CN114032468A - 一种低成本q345e结构钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本Q345E结构钢板的生产方法，按照以下工序生产：转炉采用脱磷钢水P≤0.020%，LF脱硫钢水S≤0.008%,连铸设备得到厚度250mm铸坯；厚度250mm板坯在步进式加热炉加热，一加段温度1050±50℃，二加段温度1250±30℃，均热段温度1220±20℃，总在炉时间≥220min，均热时间≥40min；厚度≤12mm采用热轧工艺；厚度＞12～30mm采用两阶段控制轧制控制：粗轧的开轧温度为1070‑1120℃，粗轧阶段的单道次压下率≥15%,精轧阶段的开轧温度≤950℃，中间坯待温厚度为2.5T～3.5T，精轧阶段的道次压下率为13%~15%以上,控轧的总压下率大于50%，终轧温度740‑790℃；轧制后的钢板，厚度＜12mm采用空冷方式，厚度12～30mm采用水冷方式，钢板通过ACC层流设备加速冷却后，返红温度580℃～630℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板的生产方法，具体的说是一种低成本Q345E结构钢板的生产方法。
背景技术
Q345E钢被广泛应用于桥梁、建筑、风电结构等行业，目前国内生产Q345E钢板多采用添加Nb、V、Ti等微合金元素，工艺复杂生产成本高，因此降低此类钢的成本对提高企业的经济效益具有重要的意义。
中国专利申请公布号CN11270151A公开了“一种Q345E钢板及其生产方法“，该发明在成分设计上采用C-Si-Mn-Ti的设计思路，成分质量百分比：C：0.16～0.18%，Si：0.25～0.35%，Mn：0.3～0.4%，Ti：0.061～0.065%， P≤0.014%,S≤0.003%，Ca：0.0010～0.0025%,Als：0.017～0.033%，该发明通过降低Mn含量、添加Ti含量来保证钢板的强度，适用厚度14～40mm钢板。
中国专利申请公布号CN 102041442A公开了“一种低合金Q345E中厚钢板及其生产方法”，所述钢板的化学成分组成及其质量百分比含量如下：C：0.13～0.19%，Si：0.20～0.50%，Mn：1.30～1.60%， P≤0.020%,S≤0.010%，Als：0.015～0.050%，其余为Fe和不可避免杂质。该方法通过C和Mn成分设计保证钢的强度，通过低P、S设计保证钢的低温冲击韧性，Mn含量较高，所以合金成本较高，该生产方法适用于厚度≤60mm钢板。
中国专利申请公布号CN10232156A公开了“一种60mm以下保性能低合金Q345E+B钢板及其生产方法”，其成分质量百分比为C: 0.15～0.18%，Si: 0.20～0.50%，Mn :1.30～1.50%，P≤0.020%,S≤0.005%， Als： 0.015～0.050%，Ni：0.05～0.20%,V:0.020～0.050%，B：0.0009～0.0014%，其余为Fe和不可避免杂质,该生产法的需添加大量的Ni、V合金，合金成本较高。
发明内容
本发明在于提供一种低成本Q345E结构钢板的生产方法，在保证Q345E结构钢板的各项性能的同时，实现Q345E低成本生产。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低成本Q345E结构钢板的生产方法，钢板的化学成分按质量百分比含量为C：0.15～0.18%; Mn:0.80～1.10%；Si: 0.35～0.45%,S ≤0.008%, P≤0.020%,Als 0.020～0.040%,Nb：0.0080～0.012%,其余为Fe和不可避免杂质元素；钢板的厚度为8-30mm；
按照以下工序生产：
1）、炼钢工序：转炉采用脱磷钢水 P≤0.020%，LF脱硫钢水S ≤0.008%,连铸设备得到厚度250mm铸坯；
