CN115874106A - 一种65～100mm厚耐火结构钢Q345FRD的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种65～100mm厚耐火结构钢Q345FRD的生产方法，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)，C：0.09～0.11，Si：0.20～0.40，Mn：1.08～1.28，P：0.010～0.012，S：0.03～0.05，Nb：0.015～0.021，V：0.028～0.031，Ti：0.011～0.013，Cr:0.26～0.36，Mo：0.15～0.25,Als：0.018～0.025，其它为Fe和残留元素；碳当量[Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.43；所述钢板的生产方法是通过铁水经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD真空精炼、连续铸钢、加热、控轧控冷、堆垛缓冷、精整、入库而成。通过本发明，使钢的强度在提高同时，塑韧性显著改善，耐火性能得到提升，满足厚度65～100mm耐火结构钢Q345FRD强韧性的要求，良好的高温强度，600℃屈服强度≥2/3；不需要专门的热处理，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于钢材加工领域，具体涉及到一种65～100mm厚耐火结构钢Q345FRD的生产方法。
背景技术
随着国家的快速发展，建筑安全问题开始引人重视。耐火结构钢逐渐占据钢领域的重要地位。目前钢铁企业生产Q345FRD钢板大多小于20mm，达到60mm厚的钢板已经很少。公开号为：CN115216706A,一种耐火钢材料及其制备方法，所生产的Q345耐火钢经两阶段热处理。但目前生产厚度65～100mmQ345FRD耐火结构钢的成本仍然较高。
鉴于此，提出本发明。
发明内容
为满足上述技术要求，本发明目的在于提供一种65～100mm厚耐火结构钢Q345FRD的生产方法。
为达到上述目的，本发明是通过如下方式实现的：一种65～100mm厚耐火结构钢Q345FRD的生产方法，所述钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：0.09～0.11，Si：0.20～0.40，Mn：1.08～1.28，P：0.010～0.012，S：0.03～0.05，Nb：0.015～0.021，V：0.028～0.031，Ti：0.011～0.013，Cr:0.26～0.36，Mo：0.15～0.25,Als：0.018～0.025，其它为Fe和残留元素；
碳当量[Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.43；
所述钢板的生产方法是通过铁水经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD真空精炼、连续铸钢、加热、控轧控冷、堆垛缓冷、精整、入库而成，具体为：
铁水预处理工艺：将高炉铁水用KR法进行脱硫处理，要求钢包铁水面裸露≥5/6。铁水S≤0.005％，脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；
转炉冶炼工艺：采用优质废钢，冶炼过程造渣碱度R按2.5～4.0，挡渣出钢，避免下渣，保证渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中全程吹氩，流量控制为20～40NL/min,控制点碳含量≥0.09，出钢温度≤1650℃；
LF精炼工艺，采取大渣量进行造渣，确保白渣成渣时间控制在15min以内，避免渣稀现象发生；
钢水浇铸工艺：在中间包温度为1560-1570℃,拉速为1.2～1.4m/min,二冷比水量为0.5～0.6L/kg,结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直大板坯铸机钢水全程保护浇铸成钢坯，铸坯厚度300mm；
钢坯加热工艺：将钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热，高炉煤气和空气预热温度均大于1000,炉膛采用为微正压操作，压力为10-15Pa；加热炉均热段温度控制为1170～1200C,加热时间为240～260分钟，钢坯温度1120-1150℃；
