它为Fe和残留元素。

2.如权利要求1所述的一种Q370qE厚板，其特征在于：所述Q370qE厚板的厚度在40mm以下。

3.如权利要求1所述的一种Q370qE厚板，其特征在于：其生产方法包括如下生产步骤：

转炉冶炼：出钢碳≥0.06%，出钢P≤0.013%，S≤0.012%，点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；

LF精炼：采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在13min以上；

连铸：采用250mm断面生产，以保证压缩比，连铸浇注过热度控制在15～25℃，采用低拉速；

加热：按Ⅱ组钢加热，二加热段温度控制在1230～1270℃，均热段温度控制在1210～1250℃，加热时间9～11min/cm（均热时间＞30min）；

轧制：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050-1100℃，采用高温低速大压下轧制方式，道次压下量不小于15mm，总压下率不小于60%，当温度不低于1000℃时停轧晾钢，晾钢厚度为成品厚度的2.5倍，当轧件温度为850～920℃时开始第二阶段轧制，最后三道次压下率为≥15%，累计压下率不小于60%，终轧温度按770～860℃控制；

控冷：返红温度620～700℃；

缓冷：入缓冷坑温度≥200℃，堆冷时间≥12小时。 

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