CN107475615A - 一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带制备方法 - Google Patents

一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢及制备方法，其化学成分为：C 0.02~0.03wt%，Si 0.01~0.03wt%，Mn 0.10~0.25wt%，S≤0.015wt%，P 0.030~0.050 wt%，Als 0.025~0.045wt%，Ni 0.10~0.20wt%，Cr 0.20~0.40wt%，Cu 0.20~0.50 wt%，Ti 0.015~0.030 wt%，B 0.0010~0.0020wt%，N≤0.0040 wt%，O≤0.0020wt%，H≤0.00015wt%，Ceq≤0.25wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。高炉铁水经预处理脱硫、铁水转炉冶炼、钢水脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水VD真空精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯除鳞、钢坯控轧控冷、精轧与冷却等步骤得到160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带。本发明解决现有低屈服点阻尼器用钢耐候性差的不足，以延长阻尼器的使用寿命，降低使用维护成本。

Description

一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢及其制备方法。
背景技术
阻尼器是结构被动控制中耗能减震的一种装置，在大中型钢结构某些部位（如支撑、剪力墙、连接缝或连接件）设置阻尼器装置，利用阻尼器低屈服点钢具有优良的塑性变形性能，在地震或风振时，通过阻尼器低屈服点钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量，吸收地震或风振输入结构的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。
低屈服点阻尼器钢主要用于制作消能阻尼器的主要材料，其研制、发展自20世纪90年代以来受到广泛关注，低屈服点钢既具有一定的强度，同时又具有优良的塑性及极窄的屈服范围，特别适用于设计承受大载荷的阻尼器。在本发明之前已经有多个关于低屈服点钢的发明专利，如2009年公开的专利文献CN 101775535 A(160MPa级抗震用低屈服强度钢、钢板及其制造方法）、2009公开的专利文献CN101514425（屈服强度160MPa级抗震建筑钢及其生产方法）、2014年公开的专利文献CN 103882300（一种160MPa级高性能结构用软钢及其制造方法）。2016年公开的专利文献CN 105568156 A（一种低成本160MPa级抗震用钢及其生产方法）。
这些专利文献均涉及160MPa级低屈服屈钢的制造，从成分和性能上看，以上文献所涉及钢种耐候性能差，需要采用涂覆防腐涂料来延缓阻尼器用钢在大气中存在的腐蚀，以延长阻尼器的使用寿命。
本发明涉及160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带及其制备方法，以解决现有低屈服点阻尼器用钢耐候性差的不足，延长阻尼器的使用寿命，降低使用维护成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢及其制备方法。
本发明提供的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢，具有下列质量比的化学成分：C0.02~0.03wt%，Si 0.01~0.03wt%，Mn 0.10~0.25wt%，S≤0.015wt%，P 0.030~0.050 wt%，Als 0.025~0.045wt%，Ni 0.10~0.20wt%，Cr 0.20~0.40wt%，Cu 0.20~0.50 wt%，Ti 0.015~0.030 wt%，B 0.0010~0.0020wt%， N≤0.0040 wt%，O≤0.0020wt%，H≤0.00015wt%，Ceq≤0.25wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；通过铁水预处理脱硫、铁水转炉冶炼、钢水脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水VD真空精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯除鳞、钢坯控轧控冷、精轧与冷却等步骤得到，具体包括：
A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水(化学成分C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.50wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.090-0.115wt%、S≤0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2000～2300mm，按11.0～13.0 kg/t钢的量，加入常规CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.50wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.090-0.115wt%、S≤0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
B、铁水转炉冶炼：将A步骤980kg/t钢的预处理脱硫铁水(化学成分C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.50wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.090-0.115wt%、S 0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、100kg/t钢的精废钢(化学成分C 0.12-0.18wt%、Si 0.12-0.30 wt%、Mn 0.35-0.55wt% 、P 0.018-0.030wt%、S 0.015-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、30kg/t钢的优质生铁(化学成分C 3.2-3.6wt%、Si 0.25-0.50 wt%、Mn 0.30-0.50wt% 、P 0.060-0.080wt%、S 0.010-0.023wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、1.6-4.7kg/t钢的铜板(Cu99.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、0.85-1.85kg/t钢的镍板(Ni 99.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为35～45kg/t钢，白云石加入量为18～22kg/t钢，菱镁球加入量为1.0～3.0kg/t钢，控制终点碳含量≤0.025wt%，出钢温度为1620～1635℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20-40NL/min。
