CN114411060A - 一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法。属于冶金领域；具体步骤：1、炼钢工序；得到连铸坯；2、加热工序：入加热炉高温加热；3、炉卷轧机轧制工序：得轧制后的钢板；4、冷却工序：最终得薄规格高强度结构钢板。本发明采用碳含量0.16‑0.18％成分设计、适当添加Nb、V、Ti微合金元，利用炉卷轧机在6‑10mm薄规格钢板的轧制过程中，可将钢板卷在炉内保温的优势，降低轧制过程中钢板温降速度，得抗拉强度570MPa级别薄规格高强度结构钢板，该钢板‑5℃冲击性能优异，板形质量好、平整度不超出6mm/m，无需额外正火或淬火+回火的热处理工序，工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，涉及一种钢板的生产方法，更具体地，涉及一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法。
背景技术
SM570是JIS 3106焊接结构用轧制钢材标准中强度级别最高的钢板牌号，主要应用于桥梁、建筑、风电等关键结构部位，要求钢板不仅具有高的强度等级，还对钢板的平整度、应力变形、焊接性能等都有严格要求，一般中厚板轧机轧制薄规格由于过程温降速度大，低温区轧制导致钢板使用性能不好，通常要求钢板进行额外正火或淬火+回火工艺生产。
随着世界经济的高速发展，制造业加快升级，轻量化、减量化、绿色化设计对高强度钢板的需求量日益增加。经查已有薄规格高强度结构钢板产品的相关专利申请，一般为保证薄规格高强度结构钢板的强度、板形、应力和使用性能，一般会添加Cr、Ni、Mo等贵重合金元素，采用正火或淬火+回火工艺生产，导致产品竞争力下降，导致在现有大型工程项目设计中较少得到应用。
申请号201811450050.4，“薄规格易焊接低温结构钢板的生产方法”，该发明对于屈服强度420、460、500MPa级别薄规格钢板，成分设计均加入Cr、Ni、 Mo等贵重合金元素，其缺点是：合金成本高；轧后钢板需要进行额外正火+回火热处理工艺，生产工序多、流程长、成本高。
另外，现有的薄规格高强度结构钢板，特别是6-10mm薄规格、抗拉强度 570MPa级别高强度钢板，一般中厚板轧机在轧制过程中，薄规格钢板温降速度大，最后3～5道次往往要在800℃以下低温区域轧制，导致钢板强度性能不合格、板形质量变差、内应力不均匀等问题的产生，中厚板轧机生产难度非常大，一般要求成分设计添加Cr、Mo等贵重合金元素，且轧后钢板额外进行正火或淬火+回火工艺生产，来解决薄规格高强度结构钢板的性能、板形等匹配问题，满足用户使用性能。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供了一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法。
技术方案：本发明所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板，所述钢板的化学成分按重量百分比计为：C 0.16-0.18％，Mn 1.45-1.65％，Si 0.20-0.50％， P≤0.020％，S≤0.010％，Nb 0.030-0.050％，V：0.040-0.060％，Alt 0.020-0.050％，CEV≤0.44％，其余部分为Fe和杂质。
进一步的，一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，其具体操作步骤如下：
(1.1)、炼钢工序；采用转炉冶炼、LF精炼，连铸生产制备得到连铸坯；
(1.2)、加热工序：将连铸坯入加热炉中进行高温加热；
(1.3)、炉卷轧机轧制工序：启用主轧机前后炉内卷取机对卷板进行轧制，得轧制后的钢板；
(1.4)、冷却工序：将轧制后的钢板在空气中冷却室温，最终得薄规格高强度结构钢板。
进一步的，在步骤(1.1)中，所述得到的连铸坯的厚度为150mm。
进一步的，在步骤(1.2)中，所述将连铸坯入加热炉中进行高温加热的条件是：加热系数为：10.0-14.0min/cm，加热的温度为：1230-1270℃。
进一步的，在步骤(1.2)中，所述得到的卷板为6-10mm薄规格的卷板。
进一步的，在步骤(1.3)中，所述6-10mm薄规格的卷板在轧制过程中，需将卷板在炉内保温处理；
其中，规格为6-8mm薄规格的卷板采用常规轧制方式；
