CN112517634A - 一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，包括冶炼工艺和轧制工艺，本发明产品合理设计成分、除添加钒合金外，降低锰含量，并通过优化生产工艺方法使其力学性能达到低温冲击要求，又能以最简便、高效的方法生产和制造，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺。
背景技术
新国标GB/T1591-2018低合金高强度结构钢于2019年3月开始实施，其中牌号Q355B的上屈服强度大于355MPa，抗拉强度范围为470～630MPa，20℃冲击≥34J，碳当量CEV≤0.45。在旧国标GB/T1591-2008低合金高强度结构钢中中，牌号Q345B的下屈服强度大于345MPa，抗拉强度范围为470～630MPa，20℃低温冲击≥34J，CEV≤0.44。从标准的改变上看，强度趋于符合欧洲标准，碳当量略有增加。
针对国内钢材市场低糜的现状，在保证产品质量满足产品性能的同时，降低钢材的生产成本是钢厂追求的目标。本发明仅添加合金元素中钒氮合金，并降低钢中的锰含量以达到低成本钢材性能的要求。本发明规模化生产了10万吨低成本含V异型坯，轧制成H150*150～H1008*302的全规格覆盖，产品性能均符合技术要求，发往用户使用，成品表面质量良好。低成本含钒热轧H型钢化学成分的设计，通过钒微合金，调整碳及降低锰含量的合理匹配达到型钢的技术性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，本发明通过优化生产工艺方法使其力学性能达到低温冲击要求，又能以最简便、高效的方法生产和制造，降低了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，包括：
冶炼工艺：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—LF炉外精炼—异型坯连铸；
轧制工艺：上料—步进加热炉—高压水一次除磷—BD—CCS万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切—打包—入库、外发；
其中冶炼条件为：所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水脱硫处理，要求P≤0.120％；
转炉终点控制目标值为：C≥0.06％，P＜0.020％，出钢温度≥1640℃；采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧，出钢挡渣。
精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，软吹时间大于8分钟；根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作；
液相线温度TL＝1511℃，钢水过热度：ΔT≤35℃，目标ΔT≤30℃，采用恒拉速操作；
热炸的轧制开轧温度为1150±50℃，BD开坯后，CCS机架进行轧制，CCS终轧机前温度880℃～930℃；
进行高压水除鳞。
进一步的，成分控制范围按质量百分比的化学成分为：C 0.18～0.21，Si0.30～0.45，Mn 1.30～1.40，P≤0.025，S≤0.025，V 0.012～0.018，钢中气体不作要求，其余为Fe和不可避免杂质。
进一步的，碳当量CEV≤0.45。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明产品合理设计成分、除添加钒合金外，降低锰含量，并通过优化生产工艺方法使其力学性能达到低温冲击要求，又能以最简便、高效的方法生产和制造，降低了生产成本。
合金成本低，且具有良好的强韧性匹配。
该发明所涉及H型钢规格范围为H150*150～H1008*302全规格覆盖，采用含V低成本冶炼工艺进行生产，热轧H型钢成品强度ReH≥360MPa，140J≤KV2≤170J。
具体实施方式
一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，包括：
1成分控制
1.1成分控制范围
C 0.18～0.21，Si 0.30～0.45，Mn 1.30～1.40，P≤0.025，S≤0.025，V0.012～0.018，钢中气体不作要求，其余为Fe和不可避免杂质。生产工艺为转炉-LF精炼-异形坯连铸-铸坯表面清理-万能轧机轧制H型钢-矫直。
1.2碳当量
碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，CEV≤0.45。
2力学性能
力学性能具体要求见表1。
表1力学性能
3规格
本专利涉及H150-H1008全断面热轧H型钢。
4.1工艺路线
冶炼工艺：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—LF炉外精炼—异型坯连铸
轧制工艺：上料—步进加热炉—高压水一次除磷—BD—CCS万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切—打包—入库、外发
4.2冶炼条件
所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水脱硫处理，要求P≤0.120％。
4.3转炉
终点控制目标值见表2。采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧，出钢挡渣。
表2转炉终点控制目标值
| C％ | P％ | 出钢温度℃ |
| ≥0.06 | ＜0.020 | ≥1640 |
4.4精炼
精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，软吹时间大于8分钟。根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作。精炼供铸机成分要求见3。
表3精炼供铸机成分要求单位：％
| C | Si | Mn | P | S | V |
| 0.18 | 0.35 | 1.45 | ≤0.020 | ≤0.020 | 0.015 |
4.5连铸
液相线温度TL＝1511℃，钢水过热度：ΔT≤35℃，目标ΔT≤30℃，采用恒拉速操作。
