CN105543677B - 一种高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢及其制备方法。所述的高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14~0.20%、Si 0.20~0.30%、Mn 0.85~1.05%、V 0.016~0.030%、Ti 0.015~0.030%、Mo 0.015~0.025%、P≤0.020%、S≤0.015%，其余为Fe及不可避免的不纯物。制备方法包括钢水冶炼、脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯高压水箱除鳞、开坯轧机预成型、万能轧机连轧、角钢在线外形尺寸检测和精整步骤。本发明充分发挥了微合金析出强化和细晶强化机制，生产出尺寸精度高、通条力学性能稳定，具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，满足了低温高原山区电力、通信塔架用钢安全性好、寿命长、耐低温的使用需求。

Description

一种高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢及其制 备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢及其制备方法。

背景技术

目前高原山区200-500千伏支线电力塔架和750千伏以下承载范围的塔架及通信信号塔架要求能在高原低温环境下安装快捷、安全性好和具有较长的使用寿命,并能有效抵御严寒冰冻天气对塔架的损害，上述塔架用钢多采用强度300MPa及以上级别热轧角钢制造，要求钢材具有良好的塑韧性和低温冲击韧性，-20℃低温环境下的V型冲击功A_KV≥34J。目前14号及以下规格的小型热轧角钢生产工艺装备不一，大多采用横列式轧机或棒材轧机的半连轧工艺生产，产品通条尺寸和力学性能波动较大，低温冲击韧性较差，如Q235D(≥235MPa级)热轧角钢的-20℃低温V型冲击功仅要求≥27J，很难满足电力、通信塔架用钢的后道加工以及塔架底部、中部用材的性能要求。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢；第二目的在于提供所述的高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14~0.20%、Si 0.20~0.30%、Mn 0.85~1.05%、V 0.016~0.030%、Ti 0.015~0.030%、Mo 0.015~0.025%、P≤0.020%、S≤0.015%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明的第二目的是这样实现的，包括以下步骤：

A、钢水冶炼：将化学成分C 4.0~5.0wt%、Si 0.30~0.55wt%、Mn 0.30~0.60wt% 、P0.080~0.120wt%、S≤0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成分C 0.12~0.20wt%、Si 0.15~0.35 wt%、Mn 0.35~0.65wt% 、P 0.025~0.040wt%、S 0.025~0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C 3.0~3.5wt%、Si 0.30~0.55wt%、Mn0.40~0.65wt% 、P 0.060~0.100wt%、S 0.010~0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的生铁加入到120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.08～0.12wt%，出钢温度小于1660℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30～50NL/min；

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.2～2.0kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按1.7～2.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金： Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.0～15.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2～0.4kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo 56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.18～0.38 kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N 18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用20～30NL/min的小氩气量吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6～1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按0.6～1.3kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰4.0～6.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为5.5～7.0；之后将钢水温度加热至1575～1585℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为15～25NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间≥8分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；

D、钢水浇铸：在中间包温度为1565～1575℃，拉速为1.2～1.4m/min，二冷比水量为0.4～0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯；

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热，高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为10~15Pa；加热炉均热段温度控制为1170~1200℃，加热时间为80~100分钟，钢坯温度控制为1120~1150℃；

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为16~18MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020~1050℃；

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1020~1050℃，轧制速度控制为3.8~4.0m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在64~66mm，宽度控制在218~221mm；

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧。采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为920~950℃，总轧制道次为10道，每机架1道，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.5~4.8m/s；终轧温度控制为860~890℃，轧制速度控制为4.5~4.8m/s，由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则；

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床；

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至80℃以下；之后在线矫直，矫直速度控制为4.6~4.9m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格：边长×边长×边厚为140mm×140mm×12mm、140mm×140mm×14mm、140mm×140mm×16mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14～0.20 wt%、Si 0.20～0.30 wt%、Mn 0.85～1.05 wt%、V 0.016～0.030wt%、Ti 0.015～0.030wt%、Mo 0.015～0.025wt%、S≤0.015wt% 、P≤0.020 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，具有下列工艺力学性能：