钢坯高压水箱除鳞工艺：钢坯从加热炉出钢后，经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020～1050℃；
控轧控冷：连铸坯采用290-300mm厚度，粗轧开轧温度1050℃～1120℃；粗轧终轧温度在950℃～1000℃，采用大压下轧制，粗轧总压下量140-200mm，为精轧留下轧制余量，然后晾钢，晾钢厚度按成品钢的1.6-1.8倍，精轧开轧温度在820～850℃，精轧采取小压下轧制，精轧累计压下率≥35％，终轧温度800-820℃；驰豫50-100S，ACC冷却，冷速控制在3～8℃/s，返红温度620-650℃；随后空冷至室温。
有益效果：通过合理的成分设计，耐火钢采用Mo、Nb、Cr、Ti、V等多元低合金复合强化，碳当量在合理范围内，具有良好的焊接性能；同时通过大压下的粗轧，使钢板中心部位缺陷得以消除或分散，精轧温度控制在奥氏体非再结晶区，ACC较快冷冷却，进入下贝氏体区，使组织以针状铁素体为主(占比80-90％)和贝氏体为辅(占比10-20％)，使钢的强度在提高同时，塑韧性显著改善，耐火性能得到提升，满足厚度65～100mm耐火结构钢Q345FRD强韧性的要求，良好的高温强度，600℃屈服强度≥2/3；不需要专门的热处理，降低生产成本。
具体实施方式
为了更好地理解本申请，下面结合实施例进一步清楚阐述本申请的内容，但本申请的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
本发明厚度65～100mm耐火结构钢Q345FRD工艺流程为：铁水经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD真空精炼、连续铸钢、加热、控轧控冷、堆垛缓冷、精整、入库，包含如下质量百分比的化学成分单位，(wt％)：
C：0.09～0.11，Si：0.20～0.40，Mn：1.08～1.28，P：0.010～0.012，S：0.03～0.05，Nb：0.015～0.021，V：0.028～0.031，Ti：0.011～0.013，Cr:0.26～0.36，Mo：0.15～0.25,Als：0.018～0.025，其它为Fe和残留元素。
碳当量[Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.43。
工艺各环节点生产方法要求如下：
铁水预处理工艺：将高炉铁水用KR法进行脱硫处理，要求钢包铁水面裸露≥5/6。铁水S≤0.005％，脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃。
转炉冶炼工艺：采用优质废钢，冶炼过程造渣碱度R按2.5～4.0，挡渣出钢，避免下渣，保证渣层厚度≤30mm，转炉出钢过程中全程吹氩，流量控制为20～40NL/min,控制点碳含量≥0.09，出钢温度≤1650℃。
LF精炼工艺，采取大渣量进行造渣，确保白渣成渣时间控制在15min以内，避免渣稀现象发生。
钢水浇铸工艺：在中间包温度为1560-1570℃,拉速为1.2～1.4m/min,二冷比水量为0.5～0.6L/kg,结晶器电磁搅拌电流强度为350A、运行频率为2.5HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直大板坯铸机钢水全程保护浇铸成钢坯。
钢坯加热工艺：将钢坯经输送辊道送入侧进侧出步进梁双蓄热式加热炉进行加热，高炉煤气和空气预热温度均大于1000,炉膛采用为微正压操作，压力为10-15Pa；加热炉均热段温度控制为1170～1200C,加热时间为240～260分钟，钢坯温度1120-1150℃；
钢坯高压水箱除鳞工艺：钢坯从加热炉出钢后，经高压水除鳞后，钢坯温度降至1020～1050℃；
粗轧开轧温度1050℃～1120℃；粗轧终轧温度在950℃～1000℃，采用大压下轧制，粗轧总压下量140-200mm，连铸坯可统一采用290-300mm厚度，其中，厚一点的板采用稍小一点的总压下率，薄一点的板采用稍大一点的总压下率，但都必须为精轧留下轧制余量，然后晾钢，晾钢厚度按成品钢的1.6-1.8倍，精轧开轧温度在820～850℃，精轧采取小压下轧制，精轧累计压下率≥33％，终轧温度800-820℃；驰豫50-100S，ACC冷却，冷速控制在3～8℃/s，返红温度620-650℃；随后空冷至室温。
