CN109881085A - 基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带q345及其制造方法 - Google Patents

基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带q345及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，化学成分按质量百分比包括：C:≤0.05％；Si:0.15～0.3％；Mn:≤0.7％；Nb:≤0.04％；P:≤0.03％；S:≤0.003％；N:≤0.005％，余量为铁及不可避免的杂质元素。该制造方法将钢水经过双辊连铸得到厚度为1.4‑2.5mm的铸带，再经过一次热轧轧制成厚度为0.7‑1.9mm的热轧薄带，并经过冷却速率为30‑80℃/s的气雾冷却，冷却至400‑600℃卷取成卷。该制造方法所制造的热轧薄带钢厚度薄、强度高、生产工序少、生产成本及人力成本显著降低，并且低碳低锰的成分设计也解决了传统低合金高强度钢Q345碳、锰含量较高，不易焊接的问题。

Description

基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345及其制造方法
技术领域
本发明属于低合金高强钢制造领域，特别涉及基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345及其制造方法。
背景技术
钢铁工业作为国民经济的支柱产业正在迅猛发展，但我国钢铁工业一直面临能源短缺、资源匮乏、投资大、成本高和环境污染严重等问题。钢铁行业的进一步发展，需要大力开发节省能源资源、减少环境污染、增加循环利用、实现环境友好的新一代钢铁生产工艺流程，以实现钢铁工业的可持续发展。双辊铸轧技术正是适应这种形势的一种短流程、低能耗、投资省、成本低和绿色环保的新工艺技术。
双辊铸轧工艺生产热轧带卷所耗能源是厚板坯连铸工艺的16％，是薄板坯连铸工艺的32％，是ESP生产工艺45.5％，产生的CO2排放量为厚板坯生产工艺的24.9％，为薄板坯生产工艺的44.4％，为ESP生产工艺的33.7％，燃耗减少95％，水耗减少80％，节能环保效果显著。
Q345钢是典型的低合金钢，为目前中国用途最广、用量最大的结构钢，需保证较高且稳定的抗拉强度以及优良的焊接性能。常规Q345卷板制造方法为了有效提高钢的机械强度一般采用中低碳、高锰设计，C含量在 0.1％～0.2％之间，锰含量在0.75％～1.2％。由于较高的C含量和C当量，常规Q345卷板的焊接性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345及其制造方法，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。
一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345，其化学成分按质量百分比包括：
C：≤0.05％；
Si：0.15～0.3％；
Mn：≤0.7％；
Nb：≤0.04％；
P：≤0.03％；
S：≤0.003％；
N：≤0.005％；
余量为铁及不可避免的杂质元素。
可选地，为了提高Q345的强度，其成分配比中加入适量的Cr，V，Ti 等合金元素，其质量百分比不超过2％。
相应地，本发明实施例还公开了一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带 Q345的制造方法，包括步骤：
1)按照上述化学成分以及比例配料，冶炼获得钢水；
2)将步骤1)获得的钢水进行薄带连铸，获得铸带；
3)将步骤2)中的铸带经过热轧，最后进行冷却卷取。
优选地，在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，采用电炉炼钢，VD炉脱气，LF精炼，得到成分合格钢水。
优选地，在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，将钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，钢水的开浇温度为1500～1600℃，铸轧速度为20～120m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。
优选地，在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，所述铸带的厚度为1.4-2.5mm。
优选地，在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，所述铸带经过压下量为10～50％的一道次热轧轧制成薄带，热轧温度为850～1050℃。
优选地，在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，所述薄带的厚度为0.7～1.9mm。
优选地，在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，所述热轧后的薄带以30-80℃/s的速率冷却至400～600℃，卷取后得到热轧卷，然后空冷至室温。
在上述的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法中，生产的Q345薄带的屈服强度为≥380MPa，抗拉强度为520～590MPa，延伸率≥20％。
有益技术效果
与现有技术相比，本发明所获得的有益技术效果至少在于：
1、从上述的技术方案可知，本发明提供的一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，采用薄带铸轧的短流程生产方法生产Q345，生产工序少，生产成本及人力成本显著降低。
2、本发明所提供的Q345热轧薄带钢厚度薄，强度高，可代替传统的厚规格高强度热轧带钢产品，达到了降低成本、节能环保的效果。
3、本发明所提供的Q345热轧薄带，采用超低碳、低锰成分，焊接性能更好。常规Q345钢中主要的合金元素含量为：C：0.1～0.2％；Si：0.15～0.5％； Mn：0.75～1.2％。其碳当量Ceq值为0.23～0.33，冷裂纹敏感指数Pcm值为 0.143～0.21。作为对比，对比例中的Q345热轧薄带的碳当量Ceq值不大于 0.178，冷裂纹敏感指数Pcm值不大于0.095。显然本发明的Q345热轧薄带的焊接性能更好。
4、本发明所提供的Q345热轧薄带，添加微量元素Nb不仅解决了降低锰含量带来的强度降低的问题，还因为Nb微合金析出物的作用，使得热轧薄带Q345组织细化和均匀化，有效提高了热轧薄带Q345的综合力学性能。
