KR20240013141A - High-toughness hot-rolled H-beam steel for construction and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20240013141A
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지안준 왕
페이 장
펭 루
웬지안 우
주오캉 마
링쿤 콩
샤오 리
홍인 리우
동 리
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샨동 아이론 앤드 스틸 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 철강 제련 기술 및 압연 성형 기술 분야에 속하는 것으로, 구체적으로, 본 발명은 고강인성 건축용 열간 압연 H형강 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 열간 압연 H형강의 화학 성분은 중량 백분율(wt%) 기준으로 C: 0.06~0.10; Si: ≤0.25; Mn: 0.8~1.30; P≤0.015; S≤0.008; Cu: 0.15~0.25; Cr: 0.25~0.60; Ni: 0.10~0.19, V: 0.01~0.03; Al: 0.01~0.03; RE: 0.009~0.019; As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035, N≤0.008; T.[O]≤0.002이고, 나머지는 Fe과 불가피한 불순물이다. 본 발명은 건축 구조물용 강철의 경량화를 구현하는 동시에 우수한 내부식 성능, Z 방향 성능, 저온 저항성 및 인성 등 종합적 성능을 가지며 조립식 건축 구조물용 강철의 현재 엔지니어링 요구를 완전히 충족시킨다.The present invention belongs to the fields of steel smelting technology and rolling forming technology, and specifically, the present invention relates to high-toughness hot-rolled H-beam steel for construction and a method of manufacturing the same. The chemical composition of the hot rolled H-beam steel is C: 0.06~0.10 based on weight percentage (wt%); Si: ≤0.25; Mn: 0.8~1.30; P≤0.015; S≤0.008; Cu: 0.15~0.25; Cr: 0.25~0.60; Ni: 0.10~0.19, V: 0.01~0.03; Al: 0.01~0.03; RE: 0.009~0.019; As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035, N≤0.008; T.[O]≤0.002, the remainder is Fe and inevitable impurities. The present invention achieves lightweighting of steel for building structures, while also having comprehensive performances such as excellent corrosion resistance, Z-direction performance, low temperature resistance and toughness, and fully meets the current engineering needs of steel for prefabricated building structures.

Description

고강인성 건축용 열간 압연 H형강 및 이의 제조 방법High-toughness hot-rolled H-beam steel for construction and manufacturing method thereof

관련 출원의 상호 참조Cross-reference to related applications

본 출원은 2022년 7월 20일 제출된 중국 특허 출원 번호가 202210851313.2인 특허 출원의 우선권을 주장하는 바, 해당 특허 출원의 모든 내용은 여기에 참조로서 인용된다.This application claims priority of the Chinese patent application filed on July 20, 2022, No. 202210851313.2, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은 철강 제련 기술 및 압연 성형 기술 분야에 속하는 것으로, 구체적으로, 본 발명은 고강인성 건축용 열간 압연 H형강 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention belongs to the fields of steel smelting technology and rolling forming technology, and specifically, the present invention relates to high-toughness hot-rolled H-beam steel for construction and a method of manufacturing the same.