规格为10mm采用两阶段轧制方式，二阶段轧制温度≤1030℃，另外，控制钢板终轧温度为820-860℃。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明采用碳含量0.16-0.18％成分设计、适当添加Nb、V、Ti微合金元，利用炉卷轧机在6-10mm薄规格钢板的轧制过程中，可将钢板卷在炉内保温的优势，降低轧制过程中钢板温降速度，成功开发出抗拉强度570MPa级别薄规格高强度结构钢板，力学性能完全满日标SM570 标准要求，钢板-5℃冲击性能优异，板形质量好、平整度不超出6mm/m，且钢板无需额外正火或淬火+回火的热处理工序，生产工艺简单，生产成本低，可实现钢板的经济、高效生产。
附图说明
图1是本发明的结构流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，采用碳含量0.16-0.18％成分设计、适当添加Nb、V、Ti微合金元，利用炉卷轧机在6-10 mm薄规格钢板的轧制过程中，可将钢板卷在炉内保温的优势，降低轧制过程中钢板温降速度，成功开发出抗拉强度570MPa级别薄规格高强度结构钢板，力学性能完全满日标SM570标准要求，钢板平整度不超出6mm/m，且钢板无需额外正火或淬火+回火的热处理工序，生产工艺简单，生产成本低，可实现钢板的经济、高效生产；生产工序包括炼钢工序、坯料加热工序、炉卷轧机轧制工序、控制冷却工序等，得到钢板的化学成分按重量百分比计为：C 0.16-0.18％，Mn 1.45-1.65％， Si 0.20-0.50％，P≤0.020％，S≤0.010％，Nb 0.030-0.050％，V：0.040-0.060％， Alt 0.020-0.050％，CEV≤0.44％，其余部分为Fe和杂质，生产钢板厚度为6-10mm。
其具体操作步骤如下：
(1)、炼钢工序：按照发明成分进行冶炼，采用转炉冶炼、LF精炼，连铸生产制备得到连铸坯；
(2)、加热工序：铸坯入加热炉加热，加热系数10.0-14.0min/cm，加热温度1230-1270℃，采用高温加热，防止薄规格钢板由于后续轧制过程降温较快而导致轧制温度太低的现象；
(3)、炉卷轧机轧制工序：启用主轧机前后炉内卷取机，在6-10mm薄规格的卷板的轧制过程中，将钢板卷在炉内保温处理，以降低轧制过程中钢板温降速度； 6-8mm采用常规轧制方式，10mm采用两阶段轧制方式、二阶段轧制温度≤1030℃，控制钢板终轧温度为820-860℃；
(4)、冷却工序：轧制后的钢板在空气中冷却室温；最终得薄规格高强度结构钢板。
本发明生产钢板厚度为6-10mm，钢板牌号SM570，质量同时满足国标Q420、 Q460及欧标S420、S460系列钢板。
本发明采用碳含量0.16-0.18％成分设计、适当添加Nb、V、Ti微合金元，利用炉卷轧机在6-10mm薄规格钢板的轧制过程中，可将钢板卷在炉内保温的优势，降低轧制过程中钢板温降速度，成功开发出抗拉强度570MPa级别薄规格高强度结构钢板，力学性能完全满日标SM570标准要求，钢板-5℃冲击性能优异，板形质量好、平整度不超出6mm/m，且钢板无需额外正火或淬火+回火的热处理工序，生产工艺简单，生产成本低，可实现钢板的经济、高效生产。
本发明利用薄规格钢板可在炉卷轧机炉内保温的工艺特点，开发出热轧交货 6-10mm薄规格高强度结构钢板，产品质量优异、生产成本控制合适、综合性价比好。
本发明基于炉卷轧机的主轧机前后设置有炉内卷取机，在薄规格的卷板的轧制过程中，可将钢板卷在炉内保温以降低轧制中钢板温降速度，可保证终轧温度在820-860℃，防止6-10mm薄规格钢板在800℃以下低温区域轧制，导致钢板强度性能不合格、板形质量变差、内应力不均匀等问题的产生。
实施例1:
SM570钢板厚度为6mm，采用下述成分配比以及生产方法，本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序：成分含量(wt)为C 0.177％、Mn 1.49％、P 0.016％、S 0.006％、Si 0.25％、Alt 0.031％、Nb 0.042％、V 0.045％、CEV 0.44％，其余为Fe和杂质；按照上述成分冶炼，得到连铸坯厚度150mm；
(2)、加热工序：其钢坯的加热系数10.3min/cm，加热温度1265℃；
(3)、轧制工序：启用主轧机前后炉内卷取机，在6mm薄规格的卷板的轧制过程中，将钢板卷在炉内保温处理，以降低轧制过程中钢板温降速度；采用常规轧制方式，钢板终轧温度为828℃；
(4)、冷却工序：轧制后的钢板在空气中冷却至室温，得到成品钢板；
本6mm规格SM570钢板，力学性能为：屈服强度480MPa，抗拉强度638MPa，断后伸长率20％，冲击试样尺寸10*5*55mm条件下-5℃冲击功Akv：52、64、67J，钢板平整度6mm/m。