本发明炼钢工序采用钒、钛、钼复合微合金化工艺，钢中加入钒氮合金、钛铁、钼铁等微合金强化元素，轧钢工序控制较低的终轧温度和轧制速度，促进了细小弥散的微合金碳(氮)化物第二相的形成和析出，使钢强度提高的同时塑韧性显著改善；轧钢工序采用断面200mm×200mm的大方坯坯料，通过高精度万能轧机进行控制轧制，所生产的角钢尺寸精度高，通条力学性能稳定，为电力、通信塔架的安装制作提供了优质材料。

本发明对转炉冶炼、脱氧合金化、LF炉精炼、全程保护连铸、大方坯加热、钢坯开坯预成型、连轧控制轧制、精整等进行多工艺集成创新，充分发挥了微合金析出强化和细晶强化机制，生产出通条尺寸精度高、通条力学性能稳定，具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，满足了低温高原山区电力、通信塔架用钢快捷安装、安全性好、寿命长、耐低温的使用需求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14~0.20%、Si 0.20~0.30%、Mn 0.85~1.05%、V 0.016~0.030%、Ti0.015~0.030%、Mo 0.015~0.025%、P≤0.020%、S≤0.015%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明所述的高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢的制备方法，包括以下步骤：

A、钢水冶炼：将化学成分C 4.0~5.0wt%、Si 0.30~0.55wt%、Mn 0.30~0.60wt% 、P0.080~0.120wt%、S≤0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成分C 0.12~0.20wt%、Si 0.15~0.35 wt%、Mn 0.35~0.65wt% 、P 0.025~0.040wt%、S 0.025~0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C 3.0~3.5wt%、Si 0.30~0.55 wt%、Mn0.40~0.65wt% 、P 0.060~0.100wt%、S 0.010~0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的生铁加入到120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.08～0.12wt%，出钢温度小于1660℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30～50NL/min；

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.2～2.0kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按1.7～2.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金： Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.0～15.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2～0.4kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo 56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.18～0.38 kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N 18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用20～30NL/min的小氩气量吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6～1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按0.6～1.3kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰4.0～6.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为5.5～7.0；之后将钢水温度加热至1575～1585℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为15～25NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间≥8分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；

D、钢水浇铸：在中间包温度为1565～1575℃，拉速为1.2～1.4m/min，二冷比水量为0.4～0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯；

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热，高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为10~15Pa；加热炉均热段温度控制为1170~1200℃，加热时间为80~100分钟，钢坯温度控制为1120~1150℃；

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为16~18MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020~1050℃；

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1020~1050℃，轧制速度控制为3.8~4.0m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在64~66mm，宽度控制在218~221mm；

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧。采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为920~950℃，总轧制道次为10道，每机架1道，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.5~4.8m/s；终轧温度控制为860~890℃，轧制速度控制为4.5~4.8m/s，由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则；

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床；

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至80℃以下；之后在线矫直，矫直速度控制为4.6~4.9m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格：边长×边长×边厚为140mm×140mm×12mm、140mm×140mm×14mm、140mm×140mm×16mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14～0.20 wt%、Si 0.20～0.30 wt%、Mn 0.85～1.05 wt%、V 0.016～0.030wt%、Ti 0.015～0.030wt%、Mo 0.015～0.025wt%、S≤0.015wt% 、P≤0.020 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，具有下列工艺力学性能：

本发明的具体实施方法如下：

A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C 4.0-5.0wt%、Si 0.30-0.55wt%、Mn 0.30-0.60wt% 、P 0.080-0.120wt%、S≤0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.12-0.20wt%、Si 0.15-0.35 wt%、Mn 0.35-0.65wt% 、P 0.025-0.040wt%、S 0.025-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C 3.0-3.5wt%、Si 0.30-0.55wt%、Mn 0.40-0.65wt% 、P 0.060-0.100wt%、S 0.010-0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.08～0.12wt%，出钢温度小于1660℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30～50NL/min。