C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→低碳锰铁→低碳铬铁，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按2.0～3.0kg/t钢的量，加入下列质量比的铝铁合金：Al 85.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.3～2.4kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳锰铁：Mn 75.5wt%，C 0.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.3～6.6kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳铬铁：Cr 57.2wt%，C0.3wt%，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。
D、钢水LF炉精炼：将C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7～9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰4.0～6.0kg/t钢、精炼渣1.0kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0～7.0；之后加入铝丸0.8-1.2kg/t钢调整钢液氧含量，控制钢水氧活度≤5ppm；之后适当加大氩气流量(40～50NL/min)，按0.6～1.2kg/t钢的量，加入下列质量比的钛铁：Ti 33.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩3分钟；之后按0.08～0.15kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 18.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩2分钟；之后将钢水温度加热至1640～1650℃进行软吹氩处理，采用流量为20～30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩6分钟，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位。
E、钢水VD炉真空精炼：将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氩管，开启氩气采用小氩量(20NL/min)吹氩2分钟，之后对钢水定氧定氢，同时测温取样；取样完毕后，将真空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至100Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，氩气流量控制为30～40NL/min，在真空度100Pa条件下钢水脱气处理时间10分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氢；之后对钢水进行小氩气量软吹氩处理，氩气流量为20～30NL/min，软吹氩时间为2分钟；钢水软吹氩结束后，加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位。
F、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1550～1560℃，拉速为1.0～1.1m/min，结晶器水量为300m3/h，二冷比水量为0.4～0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R8m立弯式板坯铸机将E步骤的钢水浇铸成断面200mm×1500mm的板坯。该钢坯化学成分为C 0.02~0.03wt%，Si 0.01~0.03wt%，Mn 0.10~0.25wt%，S≤0.015wt%，P 0.030~0.050 wt%，Als 0.025~0.045wt%， Ni 0.10~0.20wt%， Cr 0.20~0.40wt%，Cu 0.20~0.50 wt%，Ti 0.015~0.030 wt%，B 0.0010~0.0020wt%， N≤0.0040wt%，O≤0.0020wt%，H≤0.00015wt%，Ceq≤0.25wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
G、钢坯加热：将F步骤所得钢坯冷却至室温，将钢坯送至加热炉加热，采用微氧化气氛加热，加热温度1300℃～1320℃，在炉总时间150～180min，均热时间60～80分钟，钢坯上、下表面温度差≤30℃。
H、钢坯除鳞：用压力为165～185bar的高压水对G步骤的高温钢坯喷射除鳞6～8秒钟。
I、将步骤H的除鳞钢坯送双机架可逆式炉卷轧机，开轧温度为1260～1270℃，轧制速度为1.4～3.0m/s的条件下，每道次轧制完成后反向进行下一道次的轧制，上、下轧制道次间延迟4～5秒的时间，往复粗轧3道次，得粗轧钢带。
J、将步骤I的粗轧钢带在1.9～3.4m/s的轧制速度下进行往复精轧，精轧2～4道次，上、下轧制道次间延迟5～8秒的时间；精轧所得钢带进入层流冷却段，在层流冷却辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷后，经层流冷却冷却至规定温度，钢带卷取或在线剪切，再缓冷至室温即得160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板。
步骤J中，精轧的轧制道次与条件不同，冷却的条件不同，得到不同厚度的225MPa级低屈服点阻尼器用钢。
