CN108425066A - 一种角钢及其制备和其制造的铁塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种角钢及其制备和其制造的铁塔。其中所述角钢肢宽范围为280mm~500mm,重量百分比成分:C:0.15~0.18%,Si:0.25~0.50%,Mn:1.35~1.55%,P≤0.020%,S≤0.025%,V:0.060~0.090%,Als≥0.015%,Ceq≤0.44%,其余为Fe。本发明的特大规格角钢具有良好的低温韧性和强度性能,可以解决低温地区(‑30℃~0℃)输电铁塔主材匮乏和角钢双拼、多拼结构复杂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域,具体的说,是涉及一种角钢及其制备和其制造的铁塔。
背景技术
随着我国特高压直流、交流输电线路建设的快速推进,在一些特高压输电铁塔中,即使采用220mm、250mm大规格角钢,仍须采用双拼、多拼(四拼)角钢,从而给设计、铁塔加工带来难度。为了彻底解决输电铁塔双拼、多拼角钢结构问题,有必要开展特大规格角钢研发,输电线路铁塔使用特大规格角钢可以使主材变双拼角钢为单角钢,提高角钢承载能力的可靠度,方便设计、铁塔加工和组塔施工。
我国标准按照钢材的S、P含量和冲击试验要求不同,将结构用钢分成了不同的质量等级(见表1)。目前,我国以Q345B、Q420B热轧等边角钢应用最为广泛,以B级质量角钢的产品质量较为稳定,但其仅有室温下的冲击韧性保证。
表1 GB/T 1591-2008《低合金高强度结构钢》对钢材质量等级要求
按照我国电网规划,将在我国东北、华北、西北地区建设特高压输电线路,在北纬40度以上区域冬季平均温度达到-10℃以下,在更高纬度地区冬季温度达-20℃以下,极限温度在-40℃以下。这些地区冬季气温较低,要求有更低温度下(-20℃)的冲击韧性保证,而目前我国仅少数钢厂能够生产C级质量的角钢,D、E级质量的角钢目前国内均不具备生产能力,从而给寒冷地区输电铁塔长期安全运行带来隐患。为此,有必要开发新的热轧等边角钢,以满足输电线路铁塔的需要。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种特大规格低温高韧性角钢;
本发明的另一目的在于提供所述角钢的制备方法;
本发明的再一目的在于提供所述的角钢轧制得到的角钢;所述角钢在-20℃时冲击功大于34J;
本发明的再一目的在于提供所述的角钢制造的铁塔。
为达上述目的,一方面,本发明提供了一种特大规格低温高韧性角钢,其中,所述角钢含有如下重量百分比成分:C:0.15~0.18%,Si:0.25~0.50%,Mn:1.35~1.55%,P≤0.020%,S≤0.025%,V:0.060~0.090%,Als≥0.015%,Ceq≤0.44%,其余为Fe。
根据本发明一些具体实施方案,其中,Als含量为0.015~0.050%。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢含有如下重量百分比成分:C:0.15~0.18%,Si:0.25~0.50%,Mn:1.35~1.52%,P≤0.020%,S≤0.025%,V:0.075~0.085%,Als:0.028~0.040%,Ceq≤0.44%,其余为Fe。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢含有如下重量百分比成分:C:0.15~0.18%,Si:0.25~0.50%,Mn:1.35~1.52%,P:0.10-0.17%,S:0.008-0.020%,V:0.075~0.085%,Als:0.028~0.040%,Ceq:0.420-0.425%,其余为Fe。
所述角钢为特大规格低温高韧性角钢。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢的制备方法包括:冶炼和铸坯轧制的步骤,其中铸坯出炉温度为1200~1260℃,开轧温度≥1100℃,终轧温度为950~1030℃。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢的制备方法包括:
1)冶炼;
2)铸坯轧制:铸坯总压缩比不小于6;
3)冷却至室温。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢的制备方法包括:
1)冶炼:采用转炉冶炼、炉外精炼、电磁搅拌、保护浇铸制得铸坯;
2)铸坯轧制:铸坯按延伸孔型、切分孔型、蝶式孔型和成品孔型顺序轧制,总压缩比不小于6;
3)冷却:采用风冷至室温。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢肢宽为280~500mm。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢肢宽为320~500nm。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢为热轧等边角钢。
所述角钢为Q420级特大规格角钢。
本发明的角钢韧性能够达到D级标准。
另一方面,本发明还提供了所述角钢的制备方法,其中,所述角钢的制备方法包括:冶炼和铸坯轧制的步骤,其中铸坯出炉温度为1200~1260℃,开轧温度≥1100℃,终轧温度为950~1030℃。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢的制备方法包括:
1)冶炼;
2铸坯轧制:铸坯总压缩比不小于6;
3)冷却至室温。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述角钢的制备方法包括:
1)冶炼:采用转炉冶炼、炉外精炼、电磁搅拌、保护浇铸制得铸坯;
2)铸坯轧制:铸坯按延伸孔型、切分孔型、蝶式孔型和成品孔型顺序轧制,总压缩比不小于6;
3)冷却:采用风冷至室温。
又一方面,本发明还提供了所述的角钢所制造的铁塔。
根据本发明一些具体实施方案,其中,所述铁塔为输电铁塔。
综上所述,本发明提供了一种低温高韧性角钢及其制备和应用。本发明的方案具有如下优点:(1)与具有相同强度等级的常规热轧等边角钢相比,其在-20℃时的冲击吸收能量最低可达34J以上,解决了低温地区铁塔主材用钢问题。(2)使输电铁塔主材由双拼或四拼角钢变成单角钢,提高角钢承载能力,减轻塔重,降低耗钢量;减少加工误差带来的不利影响,加快组塔效率。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果,旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点,不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