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.2～2.0kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按1.7～2.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金： Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.0～15.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2～0.4kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo 56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.18～0.38 kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N 18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序。

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(20～30NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6～1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按0.6～1.3kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰4.0～6.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为5.5～7.0；之后将钢水温度加热至1575～1585℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为15～25NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间≥8分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。

D、钢水浇铸：在中间包温度为1565～1575℃，拉速为1.2～1.4m/min，二冷比水量为0.4～0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯。

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热。高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为10-15Pa；加热炉均热段温度控制为1170-1200℃，加热时间为80-100分钟，钢坯温度控制为1120-1150℃。

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为16-18MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020-1050℃。

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1020-1050℃，轧制速度控制为3.8-4.0m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在64-66mm，宽度控制在218-221mm。

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧。采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为920-950℃，总轧制道次为10道(每机架1道)，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.5-4.8m/s；终轧温度控制为860-890℃，轧制速度(成品机架出口)控制为4.5-4.8m/s。由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则。

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床。

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至80℃以下；之后在线矫直，矫直速度控制为4.6-4.9m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格(边长×边长×边厚)为140mm×140mm×12mm、140mm×140mm×14mm、140mm×140mm×16mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14～0.20 wt%、Si 0.20～0.30 wt%、Mn 0.85～1.05 wt%、V 0.016～0.030wt%、Ti 0.015～0.030wt%、Mo 0.015～0.025wt%、S≤0.015wt% 、P≤0.020 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：

实施例1

A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C 4.0wt%、Si 0.30wt%、Mn 0.30wt% 、P 0.080wt%、S 0.007wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.12wt%、Si 0.15wt%、Mn0.35wt% 、P 0.025wt%、S 0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.0wt%、Si 0.30wt%、Mn 0.40wt% 、P 0.060wt%、S 0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.08wt%，出钢温度1640℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30NL/min。

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，向下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.2kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按1.7kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金： Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.0kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si 17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo 56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.18 kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序。

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(20NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6～1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按0.6kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰4.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为5.5；之后将钢水温度加热至1585℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为15NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间8分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。

D、钢水浇铸：在中间包温度为1575℃，拉速为1.4m/min，二冷比水量为0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯。

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热。高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为10Pa；加热炉均热段温度控制为1200℃，加热时间为100分钟，钢坯温度控制为1150℃。

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为16MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1050℃。

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1050℃，轧制速度控制为4.0m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在64mm，宽度控制在218mm。

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧。采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为950℃，总轧制道次为10道(每机架1道)，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.8m/s；终轧温度控制为890℃，轧制速度(成品机架出口)控制为4.8m/s。由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则。

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床。

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至76℃；之后在线矫直，矫直速度控制为4.9m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格(边长×边长×边厚)为140mm×140mm×12mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14 wt%、Si 0.20wt%、Mn 0.85wt%、V 0.016wt%、Ti 0.015wt%、Mo 0.015wt%、S0.009wt% 、P 0.012 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本实施例制备得到的具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢具有下列工艺力学性能(见表1)。

表1 实施例1制备得到的用于低温高原山区电力、通信塔架用的345MPa级14号热轧角钢工艺力学性能

实施例2

A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C 4.5wt%、Si 0.41wt%、Mn 0.46wt% 、P 0.095wt%、S 0.009wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.18wt%、Si 0.23wt%、Mn0.50wt% 、P 0.033wt%、S 0.032wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.2wt%、Si 0.41wt%、Mn 0.52wt% 、P 0.082wt%、S 0.018wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.10wt%，出钢温度1652℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为40NL/min。

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，向下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.6kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按2.1kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金： Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按14.3kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si 17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.3kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo 56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.29kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序。