（1）将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为2.0～3.4m/s的条件下，往复精轧2道次得到厚度为20～30mm钢带。上、下轧制道次间延迟7～8秒的时间，钢带完轧温度控制为1030～990℃。完轧钢带进入层流冷却冷却，钢带在辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷，在层流冷却后段以8～10℃/s的冷却速度将钢带冷却至890～920℃，在线剪切成板后堆冷，堆冷钢板冷却至室温即得厚度为20～30mm的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板。
（2）将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为2.0～3.4m/s的条件下，往复精轧3道次后钢带进入左炉卷炉，保温、反向进行第4道次轧制，上、下轧制道次间延迟6～7秒的时间。经第4道次轧制后得到厚度为10～20mm钢带，第4道次钢带完轧温度控制为1020～980℃。第4道次轧制所得厚度20～10mm精轧钢带，精轧钢带进入层流冷却冷却，在层流冷却辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s空冷后，精轧钢带在层流冷却段以7～9℃/s的冷却速度将钢带冷却至900～930℃，通过卷取机卷取成钢卷，空气中自然空冷至室温，即得厚度为10～20mm的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带。
（3）将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为1.9～3.4m/s的条件下进行往复轧制，上、下轧制道次间延迟5～6秒的时间。往复精轧2道次所得钢带，进入左炉卷炉，保温、反向进行第3道次轧制，第3道次轧制所得钢带入右卷取炉，经第4道次轧制后得到厚度6～10mm钢带，第4道次钢带完轧温度控制为1020～970℃。第4道次轧制所得厚度6～10mm精轧钢带进入层流冷却段，钢带在层流冷却辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷，在层流冷却后段以7～9℃/s的冷却速度将钢带冷却至910～930℃，通过卷取机卷取成钢卷，在空气中自然空冷至室温，即得为厚度6～10mm的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带。
轧制步骤I、J都是在同一台双机架可逆式双机架可逆式炉卷轧机上往复轧制完成的，由于双机架可逆式炉卷轧制速度慢、有一定的轧制间歇时间，高温度轧制的奥氏体晶粒在轧制及轧制间歇过程中动态再结晶和静态再结晶发生过程轧制破碎的奥氏体晶粒由于热驱动动力大、时间长，晶粒长大速度快、充分。轧制过程晶粒细化累积程度小，完轧后奥氏体晶粒相对较粗大。终轧温度大于960℃，避免带钢终轧时进入两相区轧制，细化的晶粒。冷却过程温度降缓慢，铁素体转变充分，室温下铁素体晶粒尺寸大，晶界数量相对较少，受力时位错滑移阻力较小，而得到较低的屈服点。
本发明具有下列优点和效果：
1、本方法轧制所得160MPa级耐候低屈服阻尼器用钢厚度为6～30mm。轧制后无需进行热处理，生产成本低。
2、钢成分上以低碳铝镇静钢为基础，适当添加提高耐候性元素Cr、Ni、Cu，适当提高耐候性能的元素P含量。
适当提高耐候性能的P元素含量，对因P元素集聚会带来钢低温脆性的恶化，通过加入少量B来控制P元素含量提高后钢低温脆性。钢中Cu在的大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用，一定条件下可以促进钢的阳极钝化，从而降低钢的腐蚀速度，Cu在锈层中的富集能够极大地改善锈层的保护性能。Cu与S作用可生成Cu2S保护膜，可阻止电极反应。Cr、Ni电极电位较低，具有钝化倾向的作用，加入钢中提高耐蚀性能；Cr元素和钢中的Cu、Si等元素匹配，显著提高钢的耐腐蚀性能。钢中的碳、氮含量很低，添加少量的钛可以固定钢中的碳和氮，纯净钢质。使得晶界上碳、氮等固溶原子缺乏，晶界结合力显著降低。
3. 采用较高的加热温度，使奥氏体晶粒充分长大，轧制过程较高的开轧温度、终轧温度以及轧制道次间一定的间歇时间，使得热加工动态再结晶和静态再结晶作用充分发挥，轧制变形奥氏体晶粒充分长大并有充足时间进行组织转变。该160MPa级低屈服点阻尼器用钢组织为铁素体+少量渗碳体，铁素体晶粒度4.5～6.5级，晶粒尺寸50～80μm，塑性、韧性好。
4.本发明在轧制两侧设置卷取炉，以实现可逆轧制过程中长钢带的存储和保温。
5. 本发明生产的160MPa级低屈服点阻尼器用钢工艺力学性能稳定，具有较高的强度，良好的成型、可焊性。在1.2%应变、l Hz的地震条件下钢板的低周疲劳性能良好，低周循环次数大于280周，滞回曲线光滑，具有良好的抗低周疲劳性能。
6. 本发明生产的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板和钢带耐大气腐蚀性能优异。在腐蚀试验为干湿交替加速试验，腐蚀环境为0.01mol/LNaHSO3溶液，温度为45±2℃，相对湿度70±5%RH。本发明生产的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢腐蚀失重1.71 g/m2.h，略优于参照物SPA-H钢腐蚀失重1.94 g/m2.h。
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。
实施例1
A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水(化学成分C 4.2wt%、Si 0.25wt%、Mn 0.40wt% 、P0.115wt%、S 0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2000mm，按11.0 kg/t钢的量，加入常规CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：化学成分C 4.2wt%、Si 0.25wt%、Mn 0.40wt% 、P0.115wt%、S 0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
