CN110527896B - 一种热轧型钢及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热轧型钢，所述热轧型钢按重量百分比计，其化学成分组成为：C 0.08～0.20wt％、Si 0.10～0.40wt％、Mn 0.80～1.25wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.25～0.40wt％、Cr 0.20～0.40wt％、Ni 0.20～0.40wt％、Nb 0.01～0.04wt％、V 0.02～0.04wt％，Bi 0.01～0.02wt％，Ce 0.01～0.03wt％，不含有Ti，其余为铁和微量杂质。其产工艺，包括以下步骤：(1)铁水预处理，(2)转炉冶炼，(3)LF精炼，(4)异型坯连铸，(5)板坯加热，(6)轧制，(7)冷却矫直，(8)定尺锯切。本发明通过Si和Mn含量优选，在一定程度上提高了热轧H型钢的屈服强度和抗冲击性能；本发明电梯导轨用热轧型钢不含有Ti元素，可以减少其与N、O、S、C、Fe形成的化合物对钢结构性能的影响。

Description

一种热轧型钢及其生产工艺
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种热轧型钢及其生产工艺。
背景技术
热轧型钢是经热轧成型并自然冷却得到的钢材，包括偏钢、方钢、角钢、H型钢、槽钢、螺纹钢等，是各项基础建设中常用的钢材，在机械、化工、造船、矿山、石油、铁路等行业中大量使用。
随着城市化进程的发展，电梯的建设量越来越大，而且其承载的荷载也越来越高，这就对电梯用热轧型钢提出了新的强度(抗拉强度、屈服强度、低温冲击韧性等)要求。
现有的电梯导轨用热轧型钢采用YB/T157-1999标准，其Q235A钢号要求抗拉强度≥375MPa，断后伸长率要求≥24％。而现有的Q235A型电梯导轨用热轧型钢虽然达到上述标准，但是其抗拉强度和断后伸长率相对较低。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种热轧型钢及其生产工艺，实现生产的热轧型钢具有优良低温冲击韧性和抗拉强度的耐候性。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种热轧型钢，所述热轧型钢按重量百分比计，其化学成分组成为：C 0.08～0.20wt％、Si 0.10～0.40wt％、Mn 0.80～1.25wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.25～0.40wt％、Cr 0.20～0.40wt％、Ni 0.20～0.40wt％、Nb 0.01～0.04wt％、V 0.02～0.04wt％，Bi 0.01～0.02wt％，Ce 0.01～0.03wt％，不含有Ti，其余为铁和微量杂质。
进一步地，所述热轧型钢为电梯导轨用热轧型钢。
一种电梯导轨用热轧型钢生产工艺，包括以下步骤：
(1)铁水预处理：将生铁和/或废钢加热进行熔化，出钢过程中使用Si和Mn进行预脱氧合金化，使用硅钙进行深脱氧合金化，脱硫后S≤0.01wt％；
(2)转炉冶炼：采用单渣法，炉渣碱度控制在2.8-3.5；
(3)LF精炼：根据转炉钢水成份及温度进行脱硫，精炼后期加入Ce和Bi的化合物，调整Ce和Bi元素的百分比；
(4)异型坯连铸：全程保护浇注；
(5)板坯加热：控制板坯之间的间距100-200mm，炉内压力20-25Pa；
(6)轧制：粗轧开扎温度为1250-1300℃，终扎温度900-1200℃；
(7)冷却：冷却矫直；
(8)定尺锯切。
进一步地，所述步骤(1)所述加热熔化的温度为1400～1480℃。
进一步地，所述步骤(3)LF加热时间为20-35min，精炼时间为20-30min。
进一步地，所述步骤(5)中所述加热的时间为90-120min，所述加热的温度为1250-1300℃。
进一步地，所述板坯加热后使用高压水进行除磷操作。
进一步地，所述步骤(7)冷却工艺为先以10-35℃/S的冷却速度降温至650-800℃，然后空冷至100-120℃后进行矫直。
