CN114959461A - 微铌合金化q355b低合金高强度结构钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板及其制造方法,所述微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法包括以下依次进行的工艺步骤:高炉铁水冶炼、转炉钢水冶炼、LF炉钢水精炼处理、板坯连铸、板坯加热、除鳞、粗轧、精轧、矫直、取样、和钢板检查。所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.16~0.19wt%,Si≤0.30wt%,Mn:0.90~1.05wt%,Nb:0.005~0.015%,P≤0.030wt%,S≤0.020wt%,Alt≤0.008wt%,N≤0.0060wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。本发明有效降低了低合金高强度结构钢板的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域,具体涉及一种Q355B低合金高强度结构钢板及其制造方法,尤其是一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板及其制造方法。
背景技术
Q355B低合金高强度结构钢板执行GB/T 1591-2018标准,广泛用于压力容器、化工设备、锅炉、桥梁、车辆、船舶及大型钢结构。该钢种为各钢厂批量生产的产品,但是目前Q355B低合金高强度结构钢板成本较高。
综上所述,现有技术中存在以下问题:Q355B低合金高强度结构钢板成本较高。
发明内容
本发明提供一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板及其制造方法,生产出一种具有优质质量、低生产成本的低合金高强度结构钢板Q355B,以解决Q355B低合金高强度结构钢板成本较高的问题。
为此,本发明提出一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,
所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.16~0.19wt%,Si≤0.30wt%,Mn:0.90~1.05wt%,Nb:0.005~0.015%,P≤0.030wt%,S≤0.020wt%,Alt≤0.008wt%,N≤0.0060wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法包括以下依次进行的工艺步骤:
高炉铁水冶炼、转炉钢水冶炼、LF炉钢水精炼处理、板坯连铸、板坯加热、除鳞、粗轧、精轧、矫直、取样、和钢板检查;
进一步地,钢板厚度范围8~16mm时,采用轧后空冷工艺。
进一步地,16mm<钢板厚度≤30mm,钢板采用轧后层流水冷却工艺。
进一步地,所述转炉钢水冶炼:入炉铁水要求S≤0.040wt%;冶炼过程采用全程底吹氩气;转炉终点控制C:0.06~0.15wt%,P≤0.025wt%。
进一步地,LF炉钢水精炼处理:钢水在LF炉进行去除夹杂物、平衡温度及合金化处理;钙处理后软吹氩时间8~10min;钢水镇静时间:15~30min。
进一步地,板坯连铸:采用钢包下渣检测控制,中间包浇注温度为1523~1539℃,中间包使用碱性覆盖剂,使用低碳钢保护渣,铸坯拉速为1.00~1.30m/min。
本发明还提供一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板,
所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.16~0.19wt%,Si≤0.30wt%,Mn:0.90~1.05wt%,Nb:0.005~0.015%,P≤0.030wt%,S≤0.020wt%,Alt≤0.008wt%,N≤0.0060wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素;
Q355B低合金高强度结构钢板采用前面所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,所述钢板厚度为6-40mm。
进一步地,所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.17wt%,Si:0.20wt%,Mn:0.99wt%,Nb:0.010%,P:0.014wt%,S:0.009wt%,Alt:0.005wt%,N:0.0032wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
进一步地,所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.17wt%,Si:0.18wt%,Mn:1.00wt%,Nb:0.009%,P:0.015wt%,S:0.006wt%,Alt:0.004wt%,N:0.0036wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
进一步地,所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.17wt%,Si:0.19wt%,Mn:0.99wt%,Nb:0.011%,P:0.016wt%,S:0.008wt%,Alt:0.005wt%,N:0.0037wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