B、铁水转炉冶炼：将A步骤980kg/t钢的预处理脱硫铁水(化学成分C 4.2wt%、Si0.25wt%、Mn 0.40wt% 、P 0.115wt%、S 0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、100kg/t钢的精废钢(化学成分C 0.12wt%、Si 0.12 wt%、Mn 0.35wt% 、P 0.030wt%、S 0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、30kg/t钢的优质生铁(化学成分C 3.2wt%、Si 0.25wt%、Mn0.30wt% 、P 0.080wt%、S0.023wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、1.6kg/t钢的铜板(Cu99.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、0.85kg/t钢的镍板(Ni 99.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为35kg/t钢，白云石加入量为18kg/t钢，菱镁球加入量为1.0kg/t钢，控制终点碳含量0.025wt%，出钢温度为1620℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20NL/min。
C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→低碳锰铁→低碳铬铁，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的铝铁合金：Al 85.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳锰铁：Mn 75.5wt%，C 0.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.3kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳铬铁：Cr 57.2wt%，C 0.3wt%，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。
D、钢水LF炉精炼：将C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7～9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰4.0kg/t钢、精炼渣1.0 kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0；之后加入铝丸0.8kg/t钢调整钢液氧含量，控制钢水氧活度5ppm；之后适当加大氩气流量(40NL/min)，按0.6kg/t钢的量，加入下列质量比的钛铁：Ti 33.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩3分钟；之后按0.08kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 18.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩2分钟；之后将钢水温度加热至1640℃进行软吹氩处理，采用流量为20NL/min的小氩气量对钢水软吹氩6分钟，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位。
E、钢水VD炉真空精炼：将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氩管，开启氩气采用小氩量(20NL/min)吹氩2分钟，之后对钢水定氧定氢，同时测温取样；取样完毕后，将真空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至100Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，氩气流量控制为30NL/min，在真空度100Pa条件下钢水脱气处理时间10分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氢；之后对钢水进行小氩气量软吹氩处理，氩气流量为20NL/min，软吹氩时间为2分钟；钢水软吹氩结束后，加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
F、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1550℃，拉速为1.0m/min，结晶器水量为300m3/h，二冷比水量为0.4L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R8m立弯式板坯铸机将E步骤的钢水浇铸成断面200mm×1500mm的板坯。所得钢坯化学成分为C 0.03wt%、Si 0.03wt%、Mn 0.10wt%、S 0.015wt%、P 0.050 wt%、Als:0.025 wt%、Ni0.10wt%、Cr0.20wt%、Cu 0.20wt%、Ti 0.015wt%、 B 0.0010wt%、N 0.0040wt%、O0.0020wt% 、H 0.00015wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
G、将步骤F所得钢坯冷装或热送的方式送加热炉加热，采用微氧化气氛加热，加热温度1300℃，总在炉时间150min，均热60 min分钟后出炉。钢坯上、下表面温度差≤30℃。
H、用压力为165bar的高压水对步骤A的高温钢坯喷射除鳞8秒钟；
I、将步骤H的除鳞钢坯送双机架可逆式炉卷轧机，开轧温度为1270℃，轧制速度为1.4～3.0m/s的条件下，每道次轧制完成后反向进行下一道次的轧制，上、下轧制道次间延迟4～5秒的时间，往复粗轧3道次，得粗轧钢带；
J、将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为1.9～3.4m/s的条件下进行往复轧制，上、下轧制道次间延迟5～6秒的时间。往复精轧2道次所得钢带，进入左炉卷炉，保温、反向进行第3道次轧制，第3道次轧制所得钢带入右卷取炉，经第4道次轧制后得到厚度6.0mm钢带，第4道次钢带完轧温度控制为970℃。第4道次轧制所得厚度6.0mm精轧钢带进入层流冷却段，在层流冷却辊道上以2.65m/s运行9s并空冷后，在层流冷却后段以7℃/s的冷却速度将钢带冷却至910℃，通过卷取机卷取成钢卷，空气中自然空冷至室温，即得厚度6.0mm规格160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带。其轧制程序表见表1，性能见表2。
表1 7道次轧制6mm阻尼器用钢轧制程序表
表2 8.0mm规格160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带性能
实施例2