2）、加热工序：厚度250mm板坯在步进式加热炉加热，一加段温度1050±50℃，二加段温度1250±30℃，均热段温度1220±20℃，总在炉时间≥220min，均热时间≥40min；
3）、轧制工序：厚度≤12mm采用热轧工艺；厚度＞12～30mm采用两阶段控制轧制控制：粗轧的开轧温度为1070-1120℃，粗轧阶段的单道次压下率≥15%,精轧阶段的开轧温度≤950℃，中间坯待温厚度为2.5T～3.5T，精轧阶段的道次压下率为13%~15%以上,控轧的总压下率大于50%，终轧温度740-790℃；
4）、冷却工序：轧制后的钢板，厚度＜12mm采用空冷方式，厚度12～30mm采用水冷方式，钢板通过ACC层流设备加速冷却后，返红温度580℃～630℃。
本发明生产的最大厚度为30mm，钢板牌号为Q345E,力学性能满足GB/T1591－2008标准的相关技术要求。
钢板的强化机理主要是在钢中加入不同比例的C元素和Si、Mn、Nb、V、Ti等合金元素，通过固溶强化、析出强化、细晶强化、相变强化等手段，保证钢板的各项力学性能指标，Q345E低合金钢成本主要受合金元素影响，C元素变化对成本影响不大，因此减少Mn、Nb、Ti、V、Ni等合金元素可以明显降低生产成本，但是降低Mn、Nb、Ti、V、Ni等合金元素，会导致钢板的强度降低，本发明的设计思路是比常规Q345E化学成分设计减少0.4%～0.8%含量Mn合金元素,去除V、Ti等合金元素，考虑由于Mn元素含量降低导致强度会降低，采用0.0085～0.01%微量Nb合金元素，并通过采用低温大压下技术和TMCP控轧控冷技术，提高铁素体形核率，从而细化铁素体晶粒，控轧后控制冷却可以改善带状组织，充分发挥细晶强化和析出强化作用，来提高产品力学性能指标，同时降低生产成本。
本发明的有益效果在于：通过设计合理的成分和低温大压下、TMCP工艺技术，在保证钢板的各项性能的同时，降低合金成本，实现厚度≤30mmQ345E结构钢板低成本生产，同时由于Mn元素含量的降低,可以大大减轻铸坯的中心偏析，提高铸坯内在质量，提高钢板的综合力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行更详细的说明。
本发明提供一种低成本Q345E结构钢板及其生产方法，采用下述成分配比以及生产方法：C：0.15～0.18%; Mn:0.85～1.10%；Si: 0.35～0.45%,S ≤0.008%, P≤0.020%,Als 0.020～0.040%,Nb：0.0080～0.012%,其余为Fe和不可避免杂质元素，生产最大厚度为30mm。
实施例1
原料铁水经过铁水深度脱硫，转炉顶底吹炼，钢包吹氩，LF精炼、RH真空处理以及连铸工艺，得到表1的化学成分，板坯厚度为250mm，板坯均热段温度1220℃，加热时间220min，均热时间45min，第一阶段开轧温度1100℃，第二阶段开轧温度930℃,中间坯的厚度为50mm, 轧件厚度10mm，终轧温度760℃，轧后采用空冷方式冷却，获得钢板力学性能检验结果见表2。
表1 实施10mm Q345E钢板的化学成分
| 厚度mm | C | Si | Mn | S | P | Nb |
| 10 | 0.17% | 0.40% | 0.85% | 0.0055% | 0.015% | 0.01% |
表2 实施10mm Q345E钢板的力学性能
| 厚度 mm | 抗拉MPa | 屈服MPa | 伸长率% | -40℃冲击,J |
| 10 | 505 | 375 | 31 | 97、107、95 |
实施例2
实施方式同例1，板坯厚度为250mm，板坯化学成分质量百分比见表3，板坯均热段温度1230℃，加热时间225min，均热时间46min，第一阶段开轧温度1090℃，第二阶段开轧温度840℃，中间坯的厚度为56mm，轧件厚度16mm，终轧温度760℃，轧制完成后，经ACC层流冷却设备快速冷却，钢板冷却速度8.45℃/s，返红温度610℃。获得钢板的力学性能检验结果见表4。
