CN113025899A - 一种海洋工程结构用热轧h型钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋工程结构用热轧H型钢，其化学成分的质量百分比包括：C 0.06％～0.18％、Si 0.15％～0.40％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb 0.020％～0.050％，V 0.010～0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。本发明还公开了一种海洋工程结构用热轧H型钢的生产方法。本发明通过转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷等炼钢过程工艺的控制，成功开发出海洋工程结构用热轧H型钢。

Description

一种海洋工程结构用热轧H型钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及冶炼连铸技术领域，尤其涉及一种海洋工程结构用热轧H型钢。

背景技术

随着海洋油气资源的开采，海洋工程用钢的需求量和性能要求逐渐增高。海洋油气资源占有量大，全球各国都将油气资源的开采转向深海。深海区域具有强烈的风、波浪、地震等交变载荷共同作用的恶劣环境，因此对于海洋工程永刚具有更加严格的性能要求。包含了高强度、高韧性、大线能量焊接要求等。海洋工程用H型钢由于具有经济高效断面、质量轻、截面模数大、便于拼装组合等特点，已经成为建造海洋工程平台最具使用价值的优异钢材，呈现出极强的市场需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种海洋工程结构用热轧H型钢及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种海洋工程结构用热轧H型钢，其化学成分的质量百分含量包括：C0.06％～0.18％、Si 0.15％～0.40％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb0.020％～0.050％，V 0.010～0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.09％、Si 0.22％、Mn 1.47％、P0.014％、S 0.009％、Nb 0.038％，V 0.016％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％、Si 0.25％、Mn 1.45％、P0.015％、S 0.010％、Nb 0.040％，V 0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.09％、Si 0.28％、Mn 1.46％、P0.015％、S 0.008％、Nb 0.038％，V 0.014％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％、Si 0.23％、Mn 1.43％、P0.013％、S 0.007％、Nb 0.039％，V 0.018％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

一种海洋工程结构用热轧H型钢的生产方法，包括：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷。

进一步的，转炉冶炼：终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.06％，T≥1640℃，采用SiMn、MnFe脱氧合金化，终脱氧采用有Al脱氧，在出钢过程中加入白灰，出钢挡渣；

LF精炼：白渣操作每次抬起电极后蘸渣样，根据炉渣颜色补加硅钙钡，根据炉渣黏度补加白灰，终渣要求白渣；全程进行吹Ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，脱硫后S≤0.010％，成分含量为C 0.08％～0.10％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.40％～1.50％、P≤0.017％、S≤0.010％，升温后温度T≥1560℃；精炼后期加入铌铁和钒铁，加入后保证Nb 0.030％～0.040％，V 0.010～0.020％，保证软吹时间大于15min；

连铸过程全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度≥900℃，铸坯翼缘目标温度≥800℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.0m/min，连铸坯切割后及时下线堆垛缓冷，缓冷时间大于48小时；

连铸坯断面尺寸为H350mm×290mm×100mm。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明通过合理的化学成分设计，连铸过程中，采用弱冷工艺，根据热轧H型钢的钢水成分特性，合理匹配拉速、过热度、结晶器水量及进水温度，改善连铸坯温度的均匀性，控制连铸坯温度，在矫直过程尽量避开裂纹敏感区。提高设备精度精度，结晶器对弧、对中调整到小于等于0.1mm。采用该工艺生产的焊接构造用热轧H型钢铸坯表面及内部质量较好，表面裂纹率小于2％，轧制后的H型钢各项性能均满足标准要求，具有良好的力学性能性能，尤其是良好的低温冲击韧性，碳当量CEV≤0.40，具有良好的焊接性能。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明：

一种海洋工程结构用热轧H型钢(制造焊接构造用热轧H型钢)，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.06％～0.18％、Si 0.15％～0.40％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb 0.020％～0.050％，V 0.010～0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

其冶炼工艺为：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷。

进一步：复吹转炉冶炼，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.03％，T≥1640℃，采用SiMn、MnFe脱氧合金化，终脱氧采用有Al脱氧，在出钢过程中加入白灰，出钢挡渣。

进一步：精炼白渣操作，每次抬起电极后蘸渣样，根据炉渣颜色补加硅钙钡，根据炉渣黏度补加白灰，终渣要求白渣。全程进行吹Ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，脱硫后S≤0.010％，成分含量为C 0.08％～0.10％、Si 0.20％～0.30％、Mn 1.40％～1.50％、P≤0.017％、S≤0.010％，升温后温度T≥1560℃。精炼后期加入铌铁和钒铁，加入后保证Nb 0.030％～0.040％，V 0.010～0.020％，保证软吹时间大于15min。

进一步：供连铸钢水成分为C 0.09％、Si 0.22％、Mn 1.47％、P 0.014％、S0.009％、Nb 0.038％、V0.016％.

