CN113106348A - 钛微合金化q355b结构钢板及其再结晶控轧工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于中厚板生产技术领域，具体涉及一种钛微合金化Q355B结构钢板及其再结晶控轧工艺方法。钢板的化学成分为，C：0.16～0.20％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.70～0.90％，P≤0.025％，S≤0.015％，Als：0.015～0.045％，Ti：0.055～0.070％，余量为Fe及不可避免的杂质。该工艺方法包括：高炉铁水熔炼→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼炉精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧机轧制→层流冷却→钢板矫直→成品取样检验→入库。轧制阶段采用再结晶控轧工艺，不采用常规的二阶段控轧，避免了一阶段轧制后的待温，生产节奏快。

Description

钛微合金化Q355B结构钢板及其再结晶控轧工艺方法
技术领域
本发明属于中厚板生产技术领域，具体涉及一种钛微合金化Q355B结构钢板及其再结晶控轧工艺方法。
背景技术
Q355B结构钢板是目前使用量最大的钢结构制造用中厚板，每年产销量达到3000万吨以上，是各中厚板厂都能够大批量生产的产品。
按照常规的生产工艺，一般采用C-Mn成分体系，锰含量在1.40％左右。转炉冶炼后的合金化过程中，由于加入了大量锰铁，造成钢水温度损失，LF精炼时，需采用较长时间升温，电耗及电极消耗量大，成本升高。同时由于锰为易偏析元素，锰含量较高时，易于造成锰偏析，对钢坯、钢板的内部质量造成不良影响。
此后的轧制过程中，常规工艺一般采用二阶段控轧控冷工艺，再结晶阶段一般在960℃以上结束，二阶段也就是未再结晶控轧阶段，开轧温度一般要求890℃以下，这就造成中间坯在辊道上通过空冷降温，这个过程严重影响了轧制节奏。为此，很多中厚板厂采取了降低中间坯厚度、增加中间坯块数、在待温区采用水冷、增加旁通辊道等很多措施，但这些都有较大的局限性，不能从根本上消除晾钢待温对生产节奏造成的影响。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种采用再结晶控轧工艺生产的钛微合金化Q355B结构钢板及其生产方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案为：
一种钛微合金化Q355B结构钢板，所述钢板的化学成分质量百分比为，C：0.16～0.20％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.70～0.90％，P≤0.025％，S≤0.015％，Als：0.015～0.045％，Ti：0.055～0.070％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
进一步，上述钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，包括如下步骤：
高炉铁水熔炼→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼炉精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧机轧制→层流冷却→钢板矫直→成品取样检验→入库。
进一步，铁水预脱硫后，入炉铁水中的S≤0.006wt％。
进一步，转炉冶炼温度为1650～1660℃。
进一步，LF精炼炉精炼时，为精确控制钢的成分和钢水纯净度，首先采用铝脱氧，然后加入钛铁，保证软吹时间≥8分钟，控制软吹压力；LF出站硫含量应控制在0.012％以下，出站钛含量控制在0.060～0.075％范围内。
进一步，板坯连铸时，中包过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.05m/min。
进一步，板坯再加热时，出炉温度控制在1150～1200℃，加热时间约为2.5-3.5小时。
更进一步，轧机轧制分粗轧、精轧两阶段进行，粗轧开轧温度1140-1160℃，终轧温度1005-1120℃，粗轧阶段至少有2个道次压下量≥25mm，或至少两个道次压下率≥16％；中间坯厚度为成品厚度的2.0～3.5倍；
本钢种精轧开轧温度控制在960℃以下，终轧温度应控制在910±10℃，以保证终轧温度在完全再结晶温度以上；
轧后进入加速冷却区，控制出水温度，保证出水温度在720～750℃之间。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明的钛微合金化Q355B结构钢板以及再结晶控轧工艺方法，由于精炼阶段减少了大量锰铁合金的加入，温降少、升温时间短；轧制阶段采用再结晶控轧工艺，不采用常规的二阶段控轧，避免了一阶段轧制后的待温，生产节奏快；由于减轻了常规工艺的锰偏析，易于获得内部质量更加均匀的板坯，板坯内部质量好；较高的钛含量，抑制了钢板表面和边部裂纹的发生，焊接性能好；钛与氮的化合物抑制了焊接热影响区晶粒的长大，易于获得更加合理的焊接接头的综合性能。经实践，本发明的制造成本低于常规工艺20～30元/吨。
附图说明
图1是实施例1得到的钢板厚度1/4处的金相组织(100×)；
图2是实施例2得到的钢板厚度1/4处的金相组织(100×)；