4.6热轧
4.6.1加热炉
冶炼厂保证钢坯无表面质量及内部质量后发送至轧钢厂。轧钢厂在铸坯入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。轧制开轧温度1150±50℃，BD开坯后，CCS机架(万能轧机)进行轧制，CCS终轧机前温度880℃～930℃。
4.6.2进行高压水除鳞。
5检验规则
5.1铸坯质量
执行Q/BG 526-2015连铸异型坯的检验规则。
5.2非金属夹杂物
钢材的非金属夹杂物评级执行GB/T10561-2005，见表5。
表4夹杂物要求级别单位级
| A | B | C | D | Ds |
| ≤1.5 | ≤1.5 | ≤1.5 | ≤2.0 | ≤2.0 |
以下结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
钢的化学成分(重量百分比％)为：C 0.18，Si 0.38，Mn 1.31，P0.020，S0.015，V0.013其余为Fe和不可避免的杂质。生产方法依次包括100t转炉、炉外精炼、连铸、加热、BD开坯、万能轧制。各步骤的参数为：采用100t转炉冶炼，转炉终点(重量百分比％)C 0.18，P0.028，S 0.025控制转炉终点出钢温度为1650℃；LF就位温度1522℃，LF离位温度1586℃，加热时间30min，LF精炼时间41分钟。其中LF就位钢水成分(重量百分比％)为C0.17，Si0.03，Mn1.26，P0.021，S0.017，V0.012；LF离位钢水成分(重量百分比％)为C 0.18，Si0.35，Mn 131，P0.020，S0.015，V0.012；软吹时间15min保证夹杂物充分上浮。连铸时浇注温度1569℃，连铸过热度30℃，平均拉速为0.95m/min。轧钢厂将异形坯尺寸为555mm×440mm的铸坯在入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。加热炉温度为1278℃；加热时间2.5小时，均热42min加热炉内为弱还原性气氛，钢坯进入粗轧机前进行高压水除磷(即进入BD1机架前)，均热段温度1242℃，第一加热段温度1217℃，第二加热段温度1110℃，BD1前开坯温度1180℃(开轧温度)，轧制规格H300×300×10×15(单位：mm)，终轧温度910℃，上冷床温度695℃。
表5力学性能值
表6夹杂物及组织
实施例2
钢的化学成分(重量百分比％)为：C 0.21，Si 0.35，Mn 1.40，P0.020，S0.015，V0.017其余为Fe和不可避免的杂质。生产方法依次包括100t转炉、炉外精炼、连铸、加热、BD开坯、万能轧制。各步骤的参数为：采用100t转炉冶炼，转炉终点C 0.11，P 0.025，S 0.024控制转炉终点出钢温度为1647℃。LF就位温度1514℃，LF离位温度1589℃，加热时间23min，LF精炼时间46分钟。其中LF就位钢水成分(重量百分比％)为C0.20，Si0.0.20，Mn1.3，P0.020，S0.014，V0.016；LF离位钢水成分(重量百分比％)为C 0.21，Si 0.35，Mn 1.40，P0.020，S0.015，V0.017；软吹时间15min保证夹杂物充分上浮。连铸时浇注温度1579℃，连铸过热度31℃，平均拉速为0.90m/min。轧钢厂将异形坯尺寸为730*370*90*85的铸坯在入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。加热炉温度为1280℃；加热时间2.8小时，均热50min加热炉内为弱还原性气氛，钢坯进入粗轧机前进行高压水除磷(即进入BD1机架前)，均热段温度1243℃，第一加热段温度1229℃，第二加热段温度1113℃，BD1前开坯温度1170℃，轧制规格H700×300×13×24(单位：mm)，终轧温度924℃，上冷床温度730℃。
表7力学性能值
表8夹杂物及组织
充分利用新国标CEV放宽，成本低于2019年前行业同类产品合金成本；通过与国内先进厂家对标，在设计上达到了合金成本低于国内部分专业H型钢厂家。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，其特征在于，包括：
冶炼工艺：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—LF炉外精炼—异型坯连铸；
轧制工艺：上料—步进加热炉—高压水一次除磷—BD—CCS万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切—打包—入库、外发；
其中冶炼条件为：所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水脱硫处理，要求P≤0.120％；
转炉终点控制目标值为：C≥0.06％，P＜0.020％，出钢温度≥1640℃；采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧，出钢挡渣。
精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹Ar操作，软吹时间大于8分钟；根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作；
液相线温度TL＝1511℃，钢水过热度：ΔT≤35℃，采用恒拉速操作；
热轧的轧制开轧温度为1150±50℃，BD开坯后，CCS机架进行轧制，CCS终轧机前温度880℃～930℃；
进行高压水除鳞。
2.根据权利要求1所述的生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，其特征在于，成分控制范围按质量百分比的化学成分为：C 0.18～0.21，Si 0.30～0.45，Mn 1.30～1.40，P≤0.025，S≤0.025，V 0.012～0.018，钢中气体不作要求，其余为Fe和不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的生产低成本355MPa热轧H型钢的工艺，其特征在于，碳当量CEV≤0.45。
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