CN108251737B - 一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法。所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C：0.03～0.08wt％，Si≤0.15wt％，Mn：0.70～1.40wt％，P≤0.020wt％，S≤0.008wt％，Alt：0.020～0.050wt％，N≤0.006wt％，Cu：0.20～0.55wt％，Cr：0.30～0.60wt％，Ni：0.04～0.20wt％，Ti：0.05～0.09wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。所述高强度耐候钢的制造方法，包括以下依次进行的工艺步骤：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF钢水精炼处理、RH钢水精炼处理、板坯连铸、热连轧、平整。

Description

一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法。
背景技术
高强耐候钢是指屈服强度≥450MPa的耐候钢〔耐大气腐蚀钢)。开发生产高强耐候钢主要是满足新一代集装箱、铁路货运车厢、高速列车车厢、通讯及输电塔架、桥梁及重载汽车制造等行业用钢的更新换代需求，实现提高强度、减轻自重、节能降耗的安全和环保要求。随着我国经济发展，物流业迅猛增长，高强耐候钢在减重、提速、增加货运量、降低物流成本和延长设备使用寿命等方面都起着重要的作用。
中国专利申请号200910301054.0公开了一种高强度耐大气腐蚀钢及其生产方法，该方法制造耐大气腐蚀钢板的化学成分为C≤0.12wt％,Si≤0.75wt％,Mn≤l.5wt％,P≤0.025wt％,S≤0.008wt％，Cr：0.30-1.25wt％，Ni：O.12-0.65wt％，Cu：O.2-0.55wt％，Nb：0.015-0.03wt％，V：0.09-0.15wt％,Ti：0.006-0.02wt％,N：0.0l-0.02wt％，其余为Fe和不可避免的杂质。该方法在钢中添加Nb、V等贵重合金，生产成本高。
综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的高强度耐候钢生产成本高。
发明内容
本发明提供一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法，以解决现有的高强度耐候钢生产成本高的问题。
本发明提出一种制造屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法，所述制造方法包括以下依次进行的工艺步骤：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF钢水精炼处理、RH钢水精炼处理、板坯连铸、热连轧、平整，其中，转炉钢水冶炼步骤中：入炉铁水要求S≤0.040wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气；转炉终点控制C≤0.05wt％，P≤0.018wt％。
进一步的，RH钢水精炼处理步骤中：真空总循环时间15～30min,极限真空保持时间10min以上；净循环时间3min以上；钙处理后软吹氩时间8～10min；钢水镇静时间≥18min。
进一步的，板坯连铸步骤中：采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1530～1560℃，中间包使用碱性覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为1.00～1.42m/min。
进一步的，热连轧步骤中：控制铸坯加热温度为1200～1250℃，保证铸坯在炉温度≥1100℃条件下保持时间≥180min，使钛微合金充分固溶以控制奥氏体晶粒度，最大程度发挥钛微合金化的固溶强化效果；采用七机架热连轧机，终轧温度控制在880～920℃，卷取温度590～630℃。
进一步的，成品厚度为6mm，加热炉均热温度1246℃，在炉温度≥1100℃保持时间196min，终轧温度控制在898℃，卷取温度608℃。
进一步的，成品厚度为6mm，加热炉均热温度1250℃，在炉温度≥1100℃保持时间185min，终轧温度控制在895℃，卷取温度612℃。
进一步的，成品厚度为6mm，加热炉均热温度1248℃，在炉温度≥1100℃保持时间189min，终轧温度控制在901℃，卷取温度610℃。
进一步的，所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C：0.03～0.08wt％，Si≤0.15wt％，Mn：0.70～1.40wt％，P≤0.020wt％，S≤0.008wt％，Alt(全铝或Al的总含量)：0.020～0.050wt％，N≤0.006wt％，Cu：0.20～0.55wt％，Cr：0.30～0.60wt％，Ni：0.04～0.20wt％，Ti：0.05～0.09wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。
