CN107937811A - 耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板 - Google Patents

耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板，厚度为40‑70mm的耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板为Q390GJ钢板，其化学成分按重量百分比为C：0.13‑0.15%；Si：0.2‑0.3%；Mn：1.45‑1.55%；S：＜0.003%；P:＜0.012%；Nb：0.025‑0.035%；V：0.075‑0.085%；Ti：0.006‑0.016%；Al：0.02‑0.04%;Cu：0.14‑0.22%;Ni：0.12‑0.2%；Mo:0.07‑0.1;H＜0.0002%；N＜0.0035%;O＜0.0035%，其它为Fe和残留元素，该生产方法包括：冶炼和连铸、钢板轧制、钢板堆垛保温缓冷、热处理工艺控制。本发明不仅抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能达到国家标准，而且耐低温性能好，低能冲击性能、冷弯成型性能和低温焊接性能优良，可以保证高层建筑结构的性能稳定，保证钢板的各项质量指标优良。

Description

耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板
技术领域
本发明涉及高层建筑用钢板生产领域，属于高层建筑用钢板及其生产方法，特别是一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板。
背景技术
随着工业及建筑结构领域的快速发展，高层建筑越来越多的采用钢结构，具有建设速度快，气候适应性强，建筑耐久性高等优点。同时对厚钢板的质量要求越来越严格，尤其对内部质量要求及低温性能要求。
目前国内大多数钢厂生产的410Mpa级高层建筑用钢板不具备耐低温的性能。在我国北方地区，由于冬季气候寒冷，冬季时间长达半年，要求建筑结构所用钢板不仅要具有良好的冬季极低气温下的焊接性能，而且必须具备良好的耐低温特性，以保证高层结构的性能稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板，不仅抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能达到国家标准，而且耐低温性能好，低能冲击性能、冷弯成型性能和低温焊接性能优良，可以保证高层建筑结构的性能稳定，保证钢板的各项质量指标优良。
本发明的目的是这样实现的：一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板，厚度为40-70mm的耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板为Q390GJ钢板，其化学成分按重量百分比为C：0.13-0.15%；Si：0.2-0.3%；Mn：1.45-1.55%；S：＜0.003%；P:＜0.012%；Nb：0.025-0.035%；V：0.075-0.085%；Ti：0.006-0.016%；Al：0.02-0.04%; Cu：0.14-0.22%; Ni：0.12-0.2%；Mo:0.07-0.1;H＜0.0002%；N＜0.0035%; O＜0.0035%，其它为Fe和残留元素。
本发明的另一个目的在于提供一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板的生产方法，该生产方法包括以下步骤：
1)冶炼和连铸：根据上述钢板的化学成分，采用转炉冶炼脱氧后的钢水经过LF炉精炼、RH炉外冶炼，采用板坯连铸，连铸过程钢水过热度控制在10-25°C,连铸机拉坯速度控制在0.7-0.75米/分，恒拉速浇注，板坯落地后，进行堆垛缓冷，缓冷时间为48-72小时，缓冷至室温；
2)钢板轧制：
①将炼钢连铸生产出的连铸板坯进行角部处理和表面处理，检验合格的连铸板坯置于步进式加热炉内加热至1120-1160°C,保温35-45min，使微合金元素偏析量减少；
②连铸板坯出炉后进行高压水进行除鳞，去除板坯表面的氧化铁皮；
③将加热的连铸板坯置于粗轧机内进行轧制，开轧温度为1030-1080°C,轧制温度为950-1080°C,然后在精轧机内进行轧制，在810-780°C下完成轧制，终轧温度为760-780°C；
3)钢板堆垛保温缓冷：将轧制成形的钢板堆垛保温缓冷，钢板堆垛保温缓冷的温度为350-440°C，保持缓冷的时间为30-36小时；
4)热处理：将缓冷后的钢板进入辊底式热处理炉进行正火，正火温度900±5°C,在炉时间系数为1.0-1.4min/mm。
连铸板坯的规格尺寸为220*800mm。
钢坯中各种合金元素的主要作用如下：
(1)C：提高钢板强度，另外要具有良好的韧性与焊接性能。
(2)Si：固溶强化，提高钢板的强度。
(3)Mn：固溶强化，提高钢板的强度，含量不能太高，否则易于形成MnS偏析。
(4) Nb、V、Ti：在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物，能起细化晶粒和弥散强化作用，实现强韧性兼顾，另外Ti还能抑制加热过程中晶粒的异常长大。
(5)Cu：提高强度。 Ni：提高低温韧性。Mo：提高钢板热稳定性。
(6)Al：除了脱氧固氮的效果外还极有细化晶粒强化作用。
表1 50mm厚度Q390GJ钢板力学性能
表2 70mm厚度Q390GJ钢板力学性能
上述各项力学性能指标的抗拉强度、屈服强度、延伸率、低温冲击、冷弯成型等力学性能、焊接碳当量等指标均达到国家标准要求，保证了钢板的各项质量指标优良。
本发明不仅抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能达到国家标准，而且耐低温性能好，低能冲击性能、冷弯成型性能和低温焊接性能优良，保证了高层建筑结构的性能稳定，保证了钢板的各项质量指标优良，具有很重要工业性实用价值。
具体实施方式
一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板，厚度为40-70mm的耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板为Q390GJ钢板，其化学成分按重量百分比为C：0.13-0.15%；Si：0.2-0.3%；Mn：1.45-1.55%；S：＜0.003%；P:＜0.012%；Nb：0.025-0.035%；V：0.075-0.085%；Ti：0.006-0.016%；Al：0.02-0.04%; Cu：0.14-0.22%; Ni：0.12-0.2%；Mo:0.07-0.1;H＜0.0002%；N＜0.0035%; O＜0.0035%，其它为Fe和残留元素。
实施例1：
一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板的生产方法，该生产方法包括以下步骤：
步骤一：板坯冶炼和连铸
1）根据上述钢板的化学成分要求，采用120吨转炉冶炼脱氧后的钢水，经过LF炉外精炼、RH炉外精炼，采用220*800mm规格板坯连铸，使用钢包长水口+中间包覆盖剂+浸入式水口+结晶器保护渣+氩气保护的组合保护浇注方式，连铸过程钢水过热度控制在20~25℃，连铸机拉坯速度控制在0.7~0.75米/分，恒拉速浇注。板坯落地后进行堆垛缓冷，缓冷时间60~72小时，缓冷至室温。
步骤二：钢板轧制
（1）将炼钢连铸生产出的连铸板坯进行角部处理和表面处理，检验合格的连铸坯置于步进式加热炉内加热至1160℃，保温35-45min，使微合金元素偏析量减少;
（2）连铸板坯出炉后进行高压水进行除鳞，去除连铸板坯表面的氧化铁皮；
（3）将加热的连铸板坯置于轧辊长为4200mm的四辊可逆式粗轧机内进行轧制，开轧温度1040℃，轧制温度为1000℃，当轧制钢板厚度至120-140mm中间坯时，采用辊道摆动进行待温控制；
（4）随后在3500mm的四辊可逆式精轧机内进行轧制，在810-780℃下完成轧制,终轧温度为780℃。
步骤三：板坯堆垛保温缓冷
将轧制成形的钢板堆放在一起进行保温，钢板垛温度控制在450℃，保持缓冷时间30-36小时。
步骤四：热处理
将缓冷后的钢板通过辊道进入辊底式热处理进行正火，正火温度900±5℃，在炉时间系数1.4 min/mm。
实施例2
实施方式同实施例1，其中步骤一：板坯冶炼和连铸的钢水过热度控制在10-19°C，板坯堆垛缓冷时间48-59小时；
步骤二钢板轧制：连铸板坯加热温度为1120°C，开轧温度为1080°C，轧制温度为980°C，终轧温度为760°C；
步骤三：钢板堆垛保温缓冷：钢板垛温控制在400°C；
步骤四热处理：在炉时间系数1.2min/mm。