중국 건설 공사의 품질 요구가 점차 증가함에 따라 중국에서는 건축 구조물용 강철 개발에 대한 요구가 더욱 높아졌다. 특히 조립식 건축물에 대해서는 중국에서도 정책을 잇달아 도입하고 이를 홍보하기 위한 노력을 늘려왔다. 조립식 건축물은 우수한 내진성, 경량, 빠른 시공 속도, 높은 산업화 수준, 높은 부품 사전 제작률 등 기술적 장점을 가지고 있으며, 강철 구조물의 사용은 고유한 조립 장점을 충족하고, 시공 기간은 기존 시공 기간보다 더 큰 장점을 가지며, 조립식 강철 구조물에서 대부분의 부품은 친환경적인 건축 자재에 속하는 강재로, 재활용 및 2차 사용 측면에서 콘크리트에 비해 비교할 수 없는 친환경적 장점을 가지고 있다. 중국의 조립식 건축물 비율은 해외 선진국에 비해 훨씬 낮다. 따라서, 중국에서는 적용성, 경제성, 안전성, 환경친화성, 미려함의 요구에 따라 건축공법의 혁신을 추진하고 조립식 콘크리트 건축물과 강철 구조 건축물을 대대적으로 발전시키고, 신축 건축물에서 조립식 건축물의 비율을 지속적으로 늘리고, 강철 구조 건축물의 화재 방지 및 부식 방지와 같은 성능 및 기술 조치를 보완하며, 열간 압연 H형강, 내후성강, 내화강의 적용을 늘리고, 강철 구조 건축물의 핵심 기술 및 관련 산업의 종합적인 발전을 촉진할 것을 요구하고 있다.As the quality requirements of Chinese construction projects gradually increase, the demand for the development of steel for building structures has increased in China. In particular, regarding prefabricated buildings, China has also introduced policies one after another and increased efforts to promote them. Prefabricated buildings have technical advantages such as excellent earthquake resistance, light weight, fast construction speed, high industrialization level, high component prefabrication rate, etc., the use of steel structure meets the unique assembly advantages, and the construction period is longer than the traditional construction period. It has the advantage that most parts in prefabricated steel structures are steel, which is an eco-friendly building material, and has incomparable eco-friendly advantages compared to concrete in terms of recycling and secondary use. The rate of prefabricated buildings in China is much lower than that in developed countries overseas. Therefore, in accordance with the requirements of applicability, economic feasibility, safety, environmental friendliness, and beauty, China promotes innovation in construction methods, develops prefabricated concrete buildings and steel structure buildings on a large scale, and continues to increase the proportion of prefabricated buildings in new buildings. , It will complement the performance and technical measures such as fire prevention and corrosion prevention of steel structure buildings, increase the application of hot rolled H-beam steel, weathering steel, and fireproof steel, and promote the comprehensive development of the core technology and related industries of steel structure buildings. asking for it

열간 압연 H형강은 건축 구조물에 사용되는 주요 소재로, 작업조건에 따라 기계적 성질, 내식성, 내화성, 구조적 안정성 등이 더욱 요구된다. 그중에서도 라멜라 티어링 저항성 건축 구조물용 강철의 안전성과 구조적 안정성을 보장하는 중요한 지표가 되었다. 라멜라 티어링 저항성 강철은 Z 방향 강철이라고도 하며 주로 강판 두께 방향 인장 시험의 단면 수축률 Z를 이용하여 라멜라 티어링 저항성을 평가한다. 두께가 15mm를 초과하는 강재의 경우 구조 부품이 판 두께 방향을 따라 인장력 또는 피로 응력을 생성하는 한 일반적으로 Z 방향 라멜라 티어링 저항성을 테스트해야 한다. 건축 구조물형 강철의 경우 플랜지의 Z 방향 성능 지표만 필요하고 웹의 경우 Z 방향 성능 지표가 거의 없다. 따라서, 조립식 건축물 및 고층 건축용 강철의 요구를 충족시키기 위해서는 우수한 종합적 라멜라 티어링 저항성의 중요한 지표인 플랜지 및 웹 Z 성능이 동시에 요구를 충족해야 하며, 두께가 증가함에 따라, 그에 따라 난이도가 증가한다.Hot-rolled H-beam steel is a major material used in building structures, and depending on working conditions, mechanical properties, corrosion resistance, fire resistance, and structural stability are required. Among them, lamellar tearing resistance has become an important indicator to ensure the safety and structural stability of steel for building structures. Lamellar tearing resistance steel is also called Z-direction steel, and lamellar tearing resistance is mainly evaluated using the cross-sectional shrinkage Z of the tensile test in the thickness direction of the steel plate. For steels with a thickness exceeding 15 mm, the Z-direction lamellar tearing resistance should generally be tested, as long as the structural component generates tensile or fatigue stresses along the plate thickness direction. For architectural structural steel, only the Z-direction performance index of the flange is needed, and for web, there is almost no Z-direction performance index. Therefore, in order to meet the requirements of steel for prefabricated buildings and high-rise construction, the flange and web Z performance, which is an important indicator of excellent comprehensive lamellar tearing resistance, must simultaneously meet the requirements, and as the thickness increases, the difficulty increases accordingly.

