CN108950408A - 一种角钢及其制备和其制造的铁塔 - Google Patents

一种角钢及其制备和其制造的铁塔 Download PDF

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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：0.16～0.19％，Si：0.25～0.50％，Mn：1.35～1.55％，P≤0.020％，S≤0.025％，V：0.015～0.040％，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(‑40℃～0℃)输电铁塔主材匮乏和角钢双拼、多拼结构复杂的问题。

Description

一种角钢及其制备和其制造的铁塔
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，即使采用肢宽为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；所述角钢在-40℃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中。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种角钢，其中，所述钢材料含有如下重量百分比成分：C：0.16～0.19％，Si：0.25～0.50％，Mn：1.35～1.55％，P≤0.020％，S≤0.025％，V：0.015～0.040％，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％。
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：铸坯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950～1000℃。
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Q345级特大规格角钢。
本发明的角钢韧性能够达到E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：铸坯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950～1000℃。
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-40℃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
Q345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)％
碳C 硅Si 锰Mn 磷P 硫S 钒V 碳当量Ceq Als Fe
0.18 0.29 1.44 0.016 0.009 0.027 0.425 0.04 余量
(2)温度控制：铸坯出炉温度为1220℃，开轧温度为1110℃，终轧温度为980℃；
(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
Q345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)％
碳C 硅Si 锰Mn 磷P 硫S 钒V 碳当量Ceq Als Fe
0.017 0.44 1.39 0.015 0.008 0.018 0.405 0.016 余量
(2)温度控制：铸坯出炉温度为1220℃，开轧温度为1110℃，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6和表7所示。
表6冲击功Ak/J
表7力学性能
实施例3
Q345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 碳当量Ceq Als Fe
0.16 0.34 1.53 0.013 0.010 0.035 0.392 0.020 余量
(2)温度控制：铸坯出炉温度为1230℃，开轧温度为1120℃，终轧温度为950℃；
(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：0.16～0.19％，Si：0.25～0.50％，Mn：1.35～1.55％，P≤0.020％，S≤0.025％，V：0.015～0.040％，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：铸坯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950～1000℃。
3.根据权利要求2所述的角钢，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。
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)冷却：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，其中所述角钢肢宽为热轧等边角钢。
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：铸坯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950～1000℃。
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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