Ti是微合金元素，与N、O、C有较强的亲和力。其与C会形成碳化物TiC，TiC不易分解，比较稳定，其会阻止钢晶粒长大粗化。由于Ti元素过于活泼，可以与钢中多种元素结合，如N、O、S、C、Fe。而各种结合物的特性不同，对钢材的影响也不相同，这样对钢材性能的影响过于复杂，不易控制。虽然在钢液凝固过程中形成的大量弥散分布的TiC颗粒，在一定程度上可以成为钢液凝固时的固体晶核，利于钢的结晶，细化钢的组织，减少粗大柱状晶和树枝状组织的生成。本发明通过Nb、Ni的细化晶粒作用来提高钢的低温冲击韧性。因此利用本发明的方法生产的电梯导轨用热轧型钢不含有Ti元素。
本发明通过Bi的添加有利于细化钢组织晶粒，体系易形成一种结构稳定且密度均匀的奥氏体晶粒，使得热轧型钢的抗拉强度和延伸率增加。
本发明的有益效果包括：
本发明通过Si和Mn含量优选，在一定程度上提高了热轧H型钢的屈服强度和抗冲击性能；
本发明在LF精炼工段加入Ce和Bi元素化合物，Bi与Ce容易形成高熔点的稳定的化合物，进而作为钢液凝固时的异质核心，细化钢结构组织，实现了生产的热轧型钢的高屈服强度和抗冲击性能；
本发明电梯导轨用热轧型钢不含有Ti元素，可以减少其与N、O、S、C、Fe形成的化合物对钢结构性能的影响。
具体实施方式
下面结合实施例作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
电梯导轨用热轧型钢，按重量百分比计，其化学成分组成为：C 0.15wt％、Si0.30wt％、Mn 1.0wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.30wt％、Cr 0.30wt％、Ni0.3wt％、Nb 0.03wt％、V 0.03wt％，Bi 0.01wt％，Ce 0.02wt％，不含有Ti，其余为铁和微量杂质。
一种电梯导轨用热轧型钢生产工艺，包括以下步骤：
(1)铁水预处理：将生铁和/或废钢加热至1400℃进行熔化，出钢过程中使用Si和Mn进行预脱氧合金化，使用硅钙进行深脱氧合金化，脱硫后S≤0.01wt％；
(2)转炉冶炼：采用单渣法，炉渣碱度控制在3.0；
(3)LF精炼：根据转炉钢水成份及温度进行脱硫，精炼后期加入Ce和Bi的化合物，调整Ce和Bi元素的百分比，加热时间为20min，精炼时间为20min；
(4)异型坯连铸：全程保护浇注；
(5)板坯加热：控制板坯之间的间距100mm，炉内压力20Pa，加热的时间为90min，所述加热的温度为1250℃；板坯加热后使用高压水进行除磷操作；
(6)轧制：粗轧开扎温度为1250℃，终扎温度900℃；
(7)冷却：先以20℃/S的冷却速度降温至700℃，然后空冷至110℃后进行矫直；
(8)定尺锯切。
实施例2
电梯导轨用热轧型钢，按重量百分比计，其化学成分组成为：C 0.08wt％、Si0.10wt％、Mn 0.80wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.25wt％、Cr 0.20wt％、Ni0.20wt％、Nb 0.01wt％、V 0.02wt％，Bi 0.02wt％，Ce 0.03wt％，不含有Ti，其余为铁和微量杂质。
一种电梯导轨用热轧型钢生产工艺，包括以下步骤：
(1)铁水预处理：将生铁和/或废钢加热至1450℃进行熔化，出钢过程中使用Si和Mn进行预脱氧合金化，使用硅钙进行深脱氧合金化，脱硫后S≤0.01wt％；
(2)转炉冶炼：采用单渣法，炉渣碱度控制在2.8；
(3)LF精炼：根据转炉钢水成份及温度进行脱硫，精炼后期加入Ce和Bi的化合物，调整Ce和Bi元素的百分比，加热时间为30min，精炼时间为30min；
(4)异型坯连铸：全程保护浇注；
(5)板坯加热：控制板坯之间的间距200mm，炉内压力20Pa，加热的时间为100min，所述加热的温度为1280℃；板坯加热后使用高压水进行除磷操作；
(6)轧制：粗轧开扎温度为1280℃，终扎温度1100℃；
(7)冷却：先以15℃/S的冷却速度降温至650℃，然后空冷至100℃后进行矫直；
(8)定尺锯切。
实施例3
电梯导轨用热轧型钢，按重量百分比计，其化学成分组成为：C 0.20wt％、Si0.40wt％、Mn 1.25wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.40wt％、Cr 0.40wt％、Ni0.40wt％、Nb 0.04wt％、V 0.04wt％，Bi 0.02wt％，Ce 0.01wt％，不含有Ti，其余为铁和微量杂质。
一种电梯导轨用热轧型钢生产工艺，包括以下步骤：