특허 출원 CN113564480A는 Z 방향 성능을 갖는 두껍고 무거운 열간 압연 H형강 및 이의 생산 방법을 개시하였으며, 상기 열간 압연 H형강은 C, Si, Mn, Nb, Ti, N, B, Als 등의 화학 성분을 포함하고, 나머지는 철과 불가피한 불순물이다. 상기 생산 방법은 용철 전처리→전로 제련→아르곤 블로잉 정련→RH→빔블랭크 풀 프로텍션 주조→적층 서냉→압연→압연 후 공랭 단계를 포함한다. 본 발명은 합리적인 성분 비율과 공정 제어를 통해 분괴 압연 + 만능 압연 + 압연 후 공랭 공정을 채택하고, 상변화 + 석출 + 미세결정 조합 강화 방식을 이용하여 2차 입자 석출 수를 제어함으로써 압연 후 10~20% 사이의 입상 베이나이트 함량을 얻고, 플랜지 두께가 80mm 이하인 중형 열간 압연 H형강이 우수한 강인성, Z 방향 성능을 갖고 Z 방향 성능이 65~80%이도록 한다. 본 특허는 베이나이트 조직을 통해 강화를 구현하고 있으나 베이나이트는 냉각 속도와 관련되므로 안정적이고 균일한 베이나이트 조직을 얻어 제어하는 것이 어렵고, 동시에 베이나이트강은 뚜렷한 항복 현상이 없다.Patent application CN113564480A discloses a thick and heavy hot-rolled H-beam with Z-direction performance and a method for producing the same, and the hot-rolled H-beam contains chemical components such as C, Si, Mn, Nb, Ti, N, B, and Als. And the rest is iron and inevitable impurities. The production method includes the steps of molten iron pretreatment → converter smelting → argon blowing refining → RH → beam blank full protection casting → lamination slow cooling → rolling → air cooling after rolling. The present invention adopts a powder rolling + universal rolling + post-rolling air cooling process through reasonable ingredient ratio and process control, and uses a phase change + precipitation + microcrystal combination strengthening method to control the number of secondary particle precipitation, so that it can be used for 10~10 days after rolling. Obtain the granular bainite content between 20%, and ensure that the medium-sized hot rolled H-beam steel with a flange thickness of 80 mm or less has excellent toughness and Z-direction performance, and the Z-direction performance is 65 to 80%. This patent implements strengthening through bainite structure, but since bainite is related to the cooling rate, it is difficult to obtain and control a stable and uniform bainite structure, and at the same time, bainite steel does not have a clear yield phenomenon.

특허 CN103334051B는 Z 방향 성능을 갖는 건축용 열간 압연 H형강 및 이의 생산 방법을 개시하였다. 본 발명은 제련 공정 및 압연 공정을 최적화하고 제품 품질 제어 수단 및 제품 생산 과정을 엄격하게 제어함으로써 Z 방향 성능 및 기계적 성질이 우수한 강종을 얻는다. H형강에 포함된 화학 성분은 중량 백분율을 기준으로 C: 0.06%~0.18%, Si: 0.10%~0.25%, Mn: 0.90%~1.60%, V≤0.10%, Nb≤0.060%, Ti≤0.030%이고, 나머지는 철과 불가피한 불순물이다.Patent CN103334051B discloses hot-rolled H-beam steel for construction with Z-direction performance and a method for producing the same. The present invention optimizes the smelting process and rolling process, and strictly controls the product quality control means and product production process to obtain steel grades with excellent Z-direction performance and mechanical properties. The chemical components contained in H-beam steel are C: 0.06%~0.18%, Si: 0.10%~0.25%, Mn: 0.90%~1.60%, V≤0.10%, Nb≤0.060%, Ti≤0.030 based on weight percentage. %, and the remainder is iron and inevitable impurities.

