CN115491576A - 一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法，其中热轧H型钢的化学成分按质量百分比计为C 0.17％～0.24％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.035％、RE 0.002％～0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质；冶炼连铸方法在异型坯连铸工序中控制过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820‑830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785‑795℃，R角温度控制为855‑870℃，采用恒拉速操作，可在保证热轧H型钢具有优良的综合力学性能基础上降低其生产成本。
Description
技术领域
本发明属于冶炼连铸技术领域，具体涉及一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法。
背景技术
包钢Q355B H型钢的生产主要采用钒合金化来确保钢坯和钢材各项性能，目前生产情况比较稳定，力学性能富余量近50MPa。由于国内钢筋新标准的制定实施、环保对V提取工艺的高要求以及手机、新能源汽车等领域对V的需求，导致V供需不平衡，市场价格居高不下，并有持续上涨的趋势。为此寻找适宜的微合金元素及工艺，减小对钒氮合金的依赖，降低生产成本迫在眉睫。
专利文献CN110484825A(以下称文献1)公开一种低成本355MPa热轧H型钢及其制备方法，其通过采用铌钒复合微合金化成分设计，以降低钢中锰含量达到H型钢的综合性能，大幅度降低了冶炼成本，但得到的热轧H型钢中仍含有成本较高的V元素，并不利于该文献1生产成本的降低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明一个方面提供一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法，其化学成分按质量百分比计为：C 0.17％～0.24％、Si0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.035％、RE 0.002％～0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述冶炼连铸方法包括以下工序：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷，其中在所述异型坯连铸工序中，全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，R角温度控制为855-870℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min。
在一些实施方式中，在所述转炉冶炼工序中，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.03％，T≥1610℃，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。
在一些实施方式中，在所述LF精炼工序中，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≤0.020％，成分含量为C 0.17％～0.24％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.020％，升温后温度T≥1560℃；精炼后期加入稀土，加入后保证稀土含量为0.002～0.003％，保证软吹时间大于10min。
在一些实施方式中，在所述铸坯堆垛缓冷工序中，缓冷时间大于48小时。
本发明另一方面提供一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢，其由上述的冶炼连铸方法得到的连铸坯经轧制获得。
在一些实施方式中，所述稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的力学性能满足：屈服强度≥415MPa，抗拉强度≥575MPa，延伸率A≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115J，室温冲击功≥165J。
基于以上技术方案提供的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法通过采用稀土元素，并在异型坯连铸工序中控制过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，R角温度控制为855-870℃，并采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min，得到的连铸坯经轧制后得到的热轧H型钢中不含有成本较高的V元素，但仍保持优良的综合力学性能，因此可明显降低热轧H型钢的生产成本。另外，相对于上述文献1生产的热轧H型钢，本发明提供的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的韧性性能更加优良。
具体实施方式
本发明旨在提供一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法，并提供由该冶炼连铸方法获得的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢。
本发明提供的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法包括以下工序：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷，其中：
在所述转炉冶炼工序中，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.03％，T≥1610℃，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；
在所述LF精炼工序中，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≤0.020％，成分含量为C 0.17％～0.24％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.020％，升温后温度T≥1560℃；精炼后期加入稀土，加入后保证稀土含量为0.002～0.003％，保证软吹时间大于10min；
在所述异型坯连铸工序中，全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，R角温度控制为855-870℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min，连铸坯断面尺寸可为H440mm×105mm×555mm；
在所述铸坯堆垛缓冷工序中，缓冷时间大于48小时。
经以上冶炼连铸方法获得的连铸坯可按照上述文献1中公开的轧制方法轧制得到稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢。
在一些实施例中，所述稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的按质量百分比计为：C 0.17％～0.24％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.035％、RE(例如Ce)0.002％～0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质；可选为：C 0.17％～0.19％、Si 0.36％～0.41％、Mn 1.30％～1.34％、P≤0.023％、S≤0.013％、RE 0.0022％～0.0028％，其余为Fe和不可避免的杂质。
