CN113832397A - 一种高强度h型钢桩及其生产方法 - Google Patents

一种高强度h型钢桩及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度H型钢桩，其化学成分的质量百分比包括：C0.15％～0.17％、Si0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V0.10％～0.13％，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高强度H型钢桩的生产方法。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，成功开发出高强度H型钢桩。

Description

一种高强度H型钢桩及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种高强度H型钢桩及其生产方法。
背景技术
高强度钢桩结构与传统工程结构相比具有轻质、抗震、高强度、能耗低等诸多优点，主要用于制作多层框架柱、门式钢架柱、平台柱及工业构架等。在承受重载荷高达建筑结构中以拼接组合方式形成局部稳定截面，以确保整体高强度、高刚度工程需要。其制作的结构主要应用于浅海及沼泽地带、房屋建筑体系、深基坑支柱体系等工民建领域。随着城市建筑空间日益狭小，深基坑H型钢支护体系得到迅速发展。建造高楼大厦深基坑设计、施工，对高强度钢桩钢结构的要求也越来越高。因此必须迫切开发出高强度H型钢桩，来优化产品结构，提高企业利润率
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高强度H型钢桩及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高强度H型钢桩，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.15％～0.17％、Si0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V0.10％～0.13％，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 0.15％、Si 0.52％、Mn 1.52％、P0.0018％、S 0.0013％、V 0.0125％，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 0.16％、Si 0.50％、Mn 1.51％、P0.0023％、S 0.0007％、V 0.0110％，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 0.15％、Si 0.49％、Mn 1.55％、P0.0024％、S 0.0010％、V 0.0120％，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 0.16％、Si 0.52％、Mn 1.54％、P0.0016％、S 0.0014％、V 0.0110％，其余为Fe和不可避免的杂质，质量分数共计100％。
一种高强度H型钢桩的生产方法，包括：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷；
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≤0.015％；精炼后期加入钒氮合金，加入后保证V 0.10～0.13％，保证软吹时间大于10min；
异型坯连铸：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≥850℃，铸坯翼缘目标温度≥800℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.8m/min-0.9m/min，连铸坯切割后及时下线堆垛缓冷，缓冷时间大于48小时；
所述连铸坯断面尺寸为H555mm×440mm×105mm。
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，根据高强度H型钢桩的钢水成分特性，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。采用该工艺生产的高强度H型钢桩铸坯表面及内部质量较好，表面裂纹率小于1％，轧制后的H型钢桩各项性能均满足标准要求，具有良好的力学性能性能，尤其是高强度和高韧性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明
一种高强度H型钢桩及其生产方法，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.15％～0.17％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V0.10％～0.13％，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。
复吹转炉冶炼，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.06％，P≤0.020％，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。
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≤0.015％，成分含量为C 0.15％～0.17％、Si 0.35％～0.55％、Mn1.30％～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％，升温后温度T≥1560℃。精炼后期加入钒氮合金，加入后保证V 0.10～0.13％，保证软吹时间大于10min。
供连铸钢水成分为C 0.15％、Si 0.52％、Mn 1.52％、P 0.018％、S 0.013％、V0.125％。
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≥850℃，铸坯翼缘目标温度≥800℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.8m/min-0.9m/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H555mm×440mm×105mm。
对高强度H型钢桩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型钢桩钢坯质量。
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1％，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 V
实施例1 0.15 0.52 1.52 0.018 0.013 0.125
实施例2 0.16 0.50 1.51 0.023 0.007 0.110
实施例3 0.15 0.49 1.55 0.024 0.010 0.120
实施例4 0.16 0.52 1.54 0.016 0.014 0.110
表2各实施例拉速及过热度控制
实施例 过热度(℃) 拉速(m/min)
实施例1 27 0.85
实施例2 29 0.88
实施例3 26 0.89
实施例4 28 0.87
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1 807 887 851
实施例2 815 896 854
实施例3 812 898 858
实施例4 805 893 854
表4各实施例轧制H型钢后力学性能
Figure BDA0003236329860000051
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，而且具有很好的冲击韧性；碳当量≤0.44，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 (6)

1.一种高强度H型钢桩，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C0.15％～0.17％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.030％、S≤0.030％、V0.10％～0.13％，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所述的高强度H型钢桩，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.15％、Si 0.52％、Mn 1.52％、P 0.0018％、S 0.0013％、V 0.0125％，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所述的高强度H型钢桩，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.16％、Si 0.50％、Mn 1.51％、P 0.0023％、S 0.0007％、V 0.0110％，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所述的高强度H型钢桩，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.15％、Si 0.49％、Mn 1.55％、P 0.0024％、S 0.0010％、V 0.0120％，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所述的高强度H型钢桩，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.16％、Si 0.52％、Mn 1.54％、P 0.0016％、S 0.0014％、V 0.0110％，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任一项所述的高强度H型钢桩的生产方法，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；
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≤0.015％；精炼后期加入钒氮合金，保证软吹时间大于10min；
异型坯连铸：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≥850℃，铸坯翼缘目标温度≥800℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.8m/min-0.9m/min，连铸坯切割后及时下线堆垛缓冷，缓冷时间大于48小时；
所述连铸坯断面尺寸为H555mm×440mm×105mm。
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