A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水(化学成分C 4.4wt%、Si 0.38wt%、Mn 0.50wt% 、P0.102wt%、S0.025wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2200mm，按12.0 kg/t钢的量，加入常规CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：C 4.4wt%、Si 0.38wt%、Mn 0.50wt% 、P 0.102wt%、S 0.006wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
B、铁水转炉冶炼：将A步骤980kg/t钢的预处理脱硫铁水(化学成分C 4.4wt%、Si0.38wt%、Mn 0.50wt% 、P 0.102wt%、S 0.006wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、100kg/t钢的精废钢(化学成分C 0.16wt%、Si 0.21 wt%、Mn 0.45wt% 、P 0.024wt%、S 0.022wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、30kg/t钢的优质生铁(化学成分C 3.4wt%、Si 0.38wt%、Mn0.40wt% 、P 0.070wt%、S 0.017wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、3.1kg/t钢的铜板(Cu99.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、1.35kg/t钢的镍板(Ni 99.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40kg/t钢，白云石加入量为20kg/t钢，菱镁球加入量为2.0kg/t钢，控制终点碳含量0.02wt%，出钢温度为1628℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30NL/min。
C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→低碳锰铁→低碳铬铁，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按2.5kg/t钢的量，加入下列质量比的铝铁合金：Al 85.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按1.3kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳锰铁：Mn 75.5wt%，C 0.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按4.4kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳铬铁：Cr 57.2wt%，C 0.3wt%，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。
D、钢水LF炉精炼：将C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7～9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰5.0kg/t钢、精炼渣1.0 kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为6.0；之后加入铝丸1.0kg/t钢调整钢液氧含量，控制钢水氧活度4ppm；之后适当加大氩气流量(45NL/min)，按0.9kg/t钢的量，加入下列质量比的钛铁：Ti 33.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩3分钟；之后按0.11kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 18.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩2分钟；之后将钢水温度加热至1645℃进行软吹氩处理，采用流量为25NL/min的小氩气量对钢水软吹氩6分钟，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位。
E、钢水VD炉真空精炼：将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氩管，开启氩气采用小氩量(20NL/min)吹氩2分钟，之后对钢水定氧定氢，同时测温取样；取样完毕后，将真空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至100Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，氩气流量控制为35NL/min，在真空度100Pa条件下钢水脱气处理时间10分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氢；之后对钢水进行小氩气量软吹氩处理，氩气流量为25NL/min，软吹氩时间为2分钟；钢水软吹氩结束后，加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
F、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1555℃，拉速为1.05m/min，结晶器水量为300m3/h，二冷比水量为0.45L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R8m立弯式板坯铸机将E步骤的钢水浇铸成断面200mm×1500mm的板坯。所得钢坯化学成分：C 0.02wt%、Si 0.02wt%、Mn 0.18wt%、S 0.012wt%、P 0.042wt%、Als 0.038wt%、Ni0.15wt%、Cr 0.30wt%、Cu 0.35wt%、Ti 0.022wt%、 B 0.0015wt%、N 0.0035wt%、O0.0018wt% 、H 0.0001wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
G、将步骤F所得钢坯冷装或热送的方式送加热炉加热，采用微氧化气氛加热，加热温度1290℃，总加热时间170min，均热70 min分钟出炉。钢坯上、下表面温度差≤30℃。
H、用压力为175bar的高压水对步骤A的高温钢坯喷射除鳞7秒钟；
I、将步骤H的除鳞钢坯送双机架可逆式炉卷轧机，开轧温度为1265℃，轧制速度为1.4～3.0m/s的条件下，每道次轧制完成后反向进行下一道次的轧制，上、下轧制道次间延迟4～5秒的时间，往复粗轧3道次，得粗轧钢带；