(1)铁水预处理：将生铁和/或废钢加热至1480℃进行熔化，出钢过程中使用Si和Mn进行预脱氧合金化，使用硅钙进行深脱氧合金化，脱硫后S≤0.01wt％；
(2)转炉冶炼：采用单渣法，炉渣碱度控制在3.5；
(3)LF精炼：根据转炉钢水成份及温度进行脱硫，精炼后期加入Ce和Bi的化合物，调整Ce和Bi元素的百分比，加热时间为35min，精炼时间为30min；
(4)异型坯连铸：全程保护浇注；
(5)板坯加热：控制板坯之间的间距150mm，炉内压力25Pa，加热的时间为120min，所述加热的温度为1300℃；板坯加热后使用高压水进行除磷操作；
(6)轧制：粗轧开扎温度为1300℃，终扎温度1200℃；
(7)冷却：先以35℃/S的冷却速度降温至800℃，然后空冷至120℃后进行矫直；
(8)定尺锯切。
对比例1
电梯导轨用热轧型钢，按重量百分比计其化学成分组成为：C 0.15wt％、Si0.30wt％、Mn 1.0wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.30wt％、Cr 0.30wt％、Ni0.3wt％、Nb 0.03wt％、V 0.03wt％，Bi 0.01wt％，Ce 0.02wt％，Ti 0.02wt％，其余为铁和微量杂质。按实施例1得生产工艺生产电梯导轨用热轧型钢。
对比例2
电梯导轨用热轧型钢，按重量百分比计其化学成分组成为：C 0.15wt％、Si0.30wt％、Mn 1.0wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu 0.30wt％、Cr 0.30wt％、Ni0.3wt％、Nb 0.03wt％、V 0.03wt％，Ce 0.02wt％，其余为铁和微量杂质。按实施例1得生产工艺生产电梯导轨用热轧型钢。
表1为实施例和对比例生产的电梯导轨用热轧型钢的性能测试表。
表1为实施例和对比例生产的电梯导轨用热轧型钢的性能测试表
Figure BDA0002210514960000051
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明；但对于本领域的普通技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热轧型钢，其特征在于，所述热轧型钢按重量百分比计，其化学成分组成为：C0.08～0.20wt％、Si 0.10～0.40wt％、Mn 0.80～1.25wt％、P≤0.02wt％、S≤0.01wt％、Cu0.25～0.40wt％、Cr 0.20～0.40wt％、Ni 0.20～0.40wt％、Nb 0.01～0.04wt％、V 0.02～0.04wt％，Bi 0.01~0.02wt%，Ce 0.01~0.03wt%，不含有Ti，其余为铁和微量杂质；
所述热轧型钢为电梯导轨用热轧型钢；
所述电梯导轨用热轧型钢的生产工艺，包括以下步骤：
（1）铁水预处理：将生铁和/或废钢加热进行熔化，出钢过程中使用Si和Mn进行预脱氧合金化，使用硅钙进行深脱氧合金化，脱硫后S≤0.01wt％；
（2）转炉冶炼：采用单渣法，炉渣碱度控制在2.8-3.5；
（3）LF精炼：根据转炉钢水成份及温度进行脱硫，精炼后期加入Ce和Bi的化合物，调整Ce和Bi元素的百分比；
（4）异型坯连铸：全程保护浇注；
（5）板坯加热：控制板坯之间的间距100-200mm，炉内压力20-25Pa；
（6）轧制：粗轧开轧温度为1250-1300℃，终轧温度900-1200℃；
（7）冷却：冷却矫直；
（8）定尺锯切。
2.根据权利要求1所述的一种热轧型钢，其特征在于，所述步骤（1）所述加热熔化温度为1400~1480℃。
3.根据权利要求1所述的一种热轧型钢，其特征在于，所述步骤（3）LF加热时间为20-35min，精炼时间为20-30min。
4.根据权利要求1所述的一种热轧型钢，其特征在于，所述步骤（5）中所述加热的时间为90-120min，所述加热的温度为1250-1300℃。
5.根据权利要求1所述的一种热轧型钢，其特征在于，所述板坯加热后使用高压水进行除磷操作。
6.根据权利要求1所述的一种热轧型钢，其特征在于，所述步骤（7）冷却工艺为先以10-35℃/S的冷却速度降温至650-800℃，然后空冷至100-120℃后进行矫直。
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