CN115772631A - 一种低合金高强度结构钢板q355b的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种低合金高强度结构钢板Q355B的生产方法，工艺流程为铁水预处理→转炉→精炼→连铸→板坯加热→轧制→冷却→热矫→精整→性能检验。钢的化学组成质量百分比为C=0.20～0.23，Si=0.25～0.40，Mn=0.50～0.60，P≤0.020，S≤0.015，Als=0.015～0.050，Nb=0.010～0.015，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过合理成分设计和轧制工艺，所生产的钢板力学性能稳定，由于采用合金少，可实现Q355B钢板低成本生产。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种低合金高强度结构钢板Q355B的生产方法。
背景技术
低合金高强度结构钢板Q355B属于中国GB/T1591-2018标准产品，该标准于2019年2月1日正式实施，替代之前GB/T1591-2008版次。新标准中，取消了Q345级别牌号，以Q355钢级取代原有Q345钢级及相关要求，并将下屈服强度修改为上屈服强度，其指标相应提高了10MPa~15MPa，同时将Q355B钢种的C含量的上限提高到0.24%，而GB/T1591-2008标准Q345B的C含量上限为0.20%。因此，现有低成本生产的Q345B钢板的C含量均不大于0.20%，为保证钢板力学性能，需添加较多合金含量，成本较高，缺乏市场竞争力。
中国专利CN110042315B公开了“一种低成本Q355B结构钢板及其生产方法”，钢的化学组成质量百分比为：C=0.20~0.24，Si=0.20～0.24，Mn=0.7～0.9，P≤0.025，S≤0.015，余量为Fe和不可避免的杂质；其采用C-Mn成分设计，未添加Nb、V、Ti等微合金，该方法生产的钢板力学性能满足标准要求，但屈服强度富裕量较小。
中国专利CN112322982A公开了“一种微钛合金化Q355B中厚钢板及其低成本生产方法”，钢的化学组成质量百分比为：C=0.15~0.18，Si≤0.24，Mn≤1.60，Al=0.020～0.045，Ti=0.020～0.040，Cr≤0.10，P≤0.025，S≤0.008，N≤0.080，余量为Fe和不可避免的杂质；其采用C-Mn-Ti系成分设计，该方法生产的钢板力学性能较好，但添加Cr合金元素，且Mn含量偏高，成本相对较高。
发明内容
本发明旨在提供一种低合金高强度结构钢板Q355B的生产方法，生产厚度10～40mm的Q355B钢板，采用贵重合金较少，性能满足GB/T1591-2018标准对Q355B相关要求。
本发明的技术方案：
一种低成本Q355B钢板的生产方法，工艺步骤为铁水预处理→转炉→精炼→连铸→板坯加热→轧制→冷却→热矫→精整→性能检验。钢的化学组成质量百分比为C=0.20～0.23，Si=0.25～0.40，Mn=0.50～0.60，P≤0.020，S≤0.015，Als=0.015～0.050，Nb=0.010～0.015，余量为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤为：
（1）连铸：过热度控制在10～20℃，拉速0.8～1.2m/min，配水采用弱冷，比水量控制在0.45～0.47 L/kg；
（2）加热：分区连续加热，均热段炉膛温度为1160～1250℃，均热段加热时间≥40min，出钢心部温度为1180～1230℃；
（3）轧制：采用粗轧和精轧两阶段控轧，I阶段粗轧采用低速大压下制度，保证最后二道次平均压下率大于14%，开轧温度≥1050℃，终轧温度≥980℃；中间待温坯厚度为2倍成品厚度以上；II阶段精轧开轧温度≤950℃，终轧温度为780～830℃。
（4）轧制：轧后钢板采用水冷方式，返红温度为620～650℃。
