CN107130173A - 钢结构用q235kz抗震热轧h型钢及其制备方法 - Google Patents

钢结构用q235kz抗震热轧h型钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢的制备方法，包括：转炉冶炼过程中，控制转炉入炉铁水中w[S]≤0.010％；LF精炼过程中，延长LF炉精炼时间；VD真空精炼过程中，VD炉吹氩时间不少于15min；连铸过程中，连铸机的拉速范围为0.85m/min～0.9m/min，钢种的过热度小于25℃；轧制过程中，钢坯加热温度为1210～1250℃；开轧温度≤1200℃，终轧温度870～890℃。本发明还公开了一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢。本发明得到的H型钢具有极好的延性，良好的焊接性能和耐低温冲击性能。

Description

钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种冶金材料技术，具体说，涉及一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢及其制备方法。
背景技术
建筑是人类文明的象征，其发展标志着人类文明的发展。21世纪对于建筑结构来说是钢结构的世纪，建筑钢结构的发展也是21世纪建筑文明的体现。
在地震作用下，建筑用钢具有高应变低周疲劳问题，地震区建筑与非地震区建筑对钢的柔韧性要求不相同。国内学者经大量的试验和调查研究后提出了以下五个指标，作为钢材的抗震性能指标是比较科学和全面的，它们是：高应弯低周疲劳性能；应变时效敏感性；韧脆转变温度；可焊性；强度与塑性的配合。
我国是一个多地震的国家，地震是地球上的自然现象，且具有突发性，至今可预报性很低，海城、唐山等地震给人民的生命财产造成了巨大损失，地震是不可避免的。对于地震灾害，人类只能从结构、材料等方面采取措施，尽可能减少损失。我国根据现有的科学水平和经济条件，对建筑抗震提出了“三个水准”的设防目标，即通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”。我国是地震多发地区，应作地震设防的地震基本烈度7级以上的地震区达101个，分布在全国26个省、市、自治区，占全国总面积的32.5％。近几年钢结构在现代建筑中的应用越来越普遍，特别是高层建筑，几乎离不开钢结构，我国有关抗震的研究，当然在各方面都取得了很大进展，有不少研究成果已纳入设计规范，但在抗震设计用钢方面，还没有取得应有的进展，选材准则仍以钢的静强度为主要依据，忽视了在强烈的交变地震载荷下钢的服役条件和失效模式与在静载下大不相同的因素，这显然是不科学和不合理的。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢的制备方法，得到的H型钢具有极好的延性，良好的焊接性能和耐低温冲击性能。
技术方案如下：
一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢的制备方法，包括：
转炉冶炼过程中，控制转炉入炉铁水中w[S]≤0.010％；
LF精炼过程中，延长LF炉精炼时间；VD真空精炼过程中，VD炉吹氩时间不少于15min；
连铸过程中，连铸机的拉速范围为0.85m/min～0.9m/min，钢种的过热度小于25℃；
轧制过程中，钢坯加热温度为1210～1250℃；开轧温度≤1200℃，终轧温度870～890℃；得到的H型钢，其化学成分安装质量百分比计，包括C 0.09～0.11％，Si 0.25～0.30％，Mn 0.65～0.68％，P≤0.020％，S≤0.005％，Nb 0.06～0.0.075％，V 0.06～0.07％，其余为Fe元素和杂质。
进一步：LF精炼过程中，提高转炉出钢温度至1630℃，控制转炉下渣量。
进一步：LF加热时间和精炼时间为28min和50min；连铸过程中比水量为0.35L/mg。
本发明所解决的另一个技术问题是提供一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢，具有极好的延性，良好的焊接性能和耐低温冲击性能。
一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢，其化学成分安装质量百分比计，包括C 0.09～0.11％，Si 0.25～0.30％，Mn 0.65～0.68％，P≤0.020％，S≤0.005％，Nb 0.06～0.0.075％，V 0.06～0.07％，其余为Fe元素和杂质。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
现在用于建筑结构抗震的材料主要是钢筋HRB400E，虽然Q235KZ抗震热轧H型钢屈服强度和抗拉强度等主要性能比不上HRB400E，但是其伸长率具有明显的优势。由于钢结构具有极好的延性，良好的构件连接性能，可靠的节点，在低周往复荷载下具有饱满稳定的滞回曲线。
