CN102345062A - 一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板，厚度20mm以下的保性能、保探伤低合金Q345钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.10～0.18、Si：0.25～0.45、Mn：≤1.20、P：≤0.025、S：≤0.010、Ti：0.005～0.020、Als：0.005～0.045、Ni≤0.1、Nb≤0.05，其它为Fe和残留元素。在生产20mm以下规格钢板时，为了减轻中心Mn偏析，将Mn含量降低至1.2%以下，主要是为了缩短固液两相区，使钢保持液态的时间变短，由于Mn含量较低，偏析减轻，钢板内部不产生裂纹；为保证钢板质量强度要求，增加Ti、Nb的含量，达到最终提高钢板的探伤质量。

Description

一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板

技术领域

本发明涉及到钢材，具体涉及一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板。

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，20mm以下规格钢板主要使用在卷管、制作箱体、容器等方面，在使用的过程中客户对钢板的质量也提出了更高的要求，尤其是钢板的内部探伤质量。当前20mm以下规格的钢板探伤质量问题主要表现为线状缺陷、带状缺陷，经电镜分析，主要是由于钢板内部应力过大，钢板内部产生裂纹，最终导致钢板探伤不合格。产生探伤不合格的主要原因是由于连铸坯的中心偏析，轧制结束后在钢板中主要是Mn偏析，Mn含量较高，高达2.5%以上，综合导致钢板探伤不合格。在生产过程中虽然采用了LF+VD工艺，但是效果不明显，探伤合格率仍较低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是厚度20mm以下的保性能、保探伤低合金Q345钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：0.10～0.18、Si：0.25～0.45、Mn：≤1.20、P：≤0.025、S：≤0.010、Ti：0.005～0.020、Als：0.005～0.045、Ni≤0.1、Nb≤0.05，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、避免Nb导致裂纹的作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。

Als：可以起到细化晶粒强化作用。

Ni：提高钢的强度、塑性，改善钢的低温韧性。

Nb：主要是为了提高钢板的强度，细化晶粒，而不降低其塑性。

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、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷。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；在轧钢环节，主要控制点有铸坯加热控制、铸坯轧制控制、ACC控制、钢板堆冷控制。

在生产20mm以下规格钢板时，为了减轻中心Mn偏析，将Mn含量降低至1.2%以下，主要是为了缩短固液两相区，使钢保持液态的时间变短，由于Mn含量较低，偏析减轻，钢板内部不产生裂纹；为保证钢板质量强度要求，增加Ti、Nb的含量，达到最终提高钢板的探伤质量。

具体实施方式

本发明采取的技术方案是厚度20mm以下的保性能、保探伤低合金Q345钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：0.10～0.18、Si：0.25～0.45、Mn：≤1.20、P：≤0.025、S：≤0.010、Ti：0.005～0.020、Als：0.005～0.045、Ni≤0.1、Nb≤0.05，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、铸坯加热、轧制、控冷、堆垛缓冷。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；在轧钢环节，主要控制点有铸坯加热控制、铸坯轧制控制、ACC控制、钢板堆冷控制。

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→100吨顶底复吹转炉→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→3800m轧机→ACC层流冷却→11辊热矫直机→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%、Ni元素控制在0.1%以下、Nb元素控制在0.05%以下，主要是为了细化晶粒、提高强度、提高钢板塑性和低温冲击韧性。

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%，温度大于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，二冷制度采用8#水表，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500～600℃，冷速控制在5～15℃/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 Q345E钢板机械力学性能

此次共试生产了49批20mm以下Q345E，从检验的结果上看，结果全部合格，并且都高出国标范围。

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95%，三级合格率为5%，达到了预期效果。

Claims (1)

1. 一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板，所述钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：

 C：0.10～0.18、Si：0.25～0.45、Mn：≤1.20、P：≤0.025、S：≤0.010、Ti：0.005～0.020、Als：0.005～0.045、Ni≤0.1、Nb≤0.05，其它为Fe和残留元素。