CN111961967B - 小压缩比厚规格控轧型q345gje建筑结构用钢板及其生产方法 - Google Patents

小压缩比厚规格控轧型q345gje建筑结构用钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板，其特征在于，钢板厚度规格为[60,80]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，并满足碳当量CEV≤0.40％。本发明还公开一种上述钢板的生产方法，本发明采用适中的碳含量及碳当量，采用控轧控冷的方法，特别是采用有特点的水冷工艺，使60～80mm的特厚钢板实现沿厚度方向均匀一致的强韧性匹配，不仅保证了钢板的Z35厚度方向性能、屈强比、探伤性能等要求，还简化了工艺流程、缩短了制造周期，提高了焊接性能。

Description

小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板及其生产 方法
技术领域
本发明属于高质量钢铁产品制造领域，特别涉及一种小压缩比的厚规格建筑结构用钢板及其生产方法。
背景技术
随着我国钢材供应量和技术、质量水平的持续提高，建筑物使用的材料正在由混凝土向钢结构转变。与混凝土相比，钢结构具有结构重量轻、跨度大、建造周期短、可在工厂进行预制、可方便回收等一系列优势。我国的高层建筑、大跨度会展中心、火车站、工业厂房等建筑采用钢结构越来越多，而且使用钢板的厚度也越来越大，对钢板的技术要求也越来越高。
对于连铸坯断面不是太大，又没有钢锭铸造的中厚板厂来说，采用控轧控冷工艺生产厚度60～80mm的高等级建筑结构用钢具有较大的难度。为保证钢板沿厚度方向的组织和性能，尤其是钢板厚度中心的性能，多数企业生产该厚度范围的Q345GJE级高建钢时，采用正火工艺。合金含量高，制造周期长，生产成本高。由于碳当量较高，导致可焊性较差。
对于厚度较大的高质量钢板，其生产难度在于沿厚度方向的组织和性能均匀性。由于钢坯凝固特性和钢板变形、冷却特性的限制，厚规格钢板厚度中心是性能最难以保证的部位，这就要求生产小压缩比的厚规格钢板有专有轧制和冷却技术做保证。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板及其生产方法。
本发明是这样实现的，一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑用钢板，其特征在于，钢板厚度规格为[60,80]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，碳当量CEV≤0.40％。
基于上述的小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板的生产方法，其特征在于：其工艺流程为：
S1、高炉铁水：要求Si≤0.50％，P≤0.130％，S≤0.030％。
S2、铁水预脱硫：入炉铁水S≤0.003％；
S3、转炉冶炼：采用转炉顶底复合吹炼；
S4、脱氧合金化：脱氧合金化后，符合成分要求：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，CEV≤0.40％；
S5、精炼：满足[N]≤40ppm、[O]≤25ppm、[H]≤1.5ppm；为控制气体含量和合金元素含量，采用LF+VD精炼，保证VD真空度和保真空时间、软吹时间，真空度应≤67Pa，保真空时间≥10分钟，脱气结束后软吹时间≥12分钟，控制好软吹压力，最大程度的使钢水中的夹杂物上浮；
S6、板坯连铸：连铸采用全过程保护浇注，稳定中包液面，过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.00～1.05m/min，浇铸成250mm厚板坯；
S7、冷却：连铸坯入坑或堆垛缓冷48小时；
S8、板坯清理；
S9、板坯再加热：对冷却后的坯料进加热炉进行加热，出炉温度控制在1150～1190℃，加热时间9～10min/cm厚度；
S10、轧制：采用3500轧机粗轧和3500轧机精轧，钢坯出炉后轧制，粗轧开轧温度1130℃以上，粗轧阶段提高道次压下量，保证有2个道次压下量≥30mm或至少两个道次压下率≥18％；待温厚度为成品厚度的1.5～2.0倍；精轧开轧温度以保证终轧温度为准，终轧温度控制在810±10℃；
S11、加速冷却：对于60、70mm钢板20组冷却水全开，并采用较低的辊道速度，确保返红温度在590～630℃，冷却速率约5～9℃/s；80mm钢板的冷却水采用间隔开启、过水两遍冷却，采用适中的辊道速度，确保返红温度控制在580～620℃，冷却速度约4～8℃/s；通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体组织；