进一步的，所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C：0.054wt％，Si：0.057wt％，Mn：0.81wt％，P：0.012wt％，S：0.002wt％，Alt：0.036wt％，N：0.29wt％，Cu：0.26wt％，Cr：0.35wt％，Ni：0.09wt％，Ti：0.077wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素，产品屈服强度ReL≥550MPa，抗拉强度Rm为620～800MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
进一步的，所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C：0.063wt％，Si：0.057wt％，Mn：1.24wt％，P：0.013wt％，S：0.002wt％，Alt：0.037wt％，N：0.28wt％，Cu：0.26wt％，Cr：0.36wt％，Ni：0.09wt％，Ti：0.058wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素，产品屈服强度ReL≥550MPa，抗拉强度Rm为620～800MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
本发明通过成分的优化设计，不添加铌、钒，降低成本，并严格控制钢中N含量，实现该产品的稳定生产，获得机械性能稳定及冷弯、冲击性能良好的高强度耐候钢。本发明所得的冷轧低合金高强钢屈服强度ReL≥550MPa，抗拉强度Rm为620～800MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢，化学成分重量百分比为C：0.03～0.08wt％，Si≤0.15wt％，Mn：0.70～1.40wt％，P≤0.020wt％，S≤0.008wt％，Alt：0.020～0.050wt％，N≤0.006wt％，Cu：0.20～0.55wt％，Cr：0.30～0.60wt％，Ni：0.04～0.20wt％，Ti：0.05～0.09wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法，其工艺路线为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF炉(钢包精炼炉)钢水精炼处理→RH炉(真空循环脱气精炼炉)→板坯连铸→热连轧→平整→检验包装入库；其中，各阶段的工艺特点为：
转炉钢水冶炼：入炉铁水要求S≤0.040Wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气；转炉终点控制C≤0.05Wt％，P≤0.018Wt％；
LF钢水精炼处理：钢水在LF炉进行脱氧及合金化处理；
RH钢水精炼处理：真空总循环时间15～30min,极限真空保持时间10min以上；净循环时间3min以上；钙处理后软吹氩时间8～10min；钢水镇静时间≥18min；
板坯连铸:采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1530～1560℃，中间包使用碱性覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为1.00～1.42m/min。
高精度连铸控制工艺：采取“弱冷+低过热度+恒拉速+高矫直温度”浇铸工艺(①、弱冷：同一铸机生产情况下，本发明涉及钢种所使用冷却水压力与流量为生产其他相同强度级别钢种的85％～95％；②、低过热度：按0～20℃进行控制；③、恒拉速：连铸拉速波动范围控制在0.1m/min以内；④、高矫直温度：提高连铸坯矫直温度至900～950℃，避开铸坯高温脆性区间730℃～880℃)，有效降低了板坯表面裂纹的产生。
热连轧：控制铸坯加热温度为1200～1250℃，保证铸坯在炉温度≥1100℃条件下保持时间≥180min，使钛微合金充分固溶以控制奥氏体晶粒度，最大程度发挥钛微合金化的固溶强化效果；采用七机架热连轧机，终轧温度控制在880～920℃，卷取温度590～630℃。
本发明中，还采取了一下措施：
控制钢水中的N≤0.006wt％，减少板坯连铸过程中Ti与N在液态钢水中的析出，能够降低尺寸粗大的TiN析出物对550MPa级高强度耐候钢韧性的破坏作用；
钢中添加少量的Ti，以减少与Al元素反应的N含量，使AlN的析出受到抑制，有效的减少铸坯的表面裂纹。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢的生产方法采用下述成分配比和具体工艺。其中，表1是各实施例钢的成分(按重量百分比计)。表2是与表1所述实施例对应的工艺参数。表3是与表1各实施例对应的力学性能。其中，表1中实例1和实例2的成分相同，但工艺参数不同，实例3和实例4的成分相同，但工艺参数不同，实例1和实例3的成分不同。