具体实施例(各实施例根据厚度不同，设计的成分不同，控轧控冷不同，性能检测不完全相同)：
实施例1
厚度65mm耐火结构钢Q345FRD高强度钢板包含如下质量百分比的化学成分单位，(wt％)C：0.11，Si：0.40，Mn：1.28，P：0.012，S：0.05，Nb：0.021，V：0.031，Ti：0.013，Cr:0.36，Mo：0.25,Als：0.025，其它为Fe和残留元素。
连铸坯厚度300mm，粗轧开轧温度1050℃～1120℃；粗轧终轧温度在950℃～1000℃，采用大压下轧制，粗轧总压下量200mm，即粗轧后的板坯后100mm，然后晾钢，精轧开轧温度在820～850℃，精轧采取小压下轧制，精轧轧至65+1.5mm，终轧温度800-820℃；驰豫50-100S，ACC冷却，冷速控制在5～8℃/s，返红温度620-650℃；随后空冷至室温，板厚65mm。
实施例2
厚度80mm耐火结构钢Q345FRD高强度钢板包含如下质量百分比的化学成分单位，(wt％)C：0.10，Si：0.40，Mn：1.18，P：0.011，S：0.04，Nb：0.021，V：0.030，Ti：0.012，Cr:0.30，Mo：0.25,Als：0.022，其它为Fe和残留元素。
连铸坯厚度300mm，粗轧开轧温度1050℃～1120℃；粗轧终轧温度在950℃～1000℃，采用大压下轧制，粗轧总压下量170mm，即粗轧后的板坯后130mm，然后晾钢，精轧开轧温度在820～850℃，精轧采取小压下轧制，精轧轧至80+1.9mm，终轧温度800-820℃；驰豫50-100S，ACC冷却，冷速控制在5～6℃/s，返红温度620-650℃；随后空冷至室温，板厚80mm。
实施例3
厚度100mm耐火结构钢Q345FRD高强度钢板包含如下质量百分比的化学成分单位，(wt％)C：0.10，Si：0.20，Mn：1.10，P：0.010，S：0.03，Nb：0.021，V：0.028，Ti：0.012，Cr:0.26，Mo：0.25,Als：0.018，其它为Fe和残留元素。
连铸坯厚度300mm，粗轧开轧温度1050℃～1120℃；粗轧终轧温度在950℃～1000℃，采用大压下轧制，粗轧总压下量140mm，即粗轧后的板坯后160mm，然后晾钢，精轧开轧温度在820～850℃，精轧采取小压下轧制，精轧轧至100+2.3mm，终轧温度800-820℃；驰豫50-100S，ACC冷却，冷速控制在3～5℃/s，返红温度620-650℃；随后空冷至室温，板厚100mm。
各实施例的机械力学性能按GB/T1591机械性能平均值具体见下表。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种65～100mm厚耐火结构钢Q345FRD的生产方法，其特征在于：包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)，C：0.09～0.11，Si：0.20～0.40，Mn：1.08～1.28，P：0.010～0.012，S：0.03～0.05，Nb：0.015～0.021，V：0.028～0.031，Ti：0.011～0.013，Cr:0.26～0.36，Mo：0.15～0.25,Als：0.018～0.025，其它为Fe和残留元素；碳当量[Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]：≤0.43；
所述钢板的生产方法是通过铁水经过铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD真空精炼、连续铸钢、加热、控轧控冷、堆垛缓冷、精整、入库而成，具体为：
控轧控冷工艺中的连铸坯采用290-300mm厚度，粗轧开轧温度1050℃～1120℃；粗轧终轧温度在950℃～1000℃，采用大压下轧制，粗轧总压下量140-200mm，为精轧留下轧制余量，然后晾钢，晾钢厚度按成品钢的1.6-1.8倍，精轧开轧温度在820～850℃，精轧采取小压下轧制，精轧累计压下率≥35％，终轧温度800-820℃；驰豫50-100S，ACC冷却，冷速控制在3～8℃/s，返红温度620-650℃；随后空冷至室温。
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