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

微铌合金化q355b低合金高强度结构钢板及其制造方法 Download PDF

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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

微铌合金化Q355B低合金高强度结构钢板及其制造方法
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；
其中，控制铸坯加热炉均热温度为1120～1200℃，铸坯在炉加热时间≥150min；精轧开轧目标温度范围900～1050℃，精轧8道次，终轧目标温度
Figure BDA0003632808850000011
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
Figure BDA0003632808850000041
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
Figure BDA0003632808850000051
表3：本发明各实施例与对比钢所得钢板Q355B的力学性能
Figure BDA0003632808850000061
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；
其中，控制铸坯加热炉均热温度为1120～1200℃，铸坯在炉加热时间≥150min；精轧开轧目标温度范围900～1050℃，精轧8道次，终轧目标温度
Figure FDA0003632808840000011
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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