图3是实施例3得到的钢板厚度1/4处的金相组织(100×)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明公开了一种钛微合金化Q355B结构钢板及其再结晶控轧工艺方法，所述钢板的化学成分质量百分比为：C：0.16～0.20％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.70～0.90％，P≤0.025％，S≤0.015％，Als：0.015～0.045％，Ti：0.055～0.070％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
本发明中生产钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺生产方法包括如下步骤：
高炉铁水熔炼→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼炉精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧机轧制→层流冷却→钢板矫直→成品取样检验→入库。
具体工艺条件为：
(1)铁水预脱硫，使入炉铁水中的S≤0.006％；
(2)转炉顶底复合吹炼、脱氧合金化后，合理控制终点碳、磷成分，使成品成分满足要求：C：0.16～0.20wt％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.70～0.90％，P≤0.025％，S≤0.015％，Als：0.015～0.045％，Ti：0.055～0.070％，余量为Fe以及不可避免的杂质；冶炼出钢温度为1650～1660℃；由于钢中钛含量高，抑制了裂纹的发生，大幅度改善了钢板表面质量；
(3)LF精炼炉精炼：为精确控制钢的成分和钢水纯净度，首先采用铝脱氧，然后加入钛、铁，保证软吹时间≥8分钟，控制好软吹压力，最大程度的使钢水中的夹杂物上浮；炼钢过程通过转炉、LF炉控制硫、钛含量，LF出站硫含量应控制在0.012％以下，出站钛含量应控制在0.060～0.075％范围内；
步骤(2)和(3)中，本发明大幅度降低了常规Q355B钢的锰含量(由1.40％左右降低到0.80％左右)，因锰是易偏析元素，锰含量的降低减小了锰偏析，易于获得更好的板坯、钢板质量和更好的钢板综合性能；此外，由于显著降低了锰铁加入量，温降减少，不仅缩短了加热时间，还能有效降低电耗、电极消耗；
(4)板坯连铸：稳定中包液面，过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.05m/min，铸成250mm厚板坯；
(5)板坯再加热：出炉温度控制在1150～1200℃，加热时间约2.5小时(热送坯入炉温度约550～580℃)或3.5小时(冷送坯料)；
(6)出炉后进行粗轧、精轧两阶段轧制：粗轧开轧温度1143-1154℃，终轧温度1005-1120℃，粗轧阶段至少有2个道次压下量≥25mm(或至少两个道次压下率≥16％)，以保证钢坯厚度中心的变形渗透；中间坯厚度为成品厚度的2.0～3.5倍；
精轧开轧、终轧温度的确定应以保证终轧温度在完全再结晶温度以上为准，本钢种精轧开轧温度控制在960℃以下，终轧温度应控制在910±10℃；连铸坯料是在奥氏体再结晶区控制轧制，通过高温区的奥氏体再结晶区，细化奥氏体晶粒；采用再结晶控轧工艺，大幅度提高二阶段开轧温度，缩短了中间坯待温晾钢时间，有效提高了轧制节奏；
轧后进入加速冷却区，控制出水温度，保证出水温度在720～750℃之间，通过以上控轧控冷工艺获得铁素体+珠光体；
(7)钢板加速冷却后进行矫直、空冷，然后表面检查、定尺切割、取样检验，入库待发。
实施例1
本实施例中钢板的化学成分为C：0.18％，Si：0.19％，Mn：0.72％，P：0.017％，S：0.008％，Als：0.028％，Ti：0.059％，Ceq：0.30％。
根据上述化学成分范围，本实施例的工艺流程如下：
在高炉中将铁矿物熔炼成铁水后，进行铁水预脱硫，使铁水中的S≤0.006％；
在120t转炉中吹炼，转炉终点温度为1658℃，LF进站温度为1540℃，喂铝线220米，加入钛铁3.2Kg/t钢后，软吹时间8分21秒，喂入钙线200m，出站温度为1560℃，出站Ti含量0.063％，S含量0.007％；
钢水连铸中包温度1537℃(液相线1515℃)，中包过热度控制在10～25℃之间，铸机拉速1.05m/min，将钢水浇铸成250mm厚板坯；
板坯再加热2.5小时后，出炉温度1168℃；
在3500mm宽厚板轧机上轧制18mm钢板：粗轧开轧温度1143℃，终轧温度1005℃，粗轧阶段至少有2个道次压下量≥25mm，或至少两个道次压下率≥16％；中间坯厚度为成品厚度的2.0～3.5倍；本实施例中，粗轧中间坯厚度为60mm；
精轧开轧温度为956℃，终轧温度908℃；
层流冷却：入水温度874℃，开启2组冷却水，辊道速度65m/min，出水温度750℃；
钢板矫直、成品取样检验、入库。
本实施例得到的钢板的性能情况见表1：
表1
Figure BDA0003022351090000041
本实施例得到的钢板厚度1/4处的金相组织(100×)如图1所示。
实施例2
本实施例中钢板的化学成分为C 0.17％，Si 0.23％，Mn 0.78％，P 0.016％，S0.005％，Als 0.039％，Ti 0.067％，Ceq 0.29％。
根据上述化学成分范围和工艺流程，本实施例的工艺流程如下：
在高炉中将铁矿物熔炼成铁水后，进行铁水预脱硫，使铁水中的S≤0.006％；