J、将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为2.0～3.4m/s的条件下，往复精轧3道次后钢带进入左炉卷炉，保温、反向进行第4道次轧制，上、下轧制道次间延迟6～7秒的时间。经第4道次轧制后得到厚度16mm钢带，第4道次钢带完轧温度控制为980℃。第4道次轧制所得厚度16mm精轧钢带进入层流冷却，在层流冷却辊道以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷后，在层流冷却后段以8～9℃/s的冷却速度将钢带冷却至910℃，通过卷取机卷取成钢卷，在空气中自然空冷至室温，即得（厚度16mm规格160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带。其轧制程序表见表3，性能见表4。
表3 7道次轧制16mm阻尼器用钢轧制程序表
表4 16mm规格160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带性能
实施例3
A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水(化学成分C 4.6wt%、Si 0.50wt%、Mn 0.60wt% 、P0.090wt%、S 0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2300mm，按13.0 kg/t钢的量，加入常规CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：C 4.6wt%、Si 0.50wt%、Mn 0.60wt% 、P 0.090wt%、S0.004wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
B、铁水转炉冶炼：将A步骤980kg/t钢的预处理脱硫铁水(化学成分C 4.6wt%、Si0.50wt%、Mn 0.60wt% 、P 0.090wt%、S 0.004wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、100kg/t钢的精废钢(化学成分C 0.18wt%、Si 0.30 wt%、Mn 0.55wt% 、P 0.018wt%、S 0.015wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、30kg/t钢的优质生铁(化学成分C 3.6wt%、Si 0.50 wt%、Mn0.50wt% 、P 0.060wt%、S 0.010wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、4.7kg/t钢的铜板(Cu99.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、1.85kg/t钢的镍板(Ni 99.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为45kg/t钢，白云石加入量为22kg/t钢，菱镁球加入量为3.0kg/t钢，控制终点碳含量0.02wt%，出钢温度为1635℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为40NL/min。
C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→低碳锰铁→低碳铬铁，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按3.0kg/t钢的量，加入下列质量比的铝铁合金：Al 85.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.4kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳锰铁：Mn 75.5wt%，C 0.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按6.6kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳铬铁：Cr 57.2wt%，C 0.3wt%，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。
D、钢水LF炉精炼：将C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7～9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰6.0kg/t钢、精炼渣1.0 kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为7.0；之后加入铝丸1.2kg/t钢调整钢液氧含量，控制钢水氧活度3ppm；之后适当加大氩气流量(50NL/min)，按1.2kg/t钢的量，加入下列质量比的钛铁：Ti 33.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩3分钟；之后按0.15kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 18.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩2分钟；之后将钢水温度加热至1650℃进行软吹氩处理，采用流量为30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩6分钟，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位。
E、钢水VD炉真空精炼：将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氩管，开启氩气采用小氩量(20NL/min)吹氩2分钟，之后对钢水定氧定氢，同时测温取样；取样完毕后，将真空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至100Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，氩气流量控制为40NL/min，在真空度100Pa条件下钢水脱气处理时间10分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氢；之后对钢水进行小氩气量软吹氩处理，氩气流量为30NL/min，软吹氩时间为2分钟；钢水软吹氩结束后，加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；
