CN103938063A - 一种铁塔用高韧性q345级热轧等边角钢的制备方法 - Google Patents
一种铁塔用高韧性q345级热轧等边角钢的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，该方法步骤包括：1）钢坯冶炼：采用转炉或电炉冶炼、炉外精炼、保护浇铸制得钢坯，其中碳当量≤0.42%；2）钢坯轧制：钢坯按延伸孔型、切分孔型、精轧孔型顺序轧制，总压缩比不小于5，其中精轧道次平均延伸系数不小于1.12；3）终轧温控：终轧温度930℃－880℃；4）冷床冷却：钢温大于400℃，采用自然冷却，辅助风冷或雾冷；钢温400℃以下时，采用喷水冷却；5）进入常规后续工序，最后制得铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢。本发明在保证角钢有足够强度的同时，提高角钢在低温下的冲击韧性。
Description
技术领域
本发明涉及铁塔用Q345级热轧等边角钢的增韧（特别是低温韧性）技术,具体是一种铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备工艺。
背景技术
近几年,我国电网建设获得了长足发展，特别是特高压输电线路建设水平与发展速度走在了世界前列。在输电铁塔中，以热轧等边角钢的应用最为广泛。
我国标准按照钢材的S、P含量和冲击试验要求不同，将结构用钢分成了不同的质量等级（见表1，表2）。目前，我国以Q235B、Q345B热轧等边角钢应用最为广泛，以B级质量角钢的产品质量较为稳定，但其仅有室温下的冲击韧性保证。
表1GB/T706-2008《碳素结构钢》对钢材质量等级要求
表2GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》对钢材质量等级要求
我国幅员辽阔，在北方很多地区冬季最低气温在-20℃以下，极限气温达-40℃以下。试验表明，B级质量的角钢在常温下一般有良好的塑性和韧性，但随着温度的降低，钢材的韧性会明显变差。按照我国电网规划，将在我国东北、华北、西北地区建设特高压输电线路，这些地区冬季气温较低，要求有更低温度下（-30℃）的冲击韧性保证，而目前我国仅少数钢厂能够生产C级质量的角钢，D、E级质量的角钢目前国内均不具备生产能力，从而给寒冷地区输电铁塔长期安全运行带来隐患。为此,有必要开发新的热轧等边角钢增韧技术，以满足输电线路铁塔的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，在保证角钢有足够强度的同时，提高角钢在低温下的冲击韧性。
本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的:
一种铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，包括如下步骤：
1）钢坯冶炼与化学成分：采用转炉或电炉冶炼、炉外精炼、保护浇铸制得钢坯，18#－25#角钢钢坯适当添加微量细化晶粒合金元素，碳当量不超0.42%，具体见下表：
表3化学成分(熔炼,质量分数) %
控制O、N含量以控制非金属夹杂物的类型和数量。
2）钢坯轧制：钢坯按延伸孔型、切分孔型、精轧孔型顺序轧制，总压缩比不应小于5，宜大于7，其中精轧道次平均延伸系数不小于1.12；
3）终轧温控：终轧温度930－880℃；
4）冷床冷却：钢温大于400℃，采用自然冷却，辅助风冷或雾冷，冷却速度不大于3℃/秒；钢温400℃以下时，可采用喷水冷却；
5）最后进入后道工序，包括矫直、锯切，包装等。
本发明的技术效果:
本发明的增韧技术从材料的使用要求（低温韧性）出发，从化学成分、冶炼技术、轧制工艺等方面，通过优化材料的化学成分和优化冶炼、轧制工艺，提高材料的综合力学性能，以实现材料具有足够的强度，高的冲击韧性和较低的韧脆转变温度的目的。具有如下优异特点：
1)与具有相同强度等级的常规热轧等边角钢相比，其在-30℃时的冲击吸收能量最低可达34J，韧脆转变温度达-40℃（以冲击吸收能量为21J时对应的冲击试验温度做为角钢韧脆转变温度）。
2)与具有相同强度等级的常规热轧等边角钢相比，本发明角钢的成本仅提高约4%。
3)本发明不需改进生产线的布局，仅需添加少量的专用工装。
4)冶炼采用转炉/电炉冶炼、炉外精炼及保护浇铸工艺；化学成分采用控制碳含量适当提高锰含量、降低有害元素的合金化技术，碳当量不超0.42%；配以控制终轧温度、轧制压缩比及冷床上的冷却速度来保证钢材强度与韧性的良好配合。
附图说明
图1为本发明Q345级热轧等边角钢的制备方法的工艺流程图；
图2为热轧角钢孔型系统示意图，其中（a）为延伸孔型（b）为切分孔型（c）为精轧孔型。
具体实施方式
下面更详细的描述出本发明的最佳实施例。
实施例一：
采用Q345级18#角钢，主要技术经济指标要求为：屈服强度等级345MPa；冲击吸收能量：-30℃时，≥34J；实测强屈比≥1.20。成本不高于现有角钢成本的4%。
（1）冶炼及化学成分：100吨顶底复吹转炉冶炼、100吨LF炉精炼、保护浇铸，碳当量不超0.42%，添加微量元素的化学成分如下：
表4化学成分(熔炼,质量分数) %
| 碳C | 硅Si | 锰Mn | 磷P | 硫S | 钒V | 铝Als |