在120t转炉中吹炼，转炉终点温度为1651℃，LF进站温度为1538℃，喂铝线220米，加入钛铁3.2Kg/t钢后，软吹时间8分24秒，喂入钙线200m，出站温度为1556℃，出站Ti含量0.071％，S含量0.004％；
钢水连铸中包温度1534℃(液相线1515℃)，中包过热度控制在10～25℃之间，铸机拉速1.05m/min，将钢水浇铸成250mm厚板坯；
板坯再加热2.5小时后，出炉温度1161℃；
在3500mm宽厚板轧机上轧制30mm钢板：粗轧开轧温度1153℃，终轧温度1020℃，粗轧阶段至少有2个道次压下量≥25mm，或至少两个道次压下率≥16％；中间坯厚度为成品厚度的2.0～3.5倍；本实施例中粗轧中间坯厚度为70mm；
精轧开轧温度为953℃，终轧温度916℃；
层流冷却：入水温度881℃，开启6组冷却水，辊道速度53m/min，出水温度734℃；返红温度769℃；
钢板矫直、成品取样检验、入库。
本实施例得到的钢板的性能情况见表2：
Figure BDA0003022351090000051
本实施例得到的钢板厚度1/4处的金相组织(100×)如图2所示。
实施例3
本实施例中钢板的化学成分为C：0.18％，Si：0.20％，Mn：0.82％，P：0.012％，S：0.004％，Als：0.032％，Ti：0.062％，Ceq：0.32％。
根据上述化学成分范围和工艺流程，本实施例的工艺流程如下：
在高炉中将铁矿物熔炼成铁水后，进行铁水预脱硫，使铁水中的S≤0.006％；
在120t转炉中吹炼，转炉终点温度为1658℃，LF进站温度为1545℃，喂铝线225米，加入钛铁3.1Kg/t钢后，软吹时间8分17秒，喂入钙线200m，出站温度为1562℃，出站Ti含量0.068％，S含量0.004％；
钢水连铸中包温度1538℃(液相线1515℃)，中包过热度控制在10～25℃之间，铸机拉速1.05m/min，将钢水浇铸成250mm厚板坯；
板坯再加热2.6小时后，出炉温度1173℃；
在3500mm宽厚板轧机上轧制36mm钢板：粗轧开轧温度1154℃，粗轧终轧1010℃，粗轧阶段至少有2个道次压下量≥25mm，或至少两个道次压下率≥16％；中间坯厚度为成品厚度的2.0～3.5倍；本实施例中中间坯厚度为75mm；
精轧开轧温度为957℃，终轧温度901℃；
层流冷却：入水温度883℃，开启9组冷却水，辊道速度57m/min，出水温度720℃，返红温度757℃；
钢板矫直、成品取样检验、入库。
本实施例得到的钢板的性能情况见表3：
Figure BDA0003022351090000061
本实施例得到的钢板厚度1/4处的金相组织(100×)如图3所示。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种钛微合金化Q355B结构钢板，其特征在于：所述钢板的化学成分质量百分比为，C：0.16～0.20％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.70～0.90％，P≤0.025％，S≤0.015％，Als：0.015～0.045％，Ti：0.055～0.070％，余量为Fe以及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
高炉铁水熔炼→铁水预脱硫→转炉冶炼→脱氧合金化→LF精炼炉精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧机轧制→层流冷却→钢板矫直→成品取样检验→入库。
3.如权利要求2所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于：铁水预脱硫后，入炉铁水中的S≤0.006wt％。
4.如权利要求2所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于，转炉冶炼温度为1650～1660℃。
5.如权利要求2所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于，LF精炼炉精炼时，为精确控制钢的成分和钢水纯净度，首先采用铝脱氧，然后加入钛铁，保证软吹时间≥8分钟，控制软吹压力；LF出站硫含量应控制在0.012％以下，出站钛含量控制在0.060～0.075％范围内。
6.如权利要求2所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于，板坯连铸时，过热度控制在10～25℃之间，拉速稳定在1.05m/min。
7.如权利要求2所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于：板坯再加热时，出炉温度控制在1150～1200℃，加热时间约2.5-3.5小时。
8.如权利要求2所述的钛微合金化Q355B结构钢板的再结晶控轧工艺方法，其特征在于：轧机轧制分粗轧、精轧两阶段进行，粗轧开轧温度1140-1160℃，终轧温度1005-1020℃，粗轧阶段至少有2个道次压下量≥25mm，或至少两个道次压下率≥16％；中间坯厚度为成品厚度的2.0～3.5倍；
本钢种精轧开轧温度控制在960℃以下，终轧温度应控制在910±10℃，以保证终轧温度在完全再结晶温度以上；
轧后进入加速冷却区，控制出水温度，保证出水温度在720～750℃之间。
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