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(25NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6～1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按0.9kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰5.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为6.3；之后将钢水温度加热至1580℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为20NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间8.5分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。

D、钢水浇铸：在中间包温度为1570℃，拉速为1.3m/min，二冷比水量为0.46L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯。

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热。高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为13Pa；加热炉均热段温度控制为1185℃，加热时间为90分钟，钢坯温度控制为1135℃。

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为17MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1035℃。

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1035℃，轧制速度控制为3.9m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在65mm，宽度控制在220mm。

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧。采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为935℃，总轧制道次为10道(每机架1道)，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.6m/s；终轧温度控制为875℃，轧制速度(成品机架出口)控制为4.7m/s。由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则。

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床。

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至72℃；之后在线矫直，矫直速度控制为4.7m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格(边长×边长×边厚)为140mm×140mm×14mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.17 wt%、Si 0.26wt%、Mn 0.92 wt%、V 0.025wt%、Ti 0.022wt%、Mo 0.020wt%、S0.015wt% 、P 0.017 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本实施例制备得到的具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢具有下列工艺力学性能(见表2)。

表2 本实施例制备得到的用于低温高原山区电力、通信塔架用的345MPa级14号热轧角钢工艺力学性能

实施例3

A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C 5.0wt%、Si 0.55wt%、Mn 0.60wt% 、P 0.120wt%、S 0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.20wt%、Si 0.35 wt%、Mn0.65wt% 、P 0.040wt%、S 0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C3.5wt%、Si 0.55 wt%、Mn 0.65wt% 、P 0.100wt%、S 0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.12wt%，出钢温度1658℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为50NL/min。

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，向下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按2.0kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按2.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金： Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按15.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si 17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.4kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo 56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.38 kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序。

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(30NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位6～8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6～1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按1.3kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰6.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为7.0；之后将钢水温度加热至1575℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为25NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间10分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。

D、钢水浇铸：在中间包温度为1565℃，拉速为1.2m/min，二冷比水量为0.4L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯。

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热。高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为15Pa；加热炉均热段温度控制为1170℃，加热时间为80分钟，钢坯温度控制为1120℃。

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为18MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020℃。

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1020℃，轧制速度控制为3.8m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在66mm，宽度控制在221mm。

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧。采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为920℃，总轧制道次为10道(每机架1道)，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.5m/s；终轧温度控制为860℃，轧制速度(成品机架出口)控制为4.5m/s。由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则。

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床。

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至65℃；之后在线矫直，矫直速度控制为4.6m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格(边长×边长×边厚)为140mm×140mm×16mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.20 wt%、Si 0.30 wt%、Mn 1.05 wt%、V 0.030wt%、Ti 0.030wt%、Mo 0.025wt%、S 0.015wt% 、P 0.020 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本实施例制备得到的具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢具有下列工艺力学性能(见表3)。

表3 本实施例制备得到的用于低温高原山区电力、通信塔架用的345MPa级14号热轧角钢工艺力学性能

Claims (1)

1.一种高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢的制备方法，所述高原山区电力通信塔架用345MPa级14号热轧角钢具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14~0.20%、Si0.20~0.30%、Mn 0.85~1.05%、V 0.016~0.030%、Ti 0.015~0.030%、Mo 0.015~0.025%、P≤0.020%、S≤0.015%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其特征在于所述制备方法包括以下步骤：

A、钢水冶炼：将化学成分C 4.0~5.0wt%、Si 0.30~0.55wt%、Mn 0.30~0.60wt% 、P0.080~0.120wt%、S≤0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的铁水、化学成分C 0.12~0.20wt%、Si 0.15~0.35 wt%、Mn 0.35~0.65wt% 、P 0.025~0.040wt%、S 0.025~0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的废钢及化学成分C 3.0~3.5wt%、Si 0.30~0.55 wt%、Mn0.40~0.65wt% 、P 0.060~0.100wt%、S 0.010~0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物的生铁加入到120吨LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.08~0.12wt%，出钢温度小于1660℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为：2.0kg/t_钢，精炼渣加入量为：0.6kg/t_钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30~50NL/min；