本发明在材料的设计过程中，降低了C含量，增加了Nb和V等合金元素，使材料本身具有良好的焊接性能和耐低温冲击性能。
在生产Q235KZ抗震热轧H型钢的过程中，采用窄成分设计，可以满足Q235KZ抗震热轧H型钢屈服强度和抗拉强度，波动范围较小。通过控制炼钢和轧制过程，可以提高H型钢的强度和韧性。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢制备方法，包括：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD真空精炼→连铸→轧制。
转炉冶炼过程中，控制转炉入炉铁水中w[S]≤0.010％，提高转炉出钢温度至1630℃左右，控制转炉下渣量。
LF精炼过程中，延长LF炉精炼时间。LF加热时间和精炼时间为28min和50min。
VD真空精炼过程中，VD炉吹氩时间不少于15min。
连铸过程中，连铸机的拉速范围为0.85m/min～0.9m/min，钢种的过热度小于25℃，比水量0.35L/mg。连铸低拉速浇注，生产出质量合格的连铸坯。
轧制过程包括：异型坯→步进式加热炉加热→高压水除磷→BD1轧制→CCS连轧→锯切→取样→冷床预弯→切头尾→矫直→检查→打捆→入库。其钢坯加热温度为1210～1250℃；开轧温度≤1200℃，终轧温度870～890℃。
得到的钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢，其化学成分安装质量百分比计，包括：C0.09～0.11％，Si 0.25～0.30％，Mn 0.65～0.68％，P≤0.020％，S≤0.005％，Nb 0.06～0.0.075％，V 0.06～0.07％，其余为Fe元素和杂质，质量分数为100％。
钢种中C含量较低，在抗震热轧H型钢制作过程中，使其具备了良好的焊接性能。Si在材料中可以起到固溶强化的作用，使其强度增加。Mn元素可以溶于铁素体，起到固溶强化的作用，增加H型钢的强度，在材料中加入Nb和V元素的加入对钢种起到细晶强化作用，既增加材料的强度又增加了材料的塑形，另外本钢种采用窄成分设计，可以确保抗震H型钢的强屈比稳定，波动范围较小。
以下各实例化学成分如表1所示。
表1各实例成分(质量百分数/％)
实例 C Si Mn P S Nb V
1 0.09 0.28 0.66 0.017 0.003 0.065 0.068
2 0.09 0.29 0.65 0.015 0.004 0.067 0.065
3 0.11 0.26 0.68 0.015 0.005 0.07 0.067
4 0.10 0.27 0.65 0.016 0.004 0.068 0.067
其中拉伸试样规格为，标距L0＝50mm，直径D＝10mm。冲击试验采用10mmxl0mmx55mm夏比V型缺口试样，试验温度为-20℃土5℃，实验结果如表2所示。
表2各实例力学性能
从2可以看出，各实例具有良好强度、韧性及力学性能。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢的制备方法，包括：
转炉冶炼过程中，控制转炉入炉铁水中w[S]≤0.010％；
LF精炼过程中，延长LF炉精炼时间；VD真空精炼过程中，VD炉吹氩时间不少于15min；
连铸过程中，连铸机的拉速范围为0.85m/min～0.9m/min，钢种的过热度小于25℃；
轧制过程中，钢坯加热温度为1210～1250℃；开轧温度≤1200℃，终轧温度870～890℃；得到的H型钢，其化学成分安装质量百分比计，包括C0.09～0.11％，Si 0.25～0.30％，Mn 0.65～0.68％，P≤0.020％，S≤0.005％，Nb 0.06～0.0.075％，V 0.06～0.07％，其余为Fe元素和杂质。
2.如权利要求1所述钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢制备方法，其特征在于：LF精炼过程中，提高转炉出钢温度至1630℃，控制转炉下渣量。
3.如权利要求1所述钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢制备方法，其特征在于：LF加热时间和精炼时间为28min和50min；连铸过程中比水量为0.35L/mg。
4.一种钢结构用Q235KZ抗震热轧H型钢，其特征在于：其化学成分安装质量百分比计，包括C 0.09～0.11％，Si 0.25～0.30％，Mn 0.65～0.68％，P≤0.020％，S≤0.005％，Nb0.06～0.0.075％，V 0.06～0.07％，其余为Fe元素和杂质。
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