S12、钢板堆垛缓冷：对于步骤11冷却后的钢板堆垛缓冷48小时，以释放应力和扩氢；下线堆垛开始温度应≥300℃，下铺上盖，铺盖钢板与轧制钢板温度相近，48小时后拆垛，然后表面检查、定尺切割；
S13、成品取样检验；
S14、入库。
本发明具有的优点：本发明采用适中的碳含量及碳当量，采用控轧控冷的方法，特别是采用合理的水冷工艺，使60～80mm的特厚钢板实现沿厚度方向均匀一致的强韧性匹配，不仅保证了钢板的Z35厚度方向性能、屈强比、探伤性能等要求，还简化了流程、缩短了制造周期，提高了焊接性能。
附图说明
图1是本发明实施例1金相组织图；
图2是本发明实施例1金相组织图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑用钢板，其特征在于，钢板厚度规格为[60,80]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，碳当量CEV≤0.40％。
基于上述的小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑用钢板的生产方法，本发明的工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→VD精炼→板坯连铸→板坯下线堆垛缓冷→板坯清理→板坯再加热→3500轧机轧制→层流冷却→钢板堆垛缓冷→成品取样检验→入库。具体来说其工艺流程为：
S1、高炉铁水：要求Si≤0.50％，P≤0.130％，S≤0.030％。
S2、铁水预脱硫：入炉铁水S≤0.003％；
S3、转炉冶炼：采用转炉顶底复合吹炼；
S4、脱氧合金化：脱氧合金化后，符合成分要求：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，CEV≤0.40％；
S5、精炼：满足[N]≤40ppm、[O]≤25ppm、[H]≤1.5ppm；为控制气体含量和合金元素含量，采用LF+VD精炼，保证真空度和保真空时间、软吹时间，VD真空度应≤67Pa，保真空时间≥10分钟，脱气结束后软吹时间≥12分钟，控制好软吹压力，最大程度的使钢水中的夹杂物上浮；
S6、板坯连铸：连铸采用全过程保护浇注，稳定中包液面，过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.00～1.05m/min，浇铸成250mm厚板坯；
S7、冷却：连铸坯入坑或堆垛缓冷48小时；
S8、板坯清理：使用火焰烧割枪对钢坯表面的裂纹、切割瘤等缺陷进行清理；
S9、板坯再加热：对冷却后的坯料进加热炉进行加热，出炉温度控制在1150～1190℃，加热时间9～10min/cm厚度；
S10、轧制：采用3500轧机粗轧和3500轧机精轧，钢坯出炉后轧制，粗轧开轧温度1130℃以上，粗轧阶段提高道次压下量，保证有2个道次压下量≥30mm或至少两个道次压下率≥18％；待温厚度为成品厚度的1.5～2.0倍；精轧开轧温度以保证终轧温度为准，终轧温度控制在810±10℃；
S11、加速冷却：对于60、70mm钢板20组冷却水全开，并采用较低的辊道速度，确保返红温度在590～630℃，冷却速率约5～9℃/s；80mm钢板的冷却水采用间隔开启、过水两遍冷却，采用适中的辊道速度，确保返红温度控制在580～620℃，冷却速度约4～8℃/s；通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体组织；
S12、钢板堆垛缓冷：对于步骤11冷却后的钢板堆垛缓冷48小时，以释放应力和扩氢；下线堆垛开始温度应≥300℃，下铺上盖，铺盖钢板与轧制钢板温度相近，48小时后拆垛，然后表面检查、定尺切割；
S13、成品取样检验；
S14、入库。
本发明具有的优点：本发明采用适中的碳含量及碳当量，采用控轧控冷的方法，特别是采用合理的水冷工艺，使60～80mm的特厚钢板实现沿厚度方向均匀一致的强韧性匹配，不仅保证了钢板的Z35厚度方向性能、屈强比、探伤性能等要求，还简化了流程、缩短了制造周期，提高了焊接性能。
实施例1
根据本发明提供的化学成分范围，按照上述工艺流程以及规定的工艺条件，在120t转炉上冶炼钢水，将钢水浇铸成250mm厚板坯，经缓冷再加热后，在3500mm宽厚板轧机上轧制60mm钢板。
钢板的化学成分为：C 0.15％，Si 0.28％，Mn 1.34％，P 0.015％，S 0.004％，Als0.032％，Nb 0.021％，Ti 0.016％，CEV 0.37％。