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→钼铁→钒氮合金，依次向钢包中加入下列物质：按1.2~2.0kg/t_钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按1.7~2.5kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金：Si 52.5wt%，Ca 11.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 4.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按12.0~15.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.5wt%，Si 17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2~0.4kg/t_钢的量，加入下列质量比的钼铁：Mo56.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.18~0.38kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.6wt%，N 18.4wt%，C 1.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用20~30NL/min的小氩气量吹氩2分钟，然后下电极采用档位6~8档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温定氧及取样；加入铝粒0.6~1.0kg/t_钢，控制钢水氧活度≤10ppm，之后按0.6~1.3kg/t_钢的量，加入Ti含量为31.5wt%的钛铁；与此同时，根据渣况进行调渣，若渣况较稀，补加石灰4.0~6.0kg/t_钢，加入电石1.0 kg/t_钢调渣，控制渣碱度为5.5~7.0；之后将钢水温度加热至1575~1585℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为2.5m/s，喂线量100m；喂线结束采用流量为15~25NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间≥8分钟，之后加入常规大包钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；

D、钢水浇铸：在中间包温度为1565~1575℃，拉速为1.2~1.4m/min，二冷比水量为0.4~0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为2.5Hz的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面200mm×200mm的大方坯；

E、钢坯加热：将D步骤的钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热，高炉煤气和空气预热温度均大于1000℃，炉膛采用为微正压操作，压力为10~15Pa；加热炉均热段温度控制为1170~1200℃，加热时间为80~100分钟，钢坯温度控制为1120~1150℃；

F、钢坯高压水箱除鳞：E步骤钢坯从加热炉出钢后，经辊道输送至长度为1.2m的高压水箱除去氧化铁皮，钢坯运行速度控制为1.0m/s，喷嘴水压为16~18MPa；经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020~1050℃；

G、开坯轧机预成型：F步骤钢坯送入二辊可逆开坯轧机预成型，开轧温度控制为1020~1050℃，轧制速度控制为3.8~4.0m/s，轧制道次为7道，孔型系统采用蝶式预切深孔型系统，预成型轧件腿边厚度控制在64~66mm，宽度控制在218~221mm；

H、万能轧机连轧：将G步骤轧件送入10机架万能轧机连轧；采用蝶式孔型系统，轧件进入连轧机组的温度控制为920~950℃，总轧制道次为10道，每机架1道，万能轧机调整为二辊模式，轧制速度控制为4.5~4.8m/s；终轧温度控制为860~890℃，轧制速度控制为4.5~4.8m/s，由于料型宽扁，散热快，轧制过程遵循“轧件温度高，适当降低连轧速度；轧件温度低，适当提高连轧速度”的原则；

I、角钢在线外形尺寸检测：H步骤的轧件经输出辊道送至激光轮廓仪进行外形尺寸精度检测，之后经在线成型刀片飞剪后上冷床；

J、精整：I步骤外形尺寸检测完毕后的角钢经辊道输送上冷床，轧件在冷床上自然冷却至80℃以下；之后在线矫直，矫直速度控制为4.6~4.9m/s；角钢经矫直后，进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识，即获得具有良好耐蚀耐候性和优异低温冲击韧性的345MPa级14号热轧角钢，钢的规格：边长×边长×边厚为140mm×140mm×12mm、140mm×140mm×14mm、140mm×140mm×16mm，具有下列重量百分比的化学成分：C 0.14~0.20wt%、Si 0.20~0.30wt%、Mn 0.85~1.05wt%、V 0.016~0.030wt%、Ti 0.015~0.030wt%、Mo 0.015~0.025wt%、S≤0.015wt% 、P≤0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，具有下列工艺力学性能：

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