5、本发明提供的Q345热轧薄带的金相组织为不规则的非等轴铁素体和针状铁素体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单的介绍。描述中的附图仅仅是本发明中记载的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例1中获得的Q345的金相组织照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明实施例公开了一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345，其化学成分按质量百分比包括：C：≤0.05％；Si：0.15～0.3％；Mn：≤0.7％；Nb：≤0.04％；P：≤0.03％；S：≤0.003％；N：≤0.005％；余量为铁及不可避免的杂质元素。
相应地，本发明实施例还公开了一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带 Q345的制造方法，包括步骤：
1)按照上述的化学成分以及比例配料，冶炼获得钢水；
2)所得的成分合格的钢水进行薄带连铸，获得铸带；
3)铸带进行一道次热轧，以及气雾冷却，随后卷取成卷。
下面根据具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)冶炼：电炉炼钢，VD炉脱气，LF精炼，得到成分合格钢水，按重量百分比为：C：0.024％；Si：0.28％；Mn：0.6％；Nb：0.023％；P：0.01％； S：0.002％；N：0.003％；余量为铁及不可避免的杂质元素。
(2)薄带连铸：将成分合格的钢水采用双辊铸机进行铸轧，钢水的开浇温度1510℃，铸轧速度45m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。获得厚度为2.2mm的铸带。
(3)热轧：铸带随后经过压下量为18％的一道次热轧轧制成1.8mm的薄带，热轧温度为1050℃。
(4)冷却及卷取：热轧薄带以40℃/s的速率冷却至600℃，卷取后得到热轧卷，然后空冷至室温。
表1实施例1获得的Q345力学性能
图1示出了实施例1获得的Q345的金相照片。
实施例2
(1)冶炼：电炉炼钢，VD炉脱气，LF精炼，得到成分合格钢水，按重量百分比为：C：0.03％；Si：0.23％；Mn：0.52％；Nb：0.025％；P：0.012％； S：0.0018％；N：0.0038％；余量为铁及不可避免的杂质元素。
(2)薄带连铸：将成分合格的钢水采用双辊铸机进行铸轧，钢水的开浇温度1550℃，铸轧速度70m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。获得厚度为1.8mm的铸带。
(3)热轧：铸带随后经过压下量为33％的一道次热轧轧制成1.2mm的薄带，热轧温度为950℃。
(4)冷却及卷取：热轧薄带以55℃/s的速率冷却至500℃，卷取后得到热轧卷，然后空冷至室温。
表2实施例2获得的Q345力学性能
实施例3
(1)冶炼：电炉炼钢，VD炉脱气，LF精炼，得到成分合格钢水，按重量百分比为：C：0.037％；Si：0.18％；Mn：0.35％；Nb：0.032％；P：0.008％； S：0.001％；N：0.0023％；余量为铁及不可避免的杂质元素。
(2)薄带连铸：将成分合格的钢水采用双辊铸机进行铸轧，钢水的开浇温度1570℃，铸轧速度100m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。获得厚度为1.5mm的铸带。
(3)热轧：铸带随后经过压下量为47％的一道次热轧轧制成0.8mm的薄带，热轧温度为850℃。
(4)冷却及卷取：热轧薄带以65℃/s的速率冷却至400℃，卷取后得到热轧卷，然后空冷至室温。
表3实施例3获得的Q345力学性能
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
1)按照如下化学成分以及质量比例配料，
C：≤0.05％；
Si：0.15～0.3％；
Mn：≤0.7％；
Nb：≤0.04％；
P：≤0.03％；
S：≤0.003％；
N：≤0.005％；
余量为铁及不可避免的杂质元素，冶炼获得钢水；
2)将步骤1)获得的钢水进行薄带连铸，获得铸带；
3)将步骤2)中的铸带经过一道次热轧轧制成热轧薄带，随后热轧薄带经过气雾冷却并卷取成卷。
2.根据权利要求1所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，还包括：向钢水的成分配比中加入质量百分比不超过2％的Cr、V、和/或Ti合金元素。
3.根据权利要求2所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，所述步骤1)中，采用电炉炼钢，VD炉脱气，LF精炼，得到成分合格的钢水。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，所述步骤2)中，钢水采用双辊铸轧设备进行薄带连铸，钢水的开浇温度为1500～1600℃，铸轧速度为20～120m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。
5.根据权利要求4所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，薄带连铸的铸带厚度为1.4-2.5mm，宽度为700-1700mm。
6.根据权利要求1-3中的任意一项所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，铸带经过压下量为10-50％的一道次热轧轧制成热轧薄带。
7.根据权利要求6所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，一道次热轧的热轧温度为850-1050℃。
8.根据权利要求1-3中的任意一项所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，热轧薄带的气雾冷却速率为30-80℃/s。
9.根据权利要求1-3中的任意一项所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，热轧薄带钢的卷取温度为400-600℃。
10.根据权利要求6所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法，其中，所述热轧薄带的厚度为0.7-1.9mm，宽度为700-1700mm。
11.一种易焊接热轧薄带Q345，其特征在于，采用根据权利要求1-10中的任意一项所述的基于双辊铸轧的易焊接热轧薄带Q345的制造方法进行制造。
12.根据权利要求11所述的易焊接热轧薄带Q345，其中，所得热轧薄带Q345的碳当量Ceq值小于0.178，冷裂纹敏感指数Pcm值小于0.095。
13.根据权利要求11或12所述的易焊接热轧薄带Q345，其中，其金相组织为不规则的非等轴铁素体和针状铁素体。
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