F、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1560℃，拉速为1.1m/min，结晶器水量为300m3/h，二冷比水量为0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R8m立弯式板坯铸机将E步骤的钢水浇铸成断面200mm×1500mm的板坯。所得钢坯化学成分为C 0.02wt%、Si 0.01wt%、Mn 0.25wt%、S 0.008wt%、P 0.030wt%、Als 0.045wt%、Ni0.20wt%、Cr 0.40wt%、Cu 0.50wt%、Ti 0.030wt%、 B 0.0020wt%、N 0.0030wt%、O0.0013wt% 、H 0.0001wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
G、将步骤F所得钢坯冷装或热送的方式送加热炉加热，采用微氧化气氛加热，加热温度1280℃，总在炉时间180min，均热80 min分钟后出炉。钢坯上、下表面温度差≤30℃。
H、用压力为165～185bar的高压水对步骤A的高温钢坯喷射除鳞6秒钟；
I、将步骤H的除鳞钢坯送双机架可逆式炉卷轧机，开轧温度为1260℃，轧制速度为1.4～3.0m/s的条件下，每道次轧制完成后反向进行下一道次的轧制，上、下轧制道次间延迟6秒的时间，往复粗轧3道次，得粗轧钢带；
J、将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为2.0～3.4m/s的条件下，往复精轧2道次得到厚度30mm钢带。上、下轧制道次间延迟8秒的时间，钢带完轧温度控制为1030℃，完轧钢带进入层流冷却辊道，在辊道以2.55m/s运行10s并空冷后，在层流冷却后段以10℃/s的冷却速度将钢带冷却至930℃，钢带在线剪切成为钢板后堆冷，钢板堆冷冷却至室温即得厚度30mm规格160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板。其轧制程序表见表5，性能见表6。
表6 5道次轧制30mm阻尼器用钢性能

Claims (7)

1.一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢，其特征是，具有下列质量比的化学成分：C0.02~0.03wt%，Si 0.01~0.03wt%，Mn 0.10~0.25wt%，S≤0.015wt%，P 0.030~0.050 wt%，Als 0.025~0.045wt%，Ni 0.10~0.20wt%，Cr 0.20~0.40wt%，Cu 0.20~0.50 wt%，Ti 0.015~0.030 wt%，B 0.0010~0.0020wt%， N≤0.0040 wt%，O≤0.0020wt%，H≤0.00015wt%，Ceq≤0.25wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
2.一种160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢的制备方法，其特征在于包括铁水预处理脱硫、铁水转炉冶炼、钢水脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水VD真空精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯除鳞、钢坯控轧控冷、精轧与冷却，具体包括：
A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2000～2300mm，按11.0～13.0 kg/t钢的量，加入常规CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为6分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；预处理后铁水成分控制为：C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.50wt%、Mn 0.40-0.60wt%、P 0.090-0.115wt%、S≤0.008wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；
B、铁水转炉冶炼：将A步骤980kg/t钢的预处理脱硫铁水、100kg/t钢的精废钢(化学成分C0.12-0.18wt%、Si 0.12-0.30 wt%、Mn 0.35-0.55wt% 、P 0.018-0.030wt%、S 0.015-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、30kg/t钢的优质生铁(化学成分C 3.2-3.6wt%、Si 0.25-0.50 wt%、Mn 0.30-0.50wt% 、P 0.060-0.080wt%、S 0.010-0.023wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、1.6-4.7kg/t钢的铜板(Cu 99.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、0.85-1.85kg/t钢的镍板(Ni 99.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为35～45kg/t钢，白云石加入量为18～22kg/t钢，菱镁球加入量为1.0～3.0kg/t钢，控制终点碳含量≤0.025wt%，出钢温度为1620～1635℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为2.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20-40NL/min；
C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→低碳锰铁→低碳铬铁，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按2.0～3.0kg/t钢的量，加入下列质量比的铝铁合金：Al 85.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.3～2.4kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳锰铁：Mn 75.5wt%，C 0.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.3～6.6kg/t钢的量，加入下列质量比的低碳铬铁：Cr 57.2wt%，C 0.3wt%，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；