本发明通过钢中添加微量铌合金、减少锰合金用量工艺,铌合金类型采用价格相对便宜的铌磷铁替代价格昂贵的铌铁,有效降低了低合金高强度结构钢板的生产成本。通过合理的冶炼-连铸-轧制工艺,实现该产品的稳定生产,获得力学性能良好的低合金高强度结构钢板Q355B。本发明所得的低合金高强度结构钢板Q355B力学性能ReH≥380MPa,抗拉强度Rm为510~580MPa,延伸率A≥24%,20℃低温冲击功Akv≥150J,性能指标良好,控制稳定。与常规非微铌合金化对比钢相比,本发明钢具备以下优点:(1)由于钢中添加微量铌元素起到细晶强化效果,钢板晶粒度10级,较常规非铌合金化钢细了0.5~1.0级,综合力学性能指标控制更好;(2)钢中锰含量降低0.25~0.30%,有效改善了铸坯中心锰偏析,轧后钢板内部质量良好,探伤全合格;(3)钢中硅含量降低0.05~0.10%,改善了钢板表面氧化铁皮压入,表面质量控制良好;(4)吨钢综合降本30元以上。
附图说明
图1为本发明实施例1的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的铸坯内部低倍照片,铸坯无明显中心偏析、疏松,内部质量良好;
图2为本发明实施例1的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的铸坯边角酸洗低倍照片,铸坯边角部无裂纹,质量良好;
图3为本发明实施例1的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的金相组织照片。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明。
本发明生产的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板,该钢种化学成分重量百分比为C:0.16~0.19wt%,Si≤0.30wt%,Mn:0.90~1.05wt%,Nb:0.005~0.015%,P≤0.030wt%,S≤0.020wt%,Alt≤0.008wt%,N≤0.0060wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
本发明采用的一种微铌合金化低合金高强度结构钢板Q355B的制造方法,其工艺路线为:高炉铁水冶炼→转炉钢水冶炼→LF炉钢水精炼处理→板坯连铸→板坯加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→取样→钢板检查→标记入库。
转炉钢水冶炼:入炉铁水要求S≤0.040wt%;冶炼过程采用全程底吹氩气;转炉终点控制C:0.06~0.15wt%,P≤0.025wt%;
LF炉钢水精炼处理:钢水在LF炉进行去除夹杂物、平衡温度及合金化处理;钙处理后软吹氩时间8~10min;钢水镇静时间:15~30min;
板坯连铸:采用钢包下渣检测控制,中间包浇注温度为1523~1539℃,中间包使用碱性覆盖剂,使用低碳钢保护渣,铸坯拉速为1.00~1.30m/min。
高精度连铸控制工艺:采取“中强冷(宽面水量3447-4500L/min,水流速7-9.14m/s;窄面水量430-530L/min,水流速8.72-10.75m/s。)+低过热度(过热度控制15-25℃)+恒拉速+高矫直温度(矫直温度控制范围960-1030℃)”浇铸工艺,降低板坯表面裂纹的产生。
中厚板轧制:控制铸坯加热炉均热温度为1160~1260℃,铸坯在炉加热时间≥150min,均热时间≥30min,粗轧采用纵横纵轧制方式,粗轧末道次采用手动大压下量轧制,以均匀热轧态组织,改善钢板板形与轧后冲压性能;精轧开轧目标温度范围940~1000℃,精轧8道次,总变形率65-79%,终轧目标温度厚度8~16mm钢板采用轧后空冷工艺,厚度>16并且≤30mm钢板采用轧后层流水冷却工艺(控冷组数2-4组、水压0.20-0.25MPa、流量80-100m3/h)。
本发明所得的低合金高强度结构钢板Q355B力学性能ReH≥380MPa,抗拉强度Rm为510~580MPa,延伸率A≥24%,20℃低温冲击功Akv≥150J。
本发明采用微铌合金化处理,钢中Nb控制范围0.005~0.015wt%,微量铌可以在不影响钢的塑性或韧性的情况下提高钢的强度。由于铌有细化晶粒的作用,能提高钢的冲击韧性并降低其脆性转变温度。
本发明钢各实施例与对比钢采用下述成分配比和具体工艺。其中,表1是各实施例与对比钢的成分(按重量百分比计)。表2是与表1所述实施例与对比钢对应的工艺参数。表3是与表1所述实施例与对比钢对应的力学性能。本发明钢实施例与对比例成分、力学性能控制情况对比情况:(1)成分方面,Si含量降低0.05~0.09%,Mn含量降低0.26~0.28%,Nb含量控制范围0.009~0.011%,成分控制降本大于32元/吨钢;(2)力学性能方面,屈服强度高8~30MPa,延伸率高1.3~2.8%,抗拉强度指标基本相当,20℃冲击功高9.5~25.1J,综合力学性能指标更优。
表1:本发明各实施例与对比钢的化学成分(wt%)
实例 | C | Si | Mn | P | S | Alt | Nb | N |
实施例1 | 0.17 | 0.20 | 0.99 | 0.014 | 0.009 | 0.005 | 0.010 | 0.0032 |
对比钢1 | 0.17 | 0.25 | 1.25 | 0.016 | 0.007 | 0.005 | / | 0.0035 |
实施例2 | 0.17 | 0.18 | 1.00 | 0.015 | 0.006 | 0.004 | 0.009 | 0.0036 |
对比钢2 | 0.17 | 0.26 | 1.26 | 0.014 | 0.007 | 0.005 | / | 0.0033 |
实施例3 | 0.17 | 0.19 | 0.99 | 0.016 | 0.008 | 0.005 | 0.011 | 0.0035 |