특허 CN102418037B는 라멜라 티어링 저항성을 갖는 열간 압연 H형강 및 이의 생산 방법을 개시하였다. 본 발명에 따른 H형강의 제조 방법은 Al 탈산을 이용하지 않고 출강 과정에서 용강에 Si를 첨가하여 용강 내 Si를 용강 전체 중량의 0.10%~0.15%로 조절함으로써 실리콘-킬드(Si-killed) 탈산을 수행한 후, 용강에 일정량의 Ti 및 Zr 중 적어도 하나를 첨가하되, 정련 시 강종에 필요한 Si 함량을 추가할 수 있다. 본 발명에 따른 열간 압연 H형강은 라멜라 티어링 저항성을 가지므로 두께 방향에서 일정한 Z 방향 성능 요구를 충족할 수 있다.Patent CN102418037B discloses hot rolled H-beam steel with lamellar tearing resistance and a method for producing the same. The method for producing H-beam steel according to the present invention is silicon-killed deoxidation by adding Si to the molten steel during the tapping process without using Al deoxidation and controlling the Si in the molten steel to 0.10% to 0.15% of the total weight of the molten steel. After performing, a certain amount of at least one of Ti and Zr is added to the molten steel, and the Si content required for the steel type can be added during refining. The hot-rolled H-beam steel according to the present invention has lamellar tearing resistance and can meet constant Z-direction performance requirements in the thickness direction.

상기 선행기술에서, 단순 미세 합금화는 주편의 표면 품질 향상에 도움이 되지 않고 인성 향상을 심각하게 제한하며, 동시에 탄소 함량이 너무 높으면 용접 결함이 쉽게 발생하여 압연기에 큰 하중이 가해져 압연편의 굽힘 및 처짐이 발생하고, 크기를 제어하기 어려우며, 장비에 대한 요구가 높기 때문에 H형강의 종합적 성능 및 완제품 크기 적합률이 상대적으로 낮다.In the above prior art, simple micro-alloying does not help improve the surface quality of the cast piece and seriously limits the improvement of toughness, and at the same time, if the carbon content is too high, welding defects easily occur, which causes a large load to be applied to the rolling mill, causing bending and sagging of the rolled piece. Because this occurs, the size is difficult to control, and the requirements for equipment are high, the overall performance and finished product size compliance rate of H-beam steel are relatively low.

현재 형강 생산에 있어서 제어 냉각은 항상 성능 균일성을 저하시키는 심각한 문제였다. 특히 두꺼운 사양 제품의 경우 플랜지와 웹의 두께 차이가 크기 때문에 단일 냉각 모드를 사용할 경우 최종 성능에 더 큰 영향을 미치게 되며, 동시에 Z 방향 성능의 균일성에 영향을 미쳐 간격이 커지고 구조물의 안전성에 영향을 미친다. 이 문제를 어떻게 해결하고 비용과 효율을 함께 고려하는지는 항상 업계의 어려운 문제 중 하나였다. 일부 기업에서는 초고속 냉각 장비를 사용하지만 투자 규모가 크고, 동시에 수요가 많은 단일 제품의 품종에는 경제적으로 적합하지 않다. 따라서, 전반적인 Z 방향 성능이 모두 요구되는 건축 구조물용 강철 제품을 제작하려면 성능 요구를 충족하도록 특수 냉각 장비를 설계해야 한다.In current section steel production, controlled cooling has always been a serious problem that reduces performance uniformity. Especially for thick specification products, the thickness difference between the flange and the web is large, so using a single cooling mode will have a greater impact on the final performance. At the same time, it will affect the uniformity of Z-direction performance, increasing the gap and affecting the safety of the structure. It's crazy. How to solve this problem and consider both cost and efficiency has always been one of the industry's difficult problems. Some companies use ultra-fast cooling equipment, but it is not economically suitable for large investments and single product varieties with high demand. Therefore, manufacturing structural steel products that require full overall Z-direction performance requires special cooling equipment to be designed to meet the performance requirements.