Q420级∠320mm×320mm×35mm角钢
(1)冶炼及化学成分:120吨顶底复吹转炉冶炼、120吨LF炉精炼、连铸机配备结晶器电磁搅拌装置,保护浇铸,经四机四流全弧形连铸机浇铸出320mm×460mm铸坯,自然堆垛冷却至室温,其化学成分如表2所示。
表2化学成分(质量分数)%
(2)温度控制:铸坯出炉温度为1230℃,开轧温度为1140℃,终轧温度为990℃;
(3)铸坯轧制:铸坯按延伸孔型、切分孔型、蝶式孔型和成品孔型顺序轧制,总压缩为7.4;
(4)角钢冷却:采用风冷至室温。
最后对生产角钢进行矫直,并对其进行力学性能测试。按GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》进行取样与加工,按GB/T13239-2006《金属材料低温拉伸试验方法》对其进行低温性能测试,按GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行V型缺口试样冲击试验,其测试性能如表3和表4所示。
表3冲击功Ak/J
表4力学性能
实施例2
Q420级∠320mm×320mm×35mm角钢
(1)冶炼及化学成分:120吨顶底复吹转炉冶炼、120吨LF炉精炼、连铸机配备结晶器电磁搅拌装置,保护浇铸,经四机四流全弧形连铸机浇铸出320mm×460mm铸坯,自然堆垛冷却至室温,其化学成分如表5所示。
表5化学成分(质量分数)%
(2)温度控制:铸坯出炉温度为1230℃,开轧温度为1140℃,终轧温度为1020℃;
(3)铸坯轧制:铸坯按延伸孔型、切分孔型、蝶式孔型和成品孔型顺序轧制,总压缩为7.4;
(4)角钢冷却:采用风冷至室温。
最后对生产角钢进行矫直,并对其进行力学性能测试。按GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》进行取样与加工,按GB/T13239-2006《金属材料低温拉伸试验方法》对其进行低温性能测试,按GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行V型缺口试样冲击试验,其测试性能如表6和表7所示。
表6冲击功Ak/J
表7力学性能
实施例3
Q420级∠320mm×320mm×35mm角钢
(1)冶炼及化学成分:120吨顶底复吹转炉冶炼、120吨LF炉精炼、连铸机配备结晶器电磁搅拌装置,保护浇铸,经四机四流全弧形连铸机浇铸出320mm×460mm铸坯,自然堆垛冷却至室温,其化学成分如表8所示。
表8化学成分(质量分数)%
碳C | 硅Si | 锰Mn | 磷P | 硫S | 钒V | Als | Fe |
0.16 | 0.34 | 1.49 | 0.011 | 0.012 | 0.075 | 0.035 | 余量 |
(2)温度控制:铸坯出炉温度为1220℃,开轧温度为1130℃,终轧温度为960℃;
(3)铸坯轧制:铸坯按延伸孔型、切分孔型、蝶式孔型和成品孔型顺序轧制,总压缩为7.4;
(4)角钢冷却:采用风冷至室温。
最后对生产角钢进行矫直,并对其进行力学性能测试。按GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》进行取样与加工,按GB/T13239-2006《金属材料低温拉伸试验方法》对其进行低温性能测试,按GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行V型缺口试样冲击试验,其测试性能如表9和表10所示。
表9冲击功Ak/J
表10力学性能
Claims (10)
1.一种角钢,其中,所述角钢含有如下重量百分比成分:C:0.15~0.18%,Si:0.25~0.50%,Mn:1.35~1.55%,P≤0.020%,S≤0.025%,V:0.060~0.090%,Als≥0.015%,Ceq≤0.44%,其余为Fe;优选Als为0.015~0.050%。
2.根据权利要求1所述的角钢,其中,所述角钢的制备方法包括:冶炼和铸坯轧制的步骤,其中铸坯出炉温度为1200~1260℃,开轧温度≥1100℃,终轧温度为950~1030℃。
3.根据权利要求2所述的角钢材料,其中,所述角钢材料的制备方法包括:
1)冶炼;
2)铸坯轧制:铸坯总压缩比不小于6;
3)冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的角钢,其中,所述角钢的制备方法包括:
1)冶炼:采用转炉冶炼、炉外精炼、电磁搅拌、保护浇铸制得铸坯;
2)铸坯轧制:铸坯按延伸孔型、切分孔型、蝶式孔型和成品孔型顺序轧制,总压缩比不小于6;
3)采用风冷至室温。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的角钢,其中所述角钢肢宽为280~500mm。
6.根据权利要求5所述的角钢,其中所述角钢肢宽为320~500nm。
7.根据权利要求1~4任意一项所述的角钢,其中所述角钢为热轧等边角钢。
8.权利要求1~7任意一项所述角钢的制备方法,其中,所述角钢的制备方法包括:冶炼和铸坯轧制的步骤,其中铸坯出炉温度为1200~1260℃,开轧温度≥1100℃,终轧温度为950~1030℃。
9.权利要求1~7任意一项所述的角钢所制造的铁塔。
10.根据权利要求9所述的铁塔,其中,所述铁塔为输电铁塔。
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CN112011737A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-12-01 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种桥梁结构用390MPa级耐-20℃热轧角钢及其生产方法 |
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CN103938075A (zh) * | 2014-04-04 | 2014-07-23 | 北京国网富达科技发展有限责任公司 | 一种铁塔用高韧性q420级热轧等边角钢的制备方法 |
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CN112011737B (zh) * | 2020-08-18 | 2021-10-15 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种桥梁结构用390MPa级耐-20℃热轧角钢及其生产方法 |
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