Claims (3)

1.一种耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板，其特征是：厚度为40-70mm的耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板为Q390GJ钢板，其化学成分按重量百分比为C：0.13-0.15%；Si：0.2-0.3%；Mn：1.45-1.55%；S：＜0.003%；P:＜0.012%；Nb：0.025-0.035%；V：0.075-0.085%；Ti：0.006-0.016%；Al：0.02-0.04%; Cu：0.14-0.22%; Ni：0.12-0.2%；Mo:0.07-0.1;H＜0.0002%；N＜0.0035%; O＜0.0035%，其它为Fe和残留元素。
2.根据权利要求1所述的耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板的生产方法，其特征是：该生产方法包括以下步骤：
1)冶炼和连铸：根据上述钢板的化学成分，采用转炉冶炼脱氧后的钢水经过LF炉精炼、RH炉外冶炼，采用板坯连铸，连铸过程钢水过热度控制在10-25°C,连铸机拉坯速度控制在0.7-0.75米/分，恒拉速浇注，板坯落地后，进行堆垛缓冷，缓冷时间为48-72小时，缓冷至室温；
2)钢板轧制：
①将炼钢连铸生产出的连铸板坯进行角部处理和表面处理，检验合格的连铸板坯置于步进式加热炉内加热至1120-1160°C,保温35-45min，使微合金元素偏析量减少；
②连铸板坯出炉后进行高压水进行除鳞，去除板坯表面的氧化铁皮；
③将加热的连铸板坯置于粗轧机内进行轧制，开轧温度为1030-1080°C,轧制温度为950-1080°C,然后在精轧机内进行轧制，在810-780°C下完成轧制，终轧温度为760-780°C；
3)钢板堆垛保温缓冷：将轧制成形的钢板堆垛保温缓冷，钢板堆垛保温缓冷的温度为350-440°C，保持缓冷的时间为30-36小时；
4)热处理：将缓冷后的钢板进入辊底式热处理炉进行正火，正火温度900±5°C,在炉时间系数为1.0-1.4min/mm。
3.根据权利要求2所述的耐低温正火态410MPa级高层建筑用钢板的生产方法，其特征是：连铸板坯的规格尺寸为220*800mm。
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