조립식 건축물 구조용 강철의 요구를 총족시키기 위해, 본 발명에서 냉각 시스템은 상기 요구를 총족시키도록 특별히 설계되었다. 항복 강도가 420Mpa 수준에 도달하고 라멜라 티어링 저항성이 우수한 고강인성 건축 구조물용 열간 압연 H형강 및 이의 제조 방법이 제공된다. 이 형강 제품은 조립식 건축물 구조 공학 분야에 사용하기에 적합하고, 이의 웹 및 플랜지는 모두 Z35 수준을 초과하는 높은 Z 방향 성능을 갖고 있다. 플랜지 및 웹에서 우수한 Z 방향 성능을 구현하기 위해, 강철의 성분 설계와 압연 과정의 설계를 결합하여 플랜지 및 웹 온도 균일성 제어 장치를 추가함으로써 -20℃의 저온 조건에서 우수한 충격 인성을 구현하고, 우수한 내식성 및 용접 성능, 낮은 항복비 등 특징을 가지므로, 일반 지역 및 추운 지역의 조립식 건축물 구조 등 강철 건축물 분야에서 열간 압연 H형강 재료의 적용 요구를 충족시킨다.In order to meet the requirements of structural steel for prefabricated buildings, the cooling system in the present invention is specifically designed to meet these requirements. A hot-rolled H-beam steel for high-toughness building structures with a yield strength reaching the level of 420Mpa and excellent lamellar tearing resistance and a method for manufacturing the same are provided. This section steel product is suitable for use in prefabricated building structural engineering applications, and its web and flange both have high Z-direction performance exceeding Z35 level. In order to achieve excellent Z-direction performance in the flange and web, by combining the steel's composition design and the design of the rolling process and adding a flange and web temperature uniformity control device, excellent impact toughness is achieved under low temperature conditions of -20℃; Because it has features such as excellent corrosion resistance, welding performance, and low yield ratio, it meets the application needs of hot rolled H-beam materials in the field of steel buildings, such as prefabricated building structures in general and cold regions.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구체적인 기술적 해결수단을 채택한다.In order to achieve the above object, the present invention adopts the following specific technical solutions.

본 발명은 420MPa급 건축용 열간 압연 H형강을 제공하며, 상기 H형강의 화학 성분은 중량 백분율(wt%) 기준으로 C: 0.06~0.10; Si: ≤0.25; Mn: 0.8~1.30; P≤0.015; S≤0.008; Cu: 0.15~0.25; Cr: 0.25~0.60; Ni: 0.10~0.19, V: 0.01~0.03; Al: 0.01~0.03; RE: 0.009~0.019; As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035이고, 나머지는 Fe과 불가피한 불순물이다. 제련 과정에서 강철 내 가스를 중량 백분율 기준으로 N≤0.008, T.[O]≤0.002로 제어한다.The present invention provides a 420MPa class hot-rolled H-beam steel for construction, and the chemical composition of the H-beam steel is C: 0.06 to 0.10 based on weight percentage (wt%); Si: ≤0.25; Mn: 0.8~1.30; P≤0.015; S≤0.008; Cu: 0.15~0.25; Cr: 0.25~0.60; Ni: 0.10~0.19, V: 0.01~0.03; Al: 0.01~0.03; RE: 0.009~0.019; As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035, the remainder is Fe and inevitable impurities. During the smelting process, gases in steel are controlled to N≤0.008 and T.[O]≤0.002 based on weight percentage.

항복비를 낮추기 위해 저탄소 성분 설계를 바탕으로 바나듐-질소 합금의 단일 미세 합금화 설계만을 사용하며, 동시에 함량을 엄격히 제어하여 침전 강화가 항복 강도에 미치는 영향을 줄이고, 상기 H형강의 최종 항복비는 ≤0.8이다. 저온 저항성 및 인성을 향상시키기 위해 개재물의 수와 크기를 엄격히 제어하고, 개재물 개질을 위한 RE 원소 첨가를 바탕으로 다른 잔류 원소 함량을 As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035로 제어하는 것이 바람직하다.In order to reduce the yield ratio, only a single micro-alloying design of vanadium-nitrogen alloy is used based on the low-carbon component design, and at the same time, the content is strictly controlled to reduce the impact of precipitation strengthening on the yield strength, and the final yield ratio of the above H-beam steel is ≤ It is 0.8. To improve low-temperature resistance and toughness, the number and size of inclusions are strictly controlled, and the content of other residual elements is controlled to As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035 based on the addition of RE elements for inclusion modification. desirable.