表3 实施16mm Q345E钢板的化学成分
| 厚度mm | C | Si | Mn | S | P | Nb |
| 16 | 0.16% | 0.42% | 1.0% | 0.0065% | 0.013% | 0.011% |
表4 实施16mm Q345E钢板的力学性能
| 厚度 mm | 抗拉MPa | 屈服MPa | 伸长率% | -40℃冲击,J |
| 16 | 535 | 398 | 30 | 88、95、90 |
实施例3
实施方式同例1，板坯厚度为250mm，板坯化学成分质量百分比见表5，板坯均热段温度1235℃，加热时间227min，均热时间48min，第一阶段开轧温度1095℃，第二阶段开轧温度830℃，中间坯的厚度为80mm，轧件厚度25mm，终轧温度755℃，轧制完成后，经ACC层流冷却设备快速冷却，钢板冷却速度11.54℃/s，返红温度600℃。获得钢板的力学性能检验结果见表6。
表5 实施25mm Q345E钢板的化学成分
| 厚度mm | C | Si | Mn | S | P | Nb |
| 25 | 0.17% | 0.41% | 0.95% | 0.007% | 0.016% | 0.01% |
表6实施25mm Q345E钢板的力学性能
| 厚度 mm | 抗拉MPa | 屈服MPa | 伸长率% | -40℃冲击,J |
| 25 | 525 | 385 | 28 | 98、94、110 |
实施例4
实施方式同例1，板坯厚度为250mm，板坯化学成分质量百分比见表7，板坯均热段温度1225℃，加热时间224min，均热时间45min，第一阶段开轧温度1090℃，第二阶段开轧温度820℃，中间坯的厚度为76mm，轧件厚度30mm，终轧温度765℃，轧制完成后，经ACC层流冷却设备快速冷却，钢板冷却速度12.05℃/s，返红温度590℃。获得钢板的力学性能检验结果见表8。
表7实施30mm Q345E钢板的化学成分
| 厚度mm | C | Si | Mn | S | P | Nb |
| 30 | 0.17% | 0.42% | 1.0% | 0.006% | 0.015% | 0.011% |
表8实施30mm Q345E钢板的力学性能
| 厚度 mm | 抗拉MPa | 屈服MPa | 伸长率% | -40℃冲击,J |
| 30 | 515 | 387 | 27 | 105、95、90 |
Claims (1)
1.一种低成本Q345E结构钢板的生产方法，钢板的化学成分按质量百分比含量为C：0.15～0.18%; Mn:0.80～1.10%；Si: 0.35～0.45%,S ≤0.008%, P≤0.020%,Als 0.020～0.040%,Nb：0.0080～0.012%,其余为Fe和不可避免杂质元素；钢板的厚度为8-30mm；其特征在于按照以下工序生产：
1）、炼钢工序：转炉采用脱磷钢水 P≤0.020%，LF脱硫钢水S ≤0.008%,连铸设备得到厚度250mm铸坯；
2）、加热工序：厚度250mm板坯在步进式加热炉加热，一加段温度1050±50℃，二加段温度1250±30℃，均热段温度1220±20℃，总在炉时间≥220min，均热时间≥40min；
3）、轧制工序：厚度≤12mm采用热轧工艺；厚度＞12～30mm采用两阶段控制轧制控制：粗轧的开轧温度为1070-1120℃，粗轧阶段的单道次压下率≥15%,精轧阶段的开轧温度≤950℃，中间坯待温厚度为2.5T～3.5T，精轧阶段的道次压下率为13%~15%以上,控轧的总压下率大于50%，终轧温度740-790℃；
4）、冷却工序：轧制后的钢板，厚度＜12mm采用空冷方式，厚度12～30mm采用水冷方式，钢板通过ACC层流设备加速冷却后，返红温度580℃～630℃。
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