CN117265395A - 一种钒氮微合金化正火轧制h型钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钒氮微合金化正火轧制H型钢，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％～0.16％、S i 0.35％～0.45％、Mn 1.30％～1.40％、P≤0.015％、S≤0.015％、N i 0.10‑0.15％、V 0.010％～0.012％、N 0.008‑0.012％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。还公布了其生产方法。本发明的目的是提供一种钒氮微合金化正火轧制H型钢及其生产方法，以满足海工用钢的需求。

Description

一种钒氮微合金化正火轧制H型钢及其生产方法
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种钒氮微合金化正火轧制H型钢及其生产方法。
背景技术
随着H型钢的广泛应用，国内H型钢呈多样化个性需求，正火H型钢具有稳定的强韧性。今年来，国内正火轧制H型钢需求逐步增多，其中以海工用钢最为明显。国内大多数H型钢属于热轧态交货，正火轧制H型钢由于其特殊的交货状态，终轧温度控制较热轧态更为精准，工艺窗口更小。高强度耐低温正火轧制H型钢生产难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种钒氮微合金化正火轧制H型钢及其生产方法，以满足海工用钢的需求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种钒氮微合金化正火轧制H型钢，其化学成分的质量百分含量包括：C0.10％～0.16％、Si 0.35％～0.45％、Mn 1.30％～1.40％、P≤0.015％、S≤0.015％、N i0.10-0.15％、V 0.010％～0.012％、N 0.008-0.012％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.13％、Si 0.38％、Mn 1.40％、P0.015％、S 0.006％、Ni 0.13％、V 0.011％、N 0.0095％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.16％、Si 0.35％、Mn 1.31％、P0.013％、S 0.003％、Ni 0.15％、V 0.010％、N 0.0118％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％、Si 0.43％、Mn 1.30％、P0.010％、S 0.008％、Ni 0.10％、V 0.012％、N 0.0083％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
进一步的，其化学成分的质量百分含量包括：C 0.15％、Si 0.45％、Mn 1.38％、P0.012％、S 0.015％、Ni 0.12％、V 0.011％、N 0.0102％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
一种钒氮微合金化正火轧制H型钢的生产方法，包括：
复吹转炉冶炼，转炉采用高拉补吹操作，点吹时要求深枪、大流量，要求点吹一次后出钢碳成分具备出钢要求，终点控制目标：C:0.04-0.06％，T≥1610℃，出钢前加200-300kg白云石稠渣，挡渣出钢，目标P≤0.015％，按规定进行吹氩操作；出钢前期大氩气搅拌，当出钢量大于2/3后调小氩气流量进行挡渣操作；
精炼就位加热时加入30kg铝铁，或在钢包液面上铺撒10-20kg铝粒，加热过程加化渣料0.5kg/t-1.5kg/t铝矾土，4kg/t-6kg/t白灰，喂钙线80-150米，喂线时氩气流量适中，在钙线不盘旋的情况下以1.5m-2m/s的速度喂线，精炼每炉钢的软吹时间必须保15分钟，软吹时钢液不能裸露，且钢渣有蠕动，精炼控制合适上钢温度，要求过热度按≤30℃控制；
全程采用保护浇注，过热度20℃-30℃，二冷采用中冷制度，采用恒拉速操作，BB1断面拉速控制在1.1±0.1m/min；BB2拉速控制在0.8±0.1m/min；
预热段温度≤900℃，加热Ⅰ段温度1120℃-1220℃，加热Ⅱ段温度为1200℃-1330℃，均热段温度为1180℃-1300℃，出炉温度≥1180℃，在炉时间150min-210min；
BD1开坯，开轧温度≥1150℃，根据产品最终规格制定轧制道次，总压下量≥50％；
CCS万能轧制，终轧最后一道次温度控制在900℃-930℃；
冷床自然冷却，100℃以下进行矫直。
进一步的，适用于异型坯断面350×290×100mm(BB1)、555×440×105mm(BB2)；适用于翼缘板厚度≤16mm的成品H型钢。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
所述H型钢屈服强度≥420MPa，抗拉强度≥530MPa，-40℃冲击韧性≥50J。
本专利采用钒氮微合金化强化机制，提升钢材强度的同时，保证了低温冲击韧性。与现有的正火轧制H型钢相比，强度更高、强韧性匹配更为合理。通常在控轧控冷或低温终轧状态下可以得到良好的强韧性匹配关系，但在正火轧制条件下或正火条件下，依然保持较高强度以及良好的强韧性匹配，实属不易。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明
一种钒氮微合金化正火轧制H型钢生产方法，其化学成分的质量百分含量包括：C0.10％～0.16％、S i 0.35％～0.45％、Mn 1.30％～1.40％、P≤0.015％、S≤0.015％、N i0.10-0.15、V 0.10％～0.12％、N 0.008-0.012％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
一种钒氮微合金化正火轧制H型钢的生产方法，包括：
冶炼工艺：转炉冶炼、LF精炼、异型坯连铸。
复吹转炉冶炼，转炉采用高拉补吹操作，点吹时要求深枪、大流量，要求点吹一次后出钢碳成分具备出钢要求。终点控制目标：C:0.04-0.06％，T≥1610℃。出钢前加200-300kg白云石稠渣，挡渣出钢，目标P≤0.015％。按规定进行吹氩操作；出钢前期大氩气搅拌，当出钢量大于2/3后调小氩气流量进行挡渣操作。