本发明技术原理：在原成分设计基础上采用“提C降Mn加Nb”成分体系，即提高C元素含量，降低Mn合金含量，同时添加适量Nb合金元素。Mn为弱碳化物形成元素，降低Mn含量会弱化合金固溶强化、析出强化，从而降低钢板的强度；同时Mn合金含量大幅度降低，显著减少铸坯的中心偏析及裂纹的产生，为连铸坯直装提供了可能；热铸坯直装降低了板坯加热的能耗，降低了钢板生产成本。C为固溶强化元素，增加碳元素含量，钢板的强度增加，可以有效弥补减少Mn合金元素造成的强度降低。Nb为强碳化物形成元素，细化晶粒，析出强化作用，Nb微合金化处理可以大幅度提高钢板的强度及韧性，从而可以有效弥补大幅度降低Mn合金元素造成的强度降低。
本发明具有以下有益效果：（1）本发明通过提高C元素的固溶强化以及Nb微合金处理来提高钢板的强度，有效弥补Mn合金含量减少造成的强度降低，同时能获得较好的低温冲击韧性，满足GB/T1591-2018标准对Q355B力学性能要求；（2）通过合理的成分及工艺设计，可有效地降低吨钢成本30元以上，实现Q355B钢板低成本生产。
附图说明
图1为实施例1钢板金相组织照片。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的内容。
实施例1：炼制20mmQ355B钢板。
钢的化学组成质量百分比为C=0.22，Si=0.35，Mn=0.57，P=0.016，S=0.0023，Als=0.039， Nb=0.013，余量为Fe和不可避免的杂质；生产工艺步骤为：
（1）连铸：过热度17℃，拉速0.86m/min，配水采用弱冷，保证比水量控制在0.47 L/kg，浇注成222mm×1868mm断面板坯；
（2）加热：分区连续加热，均热段炉膛温度为1230～1250℃，均热段加热时间为49min，出钢心部温度为1207℃；
（3）轧制：I阶段开轧温度1178℃，轧制成65mm中间坯厚度，终轧温度为1016℃；II阶段开轧温度为878℃，终轧温度为791℃；
（4）轧制：轧后钢板采用水冷方式，返红温度为635℃。
按照上述技术方案生产的钢板，性能检验结果如表1。
表1 实施例一钢板力学性能检验结果
实施例2：炼制40mmQ355B钢板。
钢的化学组成质量百分比为：C=0.23，Si=0.27，Mn=0.54，P=0.018，S=0.0031，Als=0.035， Nb=0.012，余量为Fe和不可避免的杂质；生产工艺步骤：
（1）连铸：过热度15℃，拉速0.88m/min，配水采用弱冷，保证比水量控制在0.47 L/kg，浇注成222mm×1868mm断面板坯；
（2）加热：分区连续加热，均热段炉膛温度为1220～1250℃，均热段加热时间为52min，出钢心部温度为1212℃；
（3）轧制：I阶段开轧温度1185℃，轧制成90mm中间坯厚度，终轧温度为1032℃；II阶段开轧温度为883℃，终轧温度为825℃；
（4）轧制：轧后钢板采用水冷方式，返红温度为629℃。
按照上述技术方案生产的钢板，力学性能检验结果如表2。
表2 实施例二钢板力学性能检验结果
Claims (1)
1.一种低合金高强度结构钢板Q355B的生产方法，工艺流程为铁水预处理→转炉→精炼→连铸→板坯加热→轧制→冷却→热矫→精整→性能检验，其特征在于：钢的化学组成质量百分比为C=0.20～0.23，Si=0.25～0.40，Mn=0.50～0.60，P≤0.020，S≤0.015，Als=0.015～0.050，Nb=0.010～0.015，余量为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤为：
（1）连铸：过热度控制在10～20℃，拉速0.8～1.2m/min，配水采用弱冷，比水量控制在0.45～0.47 L/kg；
（2）加热：分区连续加热，均热段炉膛温度为1160～1250℃，均热段加热时间≥40min，出钢心部温度为1180～1230℃；
（3）轧制：采用粗轧和精轧两阶段控轧，I阶段粗轧采用低速大压下制度，保证最后二道次平均压下率大于14%，开轧温度≥1050℃，终轧温度≥980℃；中间待温坯厚度为2倍成品厚度以上；II阶段精轧开轧温度≤950℃，终轧温度为780～830℃；
（4）冷却：轧后钢板采用水冷方式，返红温度为620～650℃。
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