在一些实施例中，所述稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的力学性能满足：屈服强度≥415MPa，抗拉强度≥575MPa，延伸率A≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115J，室温冲击功≥165J。
以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。
实施例1：
该实施例旨在生产一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢，其化学成分如下表1所示。具体生产方法包括以下工序：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷、异型坯加热、轧制、轧后冷却；其中异型坯加热、轧制、轧后冷却工序按照上述文献1的操作进行，异型坯连铸工序的控制参数如下表2所示，对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型钢的钢坯质量，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，具体如下表3所示。
实施例2-4
实施例2-4按照实施例1的操作进行，不同之处仅在于生产的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的化学成分，以及异型坯连铸工序中参数控制不同，具体如下表1和表2所示。对实施例2-4轧制后得到的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的力学性能进行检验，检验结果如下表3所示。
对比例1
对比例1按照实施例1的操作进行，不同之处仅在于异型坯连铸工序中参数控制不同，具体如下表1和表2所示。对对比例1轧制后得到的热轧H型钢的力学性能进行检验，检验结果如下表3所示。
表1：各实例的热轧H型钢的化学成分(wt％)
| 实例 | C | Si | Mn | P | S | RE |
| 实施例1 | 0.19 | 0.36 | 1.31 | 0.016 | 0.010 | 0.0025 |
| 实施例2 | 0.17 | 0.39 | 1.30 | 0.022 | 0.006 | 0.0026 |
| 实施例3 | 0.18 | 0.38 | 1.34 | 0.023 | 0.009 | 0.0028 |
| 实施例4 | 0.19 | 0.41 | 1.33 | 0.015 | 0.013 | 0.0022 |
| 对比例1 | 0.19 | 0.36 | 1.31 | 0.016 | 0.010 | 0.0025 |
表2：各实例的异型坯连铸工序参数
| 实例 | 过热度(℃) | 拉速(m/min) | 翼缘板端部(℃) | R角(℃) | 腹板(℃) |
| 实施例1 | 27 | 1.11 | 795 | 855 | 825 |
| 实施例2 | 28 | 1.10 | 790 | 860 | 821 |
| 实施例3 | 27 | 1.14 | 788 | 867 | 826 |
| 实施例4 | 26 | 1.19 | 791 | 861 | 829 |
| 对比例1 | 27 | 1.11 | 805 | 890 | 855 |
表3：各实例的热轧H型钢的力学性能
由上表1-表3所示，可知实施例1-4生产的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢均具有优良的综合力学性能，力学性能满足：屈服强度≥415MPa，抗拉强度≥575MPa，延伸率A≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115J，室温冲击功≥165J。相比之下，对比例1在异型坯连铸工序中控制相对较高的铸坯腹板目标温度、铸坯翼缘目标温度和R角温度，生产获得的热轧H型钢的强度和韧性性能均明显降低。并且相对于上述文献1，本发明采用稀土代替文献1生产的热轧H型钢中的V和Nb元素，并调节其他元素的含量，且通过优化冶炼连铸方法中的异型坯连铸工序参数，能够在保证生产的热轧H型钢具有优良的综合力学性能(甚至优于上述文献1，例如耐低温韧性性能)的基础上，明显降低热轧H型钢的生产成本。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法，其特征在于，所述稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的化学成分按质量百分比计为：C 0.17％～0.24％、Si 0.35％～0.55％、Mn 1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.035％、RE 0.002％～0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述冶炼连铸方法包括以下工序：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷，其中在所述异型坯连铸工序中，全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，R角温度控制为855-870℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min。
2.根据权利要求1所述的冶炼连铸方法，其特征在于，
在所述转炉冶炼工序中，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标C≥0.03％，T≥1610℃，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；
在所述LF精炼工序中，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≤0.020％，成分含量为C 0.17％～0.24％、Si 0.35％～0.55％、Mn1.30％～1.60％、P≤0.035％、S≤0.020％，升温后温度T≥1560℃；精炼后期加入稀土，加入后保证稀土含量为0.002～0.003％，保证软吹时间大于10min；
在所述铸坯堆垛缓冷工序中，缓冷时间大于48小时。
3.一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢，其由权利要求1或2所述的冶炼连铸方法得到的连铸坯经轧制获得。
4.根据权利要求3所述的稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢，其特征在于，所述稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的力学性能满足：屈服强度≥415MPa，抗拉强度≥575MPa，延伸率A≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115J，室温冲击功≥165J。
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| CN118668140A (zh) * | 2024-08-23 | 2024-09-20 | 乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司 | 含Ce梁柱构件用S355J2热轧H型钢的生产工艺 |
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2022
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