본 발명에 따른 종합적 라멜라 티어링 저항성(Z 방향 성능)이 우수한 420MPa급 강철 구조물용 건축용 H형강에 첨가되는 각 화학 원소는 다음과 같은 역할을 한다.Each chemical element added to the architectural H-beam for 420MPa steel structures with excellent comprehensive lamellar tearing resistance (Z-direction performance) according to the present invention plays the following role.

탄소: 420Mpa 수준의 강도 요구에 따라, 저탄소 성분 설계는 건축 구조물용 강철이 일정한 내저온성을 갖도록 확보하는 동시에 항복비를 개선하도록 일정한 펄라이트 조직이 생성되도록 보장할 수 있어 건축 구조물용 강철의 사용 요구에 적합하다. 내부식성 원소를 첨가한 후, 탄소 함량을 낮추면 비드만스테텐 조직과 같은 비정상적 조직의 생성을 방지할 수 있다. 빔블랭크의 경우 횡방향 및 종방향 웹 균열 제어가 용이하므로, 조직적 성능 및 제련 비용을 고려하여 본 발명에서는 탄소 함량을 0.06%~0.10%로 제어한다.Carbon: According to the strength requirement at the level of 420Mpa, low-carbon component design can ensure that the steel for building structures has a certain low temperature resistance, while at the same time ensuring that a certain pearlite structure is created to improve the yield ratio, thereby demanding the use of steel for building structures. suitable for After adding corrosion-resistant elements, lowering the carbon content can prevent the formation of abnormal structures such as Wiedmannstetten structure. In the case of beam blanks, it is easy to control transverse and longitudinal web cracks, so the carbon content is controlled to 0.06% to 0.10% in the present invention, taking organizational performance and smelting costs into consideration.

실리콘: 적당량의 Si는 강도 향상에 유리하지만, Si 함량이 너무 높으면 베이나이트와 같은 조직이 쉽게 생성될 수 있기 때문에, 재가열 과정에서 다량의 Fe2SiO4가 생성되어 표면 품질에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, Si 함량의 상한을 0.25% 이하, 바람직하게는 0.25% 이하, 보다 바람직하게는 0.20% 이하로 설정한다.Silicon: An appropriate amount of Si is beneficial for improving strength, but if the Si content is too high, a bainite-like structure can easily be created, so prevent a large amount of Fe 2 SiO 4 from being generated during the reheating process and affecting the surface quality. To this end, the upper limit of Si content is set to 0.25% or less, preferably 0.25% or less, and more preferably 0.20% or less.

망간: 오스테나이트 안정화 원소로 강철의 담금질성을 현저히 증가시키는 동시에 고용 강화 형태로 강철의 강도를 향상시킬 수 있지만 함량이 너무 높으면 편석이 발생하기 쉽고 부위별로 차이가 크게 된다. 두꺼운 사양 건축 구조물 형강은 부위별로 조직이 다르기 때문에, 강도를 보장하는 동시에 담금질성이 저하되어 다량의 비정상적 조직이 생성되는 것을 방지하기 위해, Mn 함량의 상한을 1.30%로 설정하는 것이 바람직하다. 다양한 요소를 종합적으로 고려하여 본 발명의 H형강 중 Mn 함량을 0.8~1.30% 범위 내로 제어하고; 420MPa 수준의 강도를 얻기 위해, VN 합금 첨가량에 따르면 바람직한 범위는 1.0~1.20%이다.Manganese: As an austenite stabilizing element, it can significantly increase the hardenability of steel and at the same time improve the strength of steel in the form of solid solution strengthening. However, if the content is too high, segregation is likely to occur and the difference between parts is large. Since the structure of thick specification building structure section steel is different for each part, it is desirable to set the upper limit of the Mn content at 1.30% in order to ensure strength and at the same time prevent the formation of a large amount of abnormal structure due to a decrease in hardenability. By comprehensively considering various factors, the Mn content in the H-beam steel of the present invention is controlled within the range of 0.8 to 1.30%; To obtain a strength of 420 MPa, the preferred range of VN alloy addition amount is 1.0 to 1.20%.