对比钢3 | 0.17 | 0.28 | 1.27 | 0.016 | 0.006 | 0.004 | / | 0.0037 |
表2:本发明各实施例与对比钢的轧制具体工艺参数
表3:本发明各实施例与对比钢所得钢板Q355B的力学性能
如图1、图2和图3所示,铸坯无明显中心偏析、疏松,内部质量良好;铸坯边角部无裂纹,质量良好;与对比钢板成分相比较,本发明钢中锰含量降低0.25~0.30%,有效改善了铸坯中心锰偏析,钢板金相组织为铁素体+珠光体,晶粒度10级,轧后钢板超声波探伤全合格,内部质量良好;钢中硅含量降低0.05~0.10%,有效减少氧化铁皮压入,使钢板表面质量得到改善。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合,任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,其特征在于,
所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.16~0.19wt%,Si≤0.30wt%,Mn:0.90~1.05wt%,Nb:0.005~0.015%,P≤0.030wt%,S≤0.020wt%,Alt≤0.008wt%,N≤0.0060wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素;
所述微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法包括以下依次进行的工艺步骤:
高炉铁水冶炼、转炉钢水冶炼、LF炉钢水精炼处理、板坯连铸、板坯加热、除鳞、粗轧、精轧、矫直、取样、和钢板检查;
2.如权利要求1所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,其特征在于,钢板厚度范围8~16mm时,采用轧后空冷工艺。
3.如权利要求1所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,其特征在于,16mm<钢板厚度≤30mm,钢板采用轧后层流水冷却工艺。
4.如权利要求1所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,其特征在于,所述转炉钢水冶炼:入炉铁水要求S≤0.040wt%;冶炼过程采用全程底吹氩气;转炉终点控制C:0.06~0.15wt%,P≤0.025wt%。
5.如权利要求1所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,其特征在于,LF炉钢水精炼处理:钢水在LF炉进行去除夹杂物、平衡温度及合金化处理;钙处理后软吹氩时间8~10min;钢水镇静时间:15~30min。
6.如权利要求1所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,其特征在于,板坯连铸:采用钢包下渣检测控制,中间包浇注温度为1523~1539℃,中间包使用碱性覆盖剂,使用低碳钢保护渣,铸坯拉速为1.00~1.30m/min。
7.一种微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板,其特征在于,
所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.16~0.19wt%,Si≤0.30wt%,Mn:0.90~1.05wt%,Nb:0.005~0.015%,P≤0.030wt%,S≤0.020wt%,Alt≤0.008wt%,N≤0.0060wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素;
Q355B低合金高强度结构钢板采用如权利要求1至6中任一项所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板的制造方法,所述钢板厚度为6-40mm。
8.如权利要求7所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板,其特征在于,所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.17wt%,Si:0.20wt%,Mn:0.99wt%,Nb:0.010%,P:0.014wt%,S:0.009wt%,Alt:0.005wt%,N:0.0032wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
9.如权利要求7所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板,其特征在于,所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.17wt%,Si:0.18wt%,Mn:1.00wt%,Nb:0.009%,P:0.015wt%,S:0.006wt%,Alt:0.004wt%,N:0.0036wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
10.如权利要求7所述的微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板,其特征在于,所述Q355B低合金高强度结构钢板化学成分重量百分比为C:0.17wt%,Si:0.19wt%,Mn:0.99wt%,Nb:0.011%,P:0.016wt%,S:0.008wt%,Alt:0.005wt%,N:0.0037wt%;余量为Fe和不可避免的微量元素。
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