CN104841694A - 一种高强度桥梁钢的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有强低温韧性的高强度桥梁钢的轧制方法，钢的质量百分组成为：C=0.05～0.07，Si=0.20～0.35，Mn=1.40～1.60，P≤0.015，S≤0.005，Nb+V+Ti≤0.10，Ni≤0.4，Cr+Mo≤0.5，H≤0.0003，N≤0.005，O≤0.0015，余量为Fe。轧制工艺流程为：铸坯加热—粗轧—精轧—冷却。本发明在不改变现有的生产条件的前提下，通过采用控轧控冷技术，简化了生产环节，降低了生产成本，节约了能源、减少了环境污染。本方法适用于轧制生产强韧性高强度桥梁钢。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术，是一种高强度桥梁钢的轧制方法。
背景技术
高强度桥梁钢是一个高技术含量新钢种，除要求它有较高的屈服强度、抗拉强度外，还要求具有良好的延伸性能、冷弯性能、焊接性能和低温抗冲击性能。目前，桥梁钢主要采用CR（控轧）或N（正火）状态交货，强度级别基本停留在420MPa以下，-40℃或更低温度低温冲击韧性难以达到100J以上。随着经济的飞速发展，对桥梁工程项目的要求越来越高，如大载荷、多通道、大车流量、公铁两用等多功能形桥梁越来越多，对桥梁结构钢的性能要求也越来越高，高强、强低温韧性、焊接性能良好是桥梁结构用钢的应用趋势。国际上对于高强、强韧性桥梁钢的研究起于20世纪90年代，所使用的桥梁钢强度级别基本在460Mpa以下，保证-40℃低温冲击均在100J以内，随着桥梁工程建设项目的飞速发展，研发能在工程上稳定使用的高强、强韧性的桥梁钢尤为必要，这对桥梁建设起到良好的技术支撑。
发明内容
本发明旨在提供一种高强度桥梁钢的生产方法，能生产横、纵向屈服强度≥500Mpa，抗拉强度≥630Mpa，屈强比≤0.85，板厚1/4、1/2处低温冲击韧性-60℃，Akv≥120J，具有强度高、韧性好、优良的低温韧性、优秀的加工性能及优良的焊接性能的高强度桥梁钢。
本发明的技术方案：
一种高强度桥梁钢的轧制方法，采用铸坯加热→粗轧→精轧→冷却的工艺路线，钢的质量百分组成为：C=0.05～0.07，Si=0.20～0.35，Mn=1.40～1.60，P≤0.015，S≤0.005，Nb+V+ Ti≤0.10，Ni≤0.4，Cr+ Mo≤0.5，H≤0.0003，N≤0.005，O≤0.0015，余量为Fe； 关键工艺步骤为：
铸坯加热：加热炉预热段温度800～1000℃，一加热段温度1180～1200℃，二加热段温度1200～1260℃，均热段温度1200～1250℃；加热时间3.3～4.3h；
粗轧：粗轧结束温度≥980℃，纵轧道次压下率在18%～20％，总压下率≥50％，粗轧结束厚度2.5-4t；
精轧：精轧开轧温度770～830℃，有效道次压下率15%～18％，同时最先4道次累计压下率≥40％，
冷却：轧后钢板在Mulpic前来回摆动，当钢板温度达到770～780℃时立即自动送Mulpic加速冷却，冷却速度8～15℃/s，终冷温度430～480℃。
所述铸坯加热的时间根据板坯厚度调整：220mm厚度板坯加热时间≥3.5h，均热段时间≥30min；260mm厚度板坯加热时间≥4h，均热段时间≥40min；300mm厚度板坯加热时间≥4.5h，均热段时间≥50min。
所述的冷却步骤，可开启A、B、C、D四区，上下集管冷却水流量设置为A:100/120，B、C、D：320/380m3/h，辊道速度0.7～0.9m/s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：在不改变现有的生产条件的前提下，通过采用控轧控冷技术，简化了生产环节，降低了生产成本，节约了能源、减少了环境污染。本方法适用于轧制生产强韧性高强度桥梁钢。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
以轧制牌号为Q500qE强韧性、高强度桥梁结构钢为例。
采用以下工艺路线：铸坯加热→粗轧→精轧→冷却。
铸坯加热：按常规操作。
粗轧：通过每月校对一次的红外线测温仪对轧后钢板表面进行检测，根据板坯厚度和中间坯厚度来确定粗轧轧制道次，一般控制在5～7道次，完全可确保轧制结束温度≥980℃，经过操作监控二级控制系统自动计算轧制道次和压下率，如果纵轧道次压下率未达到要求，就适当减少轧制道次，同时提高轧制力到80000KN，二级系统再重新计算，直到纵轧道次压下率实际值在18～20％范围之内时，立即锁定轧制道次进行轧制，总压下率为54.4％以上。
精轧：通过每月校对一次的红外线测温仪对钢板表面进行检测，从而确保轧制开轧温度770～830℃（成品厚度不同，其开轧温度不同），至少检测三处温度在所设定温度以下后，钢板才能自动送入精轧进行轧制。对于轧制道次和道次压下率，首先经过操作监控二级控制系统自动计算轧制道次和压下率，如果有效道次压下率和最先4道次累计压下率未达到要求，就适当减少轧制道次，同时提高轧制力到85000KN，然后系统重新计算，直到实际有效道次压下率在15%～18％之间，同时最先4道次累计压下率≥40％时，立即锁定轧制道次进行轧制。钢板成品厚度是根据现场测厚仪对每道次轧后钢板实际厚度进行检测，根据实际值进行自动修正，从而确保钢板成品厚度尺寸。