加热、轧制、正火工艺为：出炉温度1150℃，粗轧中间坯厚度为110mm，精轧开轧温度为818℃，终轧温度812℃；入水温度772℃，开启20组冷却水，辊道速度45m/min，出水温度589℃，返红温度625℃。
钢板的性能情况见表1。
表1
Figure BDA0002611716110000051
Figure BDA0002611716110000061
60mm钢板1/4厚度处的金相组织如下图1：
实施例2
本发明的工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼→VD精炼→板坯连铸→板坯下线堆垛缓冷→板坯清理→铸坯再加热→3500轧机轧制→层流冷却→钢板堆垛缓冷→成品取样检验→入库。
根据本发明提供的化学成分范围，按照上述工艺流程以及规定的工艺条件，在120t转炉上冶炼钢水，将钢水浇铸成250mm厚板坯，经再加热后，在3500mm宽厚板轧机上轧制80mm钢板。
钢板的化学成分为：C 0.15％，Si 0.34％，Mn 1.35％，P 0.014％，S 0.003％，Als0.038％，Nb 0.024％，Ti 0.018％，CEV 0.375％。
加热、轧制、正火工艺为：出炉温度1155℃，粗轧中间坯厚度为140mm，精轧开轧温度为802℃，终轧温度810℃；入水温度779℃，开启11组冷却水，辊道速度65m/min，过水二遍，出水温度578℃，终冷温度613℃。
钢板的性能情况见表2。
表2
Figure BDA0002611716110000062
80mm钢板1/4厚度处的金相组织如下图2：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种小压缩比厚规格控轧型Q345GJE建筑结构用钢板，其特征在于，钢板厚度规格为[60,80]mm，钢板化学成分质量百分比为：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，碳当量满足CEV≤0.40％；上述钢板的生产工艺流程为：
S1、高炉铁水：要求Si≤0.50％，P≤0.130％，S≤0.030％；
S2、铁水预脱硫：入炉铁水S≤0.003％；
S3、转炉冶炼：采用转炉顶底复合吹炼；
S4、脱氧合金化：脱氧合金化后，符合成分要求：C：0.13～0.17％，Si：0.20～0.40％，Mn：1.20～1.40％，P≤0.018％，S≤0.007％，Als：0.015～0.045％，Nb：0.015～0.030％，Ti：0.008～0.020％，余量为Fe及不可避免的杂质，CEV≤0.40％；
S5、精炼：满足[N]≤40ppm、[O]≤25ppm、[H]≤1.5ppm；为控制气体含量和合金元素含量，采用LF+VD精炼，保证VD真空度和保真空时间、软吹时间，VD真空度应≤67Pa，保真空时间≥10分钟，脱气结束后软吹时间≥12分钟，控制好软吹压力，最大程度的使钢水中的夹杂物上浮；
S6、板坯连铸：连铸采用全过程保护浇注，稳定中包液面，过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.00～1.05m/min，浇铸成250mm厚板坯；
S7、冷却：连铸坯入坑或堆垛缓冷48小时；
S8、板坯清理：
S9、板坯再加热：对冷却后的坯料进加热炉进行加热，出炉温度控制在1150～1190℃，加热时间9～10min/cm厚度；
S10、轧制：采用3500轧机粗轧和3500轧机精轧，钢坯出炉后轧制，粗轧开轧温度1130℃以上，粗轧阶段提高道次压下量，保证有2个道次压下量≥30mm或至少两个道次压下率≥18％；待温厚度为成品厚度的1.5～2.0倍；精轧开轧温度以保证终轧温度为准，终轧温度控制在810±10℃；
S11、加速冷却：对于60、70mm钢板20组冷却水全开，并采用较低的辊道速度，确保返红温度在590～630℃，冷却速率5～9℃/s；80mm钢板的冷却水采用间隔开启、过水两遍冷却，采用适中的辊道速度，确保返红温度控制在580～620℃，冷却速度4～8℃/s；通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体组织；
S12、钢板堆垛缓冷：对于步骤11冷却后的钢板堆垛缓冷48小时，以释放应力和扩氢；下线堆垛开始温度应≥300℃，下铺上盖，铺盖钢板与轧制钢板温度相同，48小时后拆垛，然后表面检查、定尺切割；
S13、成品取样检验；
S14、入库。
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