实施例2:
SM570钢板厚度为8mm，采用下述成分配比以及生产方法，
本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序：成分含量(wt)为C 0.17％、Mn 1.53％、P 0.014％、S 0.003％、 Si0.31％、Alt 0.036％、Nb 0.045％、V 0.057％、CEV 0.44％，其余为Fe和杂质。按照上述成分冶炼，得到连铸坯厚度150mm；
(2)、加热工序：其钢坯的加热系数10.7min/cm，加热温度1250℃；
(3)、轧制工序：启用主轧机前后炉内卷取机，在8mm薄规格的卷板的轧制过程中，将钢板卷在炉内保温处理，以降低轧制过程中钢板温降速度；采用常规轧制方式，钢板终轧温度为834℃；
(4)、冷却工序：轧制后的钢板在空气中冷却至室温，得到成品钢板；
本8mm规格SM570钢板，力学性能为：屈服强度494MPa，抗拉强度623MPa，断后伸长率27.5％，冲击试样尺寸10*5*55mm条件下-5℃冲击功Akv：65、61、68J，钢板平整度5mm/m。
实施例3:
SM570钢板厚度为10mm，采用下述成分配比以及生产方法，
本钢板的生产方法如下:
(1)、炼钢工序：成分含量(wt)为C 0.16％、Mn 1.58％、P 0.013％、S 0.005％、 Si0.33％、Alt 0.034％、Nb 0.038％、V 0.052％、CEV 0.44％，其余为Fe和杂质。按照上述成分冶炼，得到连铸坯厚度150mm；
(2)、加热工序：其钢坯的加热系数11.2min/cm，加热温度1240℃；
(3)、轧制工序：启用主轧机前后炉内卷取机，在10mm薄规格的卷板的轧制过程中，将钢板卷在炉内保温处理，以降低轧制过程中钢板温降速度；采用两阶段轧制方式、二阶段轧制开始温度1023℃，钢板终轧温度为842℃；
(4)、冷却工序：轧制后的钢板在空气中冷却至室温，得到成品钢板；
本10mm规格SM570钢板，力学性能为：屈服强度507MPa，抗拉强度649MPa，断后伸长率26％，冲击试样尺寸10*7.5*55mm条件下-5℃冲击功Akv：117、126、 105J，钢板平整度5mm/m。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分按重量百分比计为：C 0.16-0.18％，Mn 1.45-1.65％，Si 0.20-0.50％，P≤0.020％，S≤0.010％，Nb 0.030-0.050％，V：0.040-0.060％，Alt 0.020-0.050％，CEV≤0.44％，其余部分为Fe和杂质。
2.如权利要求1所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：
(1.1)、炼钢工序；采用转炉冶炼、LF精炼，连铸生产制备得到连铸坯；
(1.2)、加热工序：将连铸坯入加热炉中进行高温加热；
(1.3)、炉卷轧机轧制工序：启用主轧机前后炉内卷取机对卷板进行轧制，得轧制后的钢板；
(1.4)、冷却工序：将轧制后的钢板在空气中冷却室温，最终得薄规格高强度结构钢板。
3.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，其特征在于，
在步骤(1.1)中，所述得到的连铸坯的厚度为150mm。
4.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，其特征在于，
在步骤(1.2)中，所述将连铸坯入加热炉中进行高温加热的条件是：加热系数为：10.0-14.0min/cm，加热的温度为：1230-1270℃。
5.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，其特征在于，
在步骤(1.2)中，所述得到的卷板为6-10mm薄规格的卷板。
6.根据权利要求2所述的一种炉卷轧机生产薄规格高强度结构钢板的生产方法，其特征在于，
在步骤(1.3)中，所述6-10mm薄规格的卷板在轧制过程中，需将卷板在炉内保温处理；
其中，规格为6-8mm薄规格的卷板采用常规轧制方式；
规格为10mm采用两阶段轧制方式，二阶段轧制温度≤1030℃，另外，控制钢板终轧温度为820-860℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220429 |
|
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