本发明的屈服强度550MPa级高强度耐候钢及其制造方法，使得产品屈服强度ReL≥550MPa，抗拉强度Rm为620～800MPa，延伸率A≥18％，-40℃冲击吸收功Akv≥38J。
进一步的，产品屈服强度ReL≥590MPa，抗拉强度Rm大于650MPa，延伸率A≥20％，-40℃冲击吸收功Akv≥42J。其中，延伸率A可达到23.3％，-40℃冲击吸收功Akv可达到52J。
进一步的，产品屈服强度ReL≥610MPa，抗拉强度Rm大于670MPa，延伸率A≥21％，-40℃冲击吸收功Akv≥47J。
进一步的，产品屈服强度ReL≥620MPa，抗拉强度Rm大于680MPa，延伸率A≥20％，-40℃冲击吸收功Akv≥45J。
进一步的，产品屈服强度ReL≥630MPa，抗拉强度Rm大于700MPa，延伸率A≥21％，-40℃冲击吸收功Akv≥42J。
表1：产品化学成分(wt％)
实例 C Si Mn P S Alt Ti Cu Ni Cr N
实例1 0.054 0.057 0.81 0.012 0.002 0.036 0.077 0.26 0.09 0.35 0.29
实例2 0.054 0.057 0.81 0.012 0.002 0.036 0.077 0.26 0.09 0.35 0.29
实例3 0.063 0.057 1.24 0.013 0.002 0.037 0.058 0.26 0.09 0.36 0.28
实例4 0.063 0.057 1.24 0.013 0.002 0.037 0.058 0.26 0.09 0.36 0.28
表2：各实施例具体的工艺参数
表3：各实施例所得低合金高强钢的力学性能
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种屈服强度550MPa级高强度耐候钢的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下依次进行的工艺步骤：高炉铁水冶炼、铁水脱硫预处理、转炉钢水冶炼、LF钢水精炼处理、RH钢水精炼处理、板坯连铸、热连轧、平整，其中，转炉钢水冶炼步骤中：入炉铁水要求S≤0.040wt％；冶炼过程采用全程底吹氩气；转炉终点控制C≤0.05wt％，P≤0.018wt％；
所述屈服强度550MPa级高强度耐候钢化学成分重量百分比为C：0.03～0.08wt％，Si≤0.15wt％，Mn：0.70～1.40wt％，P≤0.020wt％，S≤0.008wt％，Alt：0.020～0.050wt％，N≤0.006wt％，Cu：0.20～0.55wt％，Cr：0.30～0.60wt％，Ni：0.04～0.20wt％，Ti：0.05～0.58wt％；余量为Fe和不可避免的微量元素；
采用高精度连铸控制工艺：采取“弱冷+低过热度+恒拉速+高矫直温度浇铸工艺：①、弱冷：同一铸机生产情况下，所使用冷却水压力与流量为生产其他相同强度级别钢种的85％～95％；②、低过热度：按0～20℃进行控制；③、恒拉速：连铸拉速波动范围控制在0.1m/min以内；④、高矫直温度：提高连铸坯矫直温度至900～950℃，避开铸坯高温脆性区间730℃～880℃”，有效降低板坯表面裂纹的产生。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，RH钢水精炼处理步骤中：真空总循环时间15～30min,极限真空保持时间10min以上；净循环时间3min以上；钙处理后软吹氩时间8～10min；钢水镇静时间≥18min。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，板坯连铸步骤中：采用钢包下渣检测控制，中间包浇注温度为1530～1560℃，中间包使用碱性覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为1.00～1.42m/min。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，热连轧步骤中：控制铸坯加热温度为1200～1250℃，保证铸坯在炉温度≥1100℃条件下保持时间≥180min，使钛微合金充分固溶以控制奥氏体晶粒度，最大程度发挥钛微合金化的固溶强化效果；采用七机架热连轧机，终轧温度控制在880～920℃，卷取温度590～630℃。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，成品厚度为6mm，加热炉均热温度1246℃，在炉温度≥1100℃保持时间196min，终轧温度控制在898℃，卷取温度608℃。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，成品厚度为6mm，加热炉均热温度1250℃，在炉温度≥1100℃保持时间185min，终轧温度控制在895℃，卷取温度612℃。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，成品厚度为6mm，加热炉均热温度1248℃，在炉温度≥1100℃保持时间189min，终轧温度控制在901℃，卷取温度610℃。
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