冷却：轧后钢板在MULPIC前来回摆动，通过每月校对一次的红外线测温仪对来回摆动的钢板表面进行检测，实际温度达到770～780℃时立即自动送MULPIC加速冷却，根据不同的成品厚度，要确保冷却速度8～15℃/s，终冷温度430～480℃。上下集管冷却水流量压力恒定23kg，开启A、B、C、D四区和辊道速度的设定来保证，上下集管冷却水流量设置为A:100/120，B、C、D：320/380m3/h，辊道速度0.7～0.9m/s，同时启动第1～4组侧喷。
实施例1：
采用260mm×2100mm×3450mm板坯轧制36mm×2540mm×9000mm钢板。
铸坯加热过程采用转炉和焦炉的混合煤气，其前后配比为8:2，热值9000～9500KJ，一加热段混合煤气流量为3000～3500m3/h，二加热段混合煤气流量为5500～6000m3/h，均热段混合煤气流量为3500～4000m3/h，在炉加热时间255min，均热段时间60分钟。然后出炉进行粗轧轧制，道次压下率轧制规程如表1。
表1 实施例1粗轧轧制压下率规程表
粗轧轧完后，输送到粗轧至精轧的辊道上进行待温，需要不停地摆动，待温度降到810℃时，自动送入精轧进行轧制，第1、3、5道次轧制过程中需启动机架高压水除去钢板表面次生氧化铁皮，其道次压下率轧制规程如表2。
表2 实施例1精轧轧制压下率规程表
精轧轧完后，钢板在精轧出口辊道上来回摆动，待温度降到780℃时，自动送入MULPIC进行快冷，其冷却工艺如表3。
表3 实施例1MULPIC冷却工艺参数表
采用实施例1的轧制工艺方法生产的高强度桥梁钢Q500qE，具有细小均匀贝氏体内部金相组织，晶粒度控制在10级以上，组织晶粒度差异控制在1.5级以内，力学性能均匀，力学性能达到如下指标：有横、纵向屈服强度580、560Mpa，抗拉强度700、690Mpa，屈强比0.83、0.81，板厚1/4、1/2低温冲击韧性-60℃，Akv290J、250的性能，Z向断面收缩率64%、65%。
实施例2：
采用300mm×2100mm×3450mm板坯轧制55mm×2540mm×9000mm钢板。
板坯加热过程采用转炉和焦炉的混合煤气，其前后配比为8:2，热值9000～9500KJ，一加热段混合煤气流量为3000～3500m3/h，二加热段混合煤气流量为5500～6000m3/h，均热段混合煤气流量为3500～4000m3/h，在炉加热时间255min，均热段时间60分钟。然后出炉进行粗轧轧制，道次压下率轧制规程如表4。
表4 实施例2粗轧轧制压下率规程表
粗轧轧完后，输送到粗轧至精轧的辊道上进行待温，需要不停地摆动，待温度降到770℃时，自动送入精轧进行轧制，第1、3、5道次轧制过程中需启动机架高压水除去钢板表面次生氧化铁皮，其道次压下率轧制规程如表5。
表5 实施例2精轧轧制压下率规程表
精轧轧完后，钢板在精轧出口辊道上来回摆动，待温度降到770℃时，自动送入MULPIC进行快冷，其冷却工艺如表6。
表6 实施例2MULPIC冷却工艺参数表
采用实施例2的工艺方法生产的高强度桥梁钢Q500qE，具有细小均匀贝氏体内部金相组织，晶粒度控制在10级以上，组织晶粒度差异控制在1.5级以内，力学性能均匀，力学性能达到如下指标：横、纵向屈服强度570、554Mpa，抗拉强度680、670Mpa，屈强比0.84、0.83，板厚1/4、1/2低温冲击韧性-60℃，Akv230J、220的性能，Z向断面收缩率69%，60%。
用上述轧制方法生产的高强度桥梁钢，具有强度高、韧性好、优良的低温韧性、优秀的加工性能及优良的焊接性能，能够满足高强度桥梁钢的使用要求。
Claims (3)
1. 一种高强度桥梁钢的轧制方法，采用铸坯加热→粗轧→精轧→冷却的工艺路线，其特征在于：钢的质量百分组成为：C=0.05～0.07，Si=0.20～0.35，Mn=1.40～1.60，P≤0.015，S≤0.005，Nb+V+ Ti≤0.10，Ni≤0.4，Cr+ Mo≤0.5，H≤0.0003，N≤0.005，O≤0.0015，余量为Fe； 关键工艺步骤为：
铸坯加热：加热炉预热段温度800～1000℃，一加热段温度1180～1200℃，二加热段温度1200～1260℃，均热段温度1200～1250℃；加热时间3.3～4.3h；
粗轧：粗轧结束温度≥980℃，纵轧道次压下率在18%～20％，总压下率≥50％，粗轧结束厚度2.5-4t；
精轧：精轧开轧温度770～830℃，有效道次压下率15%～18％，同时最先4道次累计压下率≥40％，
冷却：轧后钢板在Mulpic前来回摆动，当钢板温度达到770～780℃时立即自动送Mulpic加速冷却，冷却速度8～15℃/s，终冷温度430～480℃。
2. 根据权利要求1所述的一种高强度桥梁钢的轧制方法，其特征在于：所述铸坯加热的时间为：220mm厚度板坯加热时间≥3.5h，均热段时间≥0.5；260mm厚度板坯加热时间≥4h，均热段时间≥40min；300mm厚度板坯加热时间≥4.5h，均热段时间≥50min。
3. 根据权利要求1所述的一种高强度桥梁钢的轧制方法，其特征在于：所述的冷却步骤，开启A、B、C、D四区，上下集管冷却水流量设置为A:100/120，B、C、D：320/380m3/h，辊道速度0.7～0.9m/s。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150819 |