| 0.18 | 0.38 | 1.32 | 0.016 | 0.010 | 0.02 | 0.018 |
（2）钢坯轧制：钢坯按延伸孔型、切分孔型、精轧孔型顺序轧制，精轧道次平均延伸系数1.15，采用165mm×280mm矩形坯生产，最小总压缩比7.3；
（3）终轧温控：终轧温度910℃；
（4）冷床冷却：钢温大于400℃，采用自然冷却，辅助风冷或雾冷，冷却速度不大于3℃/秒；钢温400℃以下时，采用喷水冷却；
（5）生产数据
经批量生产检测，Q345级角钢-30℃冲击功为40-80J，实测强屈比1.20－1.35。
实施例二：
采用Q345级25#角钢，主要技术经济指标要求为：屈服强度等级345MPa；冲击吸收能量：-30℃时，≥34J；实测强屈比≥1.20。成本不高于现有角钢成本的4%。
（1）冶炼及化学成分：100吨顶底复吹转炉冶炼、100吨LF炉精炼、保护浇铸，碳当量不超0.42%，添加微量元素的化学成分如下：
表5化学成分(熔炼,质量分数) %
| 碳C | 硅Si | 锰Mn | 磷P | 硫S | 钒V | 铝Als |
| 0.16 | 0.30 | 1.55 | 0.018 | 0.013 | 0.02 | 0.020 |
（2）钢坯轧制：钢坯按延伸孔型、切分孔型、精轧孔型顺序轧制，精轧道次平均延伸系数1.13，采用220mm×380mm矩形坯生产，总压缩比5.4；
（3）终轧温控：终轧温度880℃；
（4）冷床冷却：钢温大于400℃，采用自然冷却，辅助风冷或雾冷，冷却速度不大于3℃/秒；钢温400℃以下时，采用喷水冷却；
（5）生产数据
经批量生产检测，Q345级角钢-30℃冲击功为30-70J，实测强屈比1.20－1.35。
实施例三：
采用Q345级16#角钢，主要技术经济指标要求为：屈服强度等级345MPa；冲击吸收能量：-30℃时，≥34J；实测强屈比≥1.20。成本不高于现有角钢成本的4%。
（1）冶炼及化学成分：100吨顶底复吹转炉冶炼、100吨LF炉精炼、保护浇铸，碳当量不超0.42%，添加微量合金元素的化学成分如下：
表6化学成分(熔炼,质量分数) %
| 碳C | 硅Si | 锰Mn | 磷P | 硫S | 钒V | 铝Als |
| 0.14 | 0.27 | 1.70 | 0.018 | 0.013 | / | 0.022 |
（2）钢坯轧制：钢坯按延伸孔型、切分孔型、精轧孔型顺序轧制，精轧道次平均延伸系数1.16，采用165mm×225mm矩形坯生产，最小总压缩比7.4；
（3）终轧温控：终轧温度930℃；
（4）冷床冷却：钢温大于400℃，采用自然冷却，辅助风冷或雾冷，冷却速度不大于3℃/秒；钢温400℃以下时，采用喷水冷却；
（5）生产数据
经批量生产检测，Q345级角钢-30℃冲击功为40-73J，实测强屈比1.20－1.35。
上述实施例只是本发明的举例，尽管为说明目的公开了本发明的最佳实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例和附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，包括如下步骤：
1）钢坯冶炼：采用转炉或电炉冶炼、炉外精炼、保护浇铸制得钢坯，其中碳当量≤0.42%；
2）钢坯轧制：钢坯按延伸孔型、切分孔型、精轧孔型顺序轧制，总压缩比不小于5，其中精轧道次平均延伸系数不小于1.12；
3）终轧温控：终轧温度930℃－880℃；
4）冷床冷却：钢温大于400℃，采用自然冷却，辅助风冷或雾冷；钢温400℃以下时，采用喷水冷却；
5）最后进入后道工序，制得铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢。
2.如权利要求1所述的铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，其特征在于，步骤1）中针对18#－25#角钢钢坯，冶炼过程中控制各微量细化晶粒合金元素的含量，碳C：质量百分比0.14-0.18%；硅Si：质量百分比0.25-0.40%；锰Mn：质量百分比1.30-1.70%；磷P：质量百分比≤0.025%；硫S：质量百分比≤0.020%；钒V：质量百分比0.02-0.03%；铝Als：质量百分比≥0.015%。
3.如权利要求1所述的铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，其特征在于，步骤1）中针对16#及以下角钢钢坯，冶炼过程中控制各微量细化晶粒合金元素的含量，碳C：质量百分比0.14-0.18%；硅Si：质量百分比0.25-0.40%；锰Mn：质量百分比1.30-1.70%；磷P：质量百分比≤0.025%；硫S：质量百分比≤0.020%；铝Als：质量百分比≥0.015%，不添加钒合金元素。
4.如权利要求1所述的铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，其特征在于，步骤2）压缩比大于7。
5.如权利要求1所述的铁塔用高韧性Q345级热轧等边角钢的制备方法，其特征在于，步骤4）中采用自然冷却，冷却速度不大于3℃/秒。
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