进一步：全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度≥900℃，铸坯翼缘目标温度≥800℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.0m/min，连铸坯切割后及时下线堆垛缓冷，缓冷时间大于48小时。

进一步：连铸坯断面尺寸为H350mm×290mm×100mm。

进一步：对焊接构造用热轧H型钢异型连铸坯表面质量进行检查,同时对内部质量进行热酸低倍检验并跟踪检查H型钢质量。

进一步：检查过程中未发现明显铸坯表面及内部质量缺陷,铸坯质量良好,铸坯表面裂纹率低于2％，轧制后的H型钢各项性能均满足标准要求。表1是各个钢种的化学成分，表2、表3、表4结合实施例对本发明进一步说明。

表1各实施例化学成分(质量百分数/％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Nb	V
								实施例1	0.09	0.22	1.47	0.014	0.009	0.038	0.016
实施例2	0.10	0.25	1.45	0.015	0.010	0.040	0.015
								实施例3	0.09	0.28	1.46	0.015	0.008	0.038	0.014
实施例4	0.10	0.23	1.43	0.013	0.007	0.039	0.018

表2各实施例拉速及过热度控制

表3各实施例入拉矫机铸坯表面温度

实施例	翼缘板端部(℃)	R角(℃)	腹板(℃)
				实施例1	886	986	923
实施例2	885	994	924
				实施例3	888	996	927
实施例4	884	993	926

表4各实施例轧制H型钢后力学性能

从表4可以看出，该H型钢不仅具有很好的屈服及抗拉强度，而且具有很好的低温冲击韧性，碳当量0.34，具有良好的焊接性能。

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 (7)

1.一种海洋工程结构用热轧H型钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量包括：C0.06％～0.18％、Si 0.15％～0.40％、Mn 1.20％～1.60％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb0.020％～0.050％，V 0.010～0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

2.根据权利要求1所述的海洋工程结构用热轧H型钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.09％、Si 0.22％、Mn 1.47％、P 0.014％、S 0.009％、Nb 0.038％，V0.016％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

3.根据权利要求1所述的海洋工程结构用热轧H型钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％、Si 0.25％、Mn 1.45％、P 0.015％、S 0.010％、Nb 0.040％，V0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

4.根据权利要求1所述的海洋工程结构用热轧H型钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.09％、Si 0.28％、Mn 1.46％、P 0.015％、S 0.008％、Nb 0.038％，V0.014％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

5.根据权利要求1所述的海洋工程结构用热轧H型钢，其特征在于，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％、Si 0.23％、Mn 1.43％、P 0.013％、S 0.007％、Nb 0.039％，V0.018％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的海洋工程结构用热轧H型钢的生产方法，其特征在于，包括：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，

转炉冶炼：终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.06％，T≥1640℃，采用SiMn、MnFe脱氧合金化，终脱氧采用有Al脱氧，在出钢过程中加入白灰，出钢挡渣；

LF精炼：白渣操作每次抬起电极后蘸渣样，根据炉渣颜色补加硅钙钡，根据炉渣黏度补加白灰，终渣要求白渣；全程进行吹Ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，脱硫后S≤0.010％，成分含量为C 0.08％～0.10％、Si 0.20％～0.30％、Mn1.40％～1.50％、P≤0.017％、S≤0.010％，升温后温度T≥1560℃；精炼后期加入铌铁和钒铁，加入后保证Nb 0.030％～0.040％，V 0.010～0.020％，保证软吹时间大于15min；

连铸过程全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度≥900℃，铸坯翼缘目标温度≥800℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.0m/min，连铸坯切割后及时下线堆垛缓冷，缓冷时间大于48小时；

连铸坯断面尺寸为H350mm×290mm×100mm。