D、钢水LF炉精炼：将C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7～9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰4.0～6.0kg/t钢、精炼渣1.0 kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0～7.0；之后加入铝丸0.8-1.2kg/t钢调整钢液氧含量，控制钢水氧活度≤5ppm；之后适当加大氩气流量(40～50NL/min)，按0.6～1.2kg/t钢的量，加入下列质量比的钛铁：Ti 33.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩3分钟；之后按0.08～0.15kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 18.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，软吹氩2分钟；之后将钢水温度加热至1640～1650℃进行软吹氩处理，采用流量为20～30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩6分钟，然后将钢水吊至VD炉真空精炼工位；
E、钢水VD炉真空精炼：将D步骤钢水吊至VD真空精炼炉后，接通吹氩管，开启氩气采用小氩量(20NL/min)吹氩2分钟，之后对钢水定氧定氢，同时测温取样；取样完毕后，将真空罐盖车开至工作位，合上真空罐盖，进行抽真空，真空抽至100Pa时，开始进行保真空脱气处理，同时进行底吹氩处理，氩气流量控制为30～40NL/min，在真空度100Pa条件下钢水脱气处理时间10分钟；真空脱气处理完毕后关闭真空主阀，提升罐盖，对钢水取样和定氧定氢；之后对钢水进行小氩气量软吹氩处理，氩气流量为20～30NL/min，软吹氩时间为2分钟；钢水软吹氩结束后，加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢；
F、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1550～1560℃，拉速为1.0～1.1m/min，结晶器水量为300m3/h，二冷比水量为0.4～0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R8m立弯式板坯铸机将E步骤的钢水浇铸成断面200mm×1500mm的板坯；
G、钢坯加热：将F步骤所得钢坯冷却至室温，将钢坯送至加热炉加热，采用微氧化气氛加热，加热温度1300℃～1320℃，在炉总时间150～180min，均热时间60～80分钟，钢坯上、下表面温度差≤30℃；
H、钢坯除鳞：用压力为165～185bar的高压水对G步骤的高温钢坯喷射除鳞6～8秒钟；
I、将步骤H的除鳞钢坯送双机架可逆式炉卷轧机，开轧温度为1260～1270℃，轧制速度为1.4～3.0m/s的条件下，每道次轧制完成后反向进行下一道次的轧制，上、下轧制道次间延迟4～5秒的时间，往复粗轧3道次，得粗轧钢带；
J、将步骤I的粗轧钢带在1.9～3.4m/s的轧制速度下进行往复精轧，精轧2～4道次，上、下轧制道次间延迟5～8秒的时间；精轧所得钢带进入层流冷却段，在层流冷却辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷后，钢带经层流冷却后段冷却至所需温度卷取成卷或剪切成钢板，再缓冷至室温即得160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤A中所述的高炉铁水的化学成分为：C 4.2-4.6wt%、Si 0.25-0.50wt%、Mn 0.40-0.60wt% 、P 0.090-0.115wt%、S≤0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤G在燃气加热炉内完成。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤J为将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为2.0～3.4m/s的条件下，往复精轧2道次得到厚度为20～30mm钢带；上、下轧制道次间延迟7～8秒的时间，钢带完轧温度控制为1030～990℃；完轧钢带进入层流冷却冷却辊道，钢带在辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷，在层流冷却后段以8～10℃/s的冷却速度将钢带冷却至890～920℃，将钢带在线剪切成板后堆冷，堆冷钢板冷却至室温即得厚度为20～30mm的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤J为将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为2.0～3.4m/s的条件下，往复精轧3道次后钢带进入左炉卷炉，保温、反向进行第4道次轧制，上、下轧制道次间延迟6～7秒的时间；经第4道次轧制后得到厚度为10～20mm钢带，第4道次钢带完轧温度控制为1020～980℃；第4道次轧制所得厚度20～10mm精轧钢带，精轧钢带进入层流冷却冷却，在层流冷却辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷，精轧钢带在层流冷却后段以7～9℃/s的冷却速度将钢带冷却至900～930℃，通过卷取机卷取成钢卷，空气中自然空冷至室温，即得厚度为10～20mm的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤J为将步骤I的粗轧钢带在轧制速度为1.9～3.4m/s的条件下进行往复轧制，上、下轧制道次间延迟5～6秒的时间；往复精轧2道次所得钢带，进入左炉卷炉，保温、反向进行第3道次轧制，第3道次轧制所得钢带入右卷取炉，经第4道次轧制后得到厚度6～10mm钢带，第4道次钢带完轧温度控制为1020～970℃；第4道次轧制所得厚度6～10mm精轧钢带进入层流冷却段，钢带在层流冷却辊道上以2.55～2.65m/s运行9～10s并空冷，在层流冷却后段以7～9℃/s的冷却速度将钢带冷却至910～930℃，通过卷取机卷取成钢卷，在空气中自然空冷至室温，即得为厚度6～10mm的160MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢带。
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