精炼就位加热时加入30kg铝铁，或在钢包液面上铺撒10-20kg铝粒。加热过程加化渣料0.5kg/t-1.5kg/t铝矾土，4kg/t-6kg/t白灰。喂钙线80-150米，喂线时氩气流量适中，在钙线不盘旋的情况下以1.5m-2m/s的速度喂线。精炼每炉钢的软吹时间必须保15分钟，软吹时钢液不能裸露，且钢渣有蠕动。精炼控制合适上钢温度，要求过热度按≤30℃控制。
供连铸钢水成分为C 0.10％～0.16％、S i 0.35％～0.45％、Mn 1.30％～1.40％、P≤0.015％、S≤0.015％、Ni 0.10-0.15、V 0.10％～0.12％、N 0.008-0.012％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
全程采用保护浇注，过热度20℃-30℃，二冷采用中冷制度，采用恒拉速操作，BB1断面拉速控制在1.1±0.1m/min；BB2拉速控制在0.8±0.1m/min。
适用于异型坯断面350×290×100mm(BB1)、555×440×105mm(BB2)；适用于翼缘板厚度≤16mm的成品H型钢。
轧制工艺：步进加热炉、BD开坯、CCS万能轧制、步进冷床冷却。
预热段温度≤900℃，加热Ⅰ段温度1120℃-1220℃，加热Ⅱ段温度为1200℃-1330℃，均热段温度为1180℃-1300℃，出炉温度≥1180℃。在炉时间150min-210min。
BD1开坯，开轧温度≥1150℃，根据产品最终规格制定轧制道次，总压下量≥50％。
CCS万能轧制，终轧最后一道次温度控制在900℃-930℃。
冷床自然冷却，100℃以下进行矫直。
表1各实例化学成分
实例 C Si Mn P S V Ni N CEV
实例1 0.13 0.38 1.40 0.015 0.006 0.011 0.13 0.0095 0.37
实例2 0.16 0.35 1.31 0.013 0.003 0.010 0.15 0.0118 0.39
实例3 0.10 0.43 1.30 0.010 0.008 0.012 0.10 0.0083 0.33
实例4 0.15 0.45 1.38 0.012 0.015 0.011 0.12 0.0102 0.39
表2各实例铸坯断面对应拉速及过热度控制
表3各实例开轧及终轧温度控制
实例 开轧温度(℃) 终轧温度(℃)
实例1 1175 930
实例2 1182 902
实例3 1150 917
实例4 1168 926
表4各实例力学性能
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种钒氮微合金化正火轧制H型钢，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C0.10％～0.16％、Si 0.35％～0.45％、Mn 1.30％～1.40％、P≤0.015％、S≤0.015％、Ni0.10-0.15％、V 0.010％～0.012％、N 0.008-0.012％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
2.根据权利要求1所述的钒氮微合金化正火轧制H型钢，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.13％、Si 0.38％、Mn 1.40％、P 0.015％、S 0.006％、Ni 0.13％、V0.011％、N 0.0095％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
3.根据权利要求1所述的钒氮微合金化正火轧制H型钢，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.16％、Si 0.35％、Mn 1.31％、P 0.013％、S 0.003％、Ni 0.15％、V0.010％、N 0.0118％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
4.根据权利要求1所述的钒氮微合金化正火轧制H型钢，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.10％、Si 0.43％、Mn 1.30％、P 0.010％、S 0.008％、Ni 0.10％、V0.012％、N 0.0083％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
5.根据权利要求1所述的钒氮微合金化正火轧制H型钢，其特征在于：其化学成分的质量百分含量包括：C 0.15％、Si 0.45％、Mn 1.38％、P 0.012％、S 0.015％、Ni 0.12％、V0.011％、N 0.0102％，其余为Fe和杂质，质量分数共计100％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的钒氮微合金化正火轧制H型钢的生产方法，其特征在于：包括：
复吹转炉冶炼，转炉采用高拉补吹操作，点吹时要求深枪、大流量，要求点吹一次后出钢碳成分具备出钢要求，终点控制目标：C:0.04-0.06％，T≥1610℃，出钢前加200-300kg白云石稠渣，挡渣出钢，目标P≤0.015％，按规定进行吹氩操作；出钢前期大氩气搅拌，当出钢量大于2/3后调小氩气流量进行挡渣操作；
精炼就位加热时加入30kg铝铁，或在钢包液面上铺撒10-20kg铝粒，加热过程加化渣料0.5kg/t-1.5kg/t铝矾土，4kg/t-6kg/t白灰，喂钙线80-150米，喂线时氩气流量适中，在钙线不盘旋的情况下以1.5m-2m/s的速度喂线，精炼每炉钢的软吹时间必须保15分钟，软吹时钢液不能裸露，且钢渣有蠕动，精炼控制合适上钢温度，要求过热度按≤30℃控制；
全程采用保护浇注，过热度20℃-30℃，二冷采用中冷制度，采用恒拉速操作，BB1断面拉速控制在1.1±0.1m/min；BB2拉速控制在0.8±0.1m/min；
预热段温度≤900℃，加热Ⅰ段温度1120℃-1220℃，加热Ⅱ段温度为1200℃-1330℃，均热段温度为1180℃-1300℃，出炉温度≥1180℃，在炉时间150min-210min；
BD1开坯，开轧温度≥1150℃，根据产品最终规格制定轧制道次，总压下量≥50％；
CCS万能轧制，终轧最后一道次温度控制在900℃-930℃；
冷床自然冷却，100℃以下进行矫直。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于：适用于异型坯断面350×290×100mm(BB1)、555×440×105mm(BB2)；适用于翼缘板厚度≤16mm的成品H型钢。
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