인: 인 함량이 높을수록 내식성이 향상되기 쉽지만, 인 원소 함량이 너무 높으면 취화 결정립계에서 내저온성이 저하되기 쉬우므로 인을 낮게 제어할수록 효과가 좋아지며 저온 인성이 향상되기 때문에 P를 0.015% 이하로 제어한다.Phosphorus: The higher the phosphorus content, the easier it is to improve corrosion resistance, but if the phosphorus element content is too high, low-temperature resistance is likely to deteriorate at embrittlement grain boundaries. Therefore, the lower the phosphorus content, the better the effect and the improved low-temperature toughness, so keep P below 0.015%. Control with

황: 황 원소가 너무 높으면 MnS와 같은 더 많은 황화물이 쉽게 생성되고 단면이 복잡한 형강의 상이한 부위에서 긴 스트립 모양의 MnS 개재물이 다량으로 생성되어 저온 인성을 저하시키는 동시에 내식성 향상에도 도움이 되지 않으며, 단면 수축률에 영향을 미치는데, 즉 강철의 라멜라 티어링 저항성에 영향을 미치므로 S≤0.008%로 엄격하게 제어한다.Sulfur: If the sulfur element is too high, more sulfides such as MnS will be easily generated, and a large amount of long strip-shaped MnS inclusions will be generated in different parts of the section steel with a complex cross section, which will lower the low-temperature toughness and at the same time will not help improve corrosion resistance; It affects the cross-sectional shrinkage, that is, the lamellar tearing resistance of steel, so it is strictly controlled to S≤0.008%.

구리: 강재 내식성을 향상시키는 기본 원소로, Cu는 강철의 양극 부동태화를 촉진하여 강철의 부식 속도를 감소킬 수 있으므로 내식강에 일반적으로 사용되는 원소 중 하나이다. 녹층에서 이의 농축은 녹층의 보호 성능을 크게 개선할 수 있으며, 녹층에서 Cu 농축 효과를 달성하기 위해 Cu가 0.20% 이상이어야 한다. 그러나 Cu 함량이 너무 높으면 건축 구조물용 형강의 용접 성능에 도움이 되지 않으며, 구리 취성을 일으키기 쉽다. 연속 주조 빔블랭크을 사용하여 라멜라 티어링 저항성을 갖는 형강을 생산하는 과정에서 구리의 농축으로 인해 다리 모서리에 균열이 발생하기 쉬워 주편의 표면 품질에 심각한 영향을 미치고 강철의 가소성 저하를 초래하므로, 조립식 건축물 구조용 형강의 내식성 요구를 충족시키는 것을 토대로 본 발명에서는 Cu 함량을 0.15~0.25%로 제어한다.Copper: A basic element that improves the corrosion resistance of steel. Cu can promote anodic passivation of steel and reduce the corrosion rate of steel, so it is one of the elements commonly used in corrosion-resistant steel. Its enrichment in the green layer can greatly improve the protection performance of the green layer, and Cu should be more than 0.20% to achieve the effect of Cu enrichment in the green layer. However, if the Cu content is too high, it does not help the welding performance of section steel for building structures and easily causes copper embrittlement. In the process of using continuous casting beam blanks to produce section steel with lamellar tearing resistance, cracks are likely to occur at the corners of the legs due to the concentration of copper, which seriously affects the surface quality of the cast steel and causes a decrease in the plasticity of the steel, which is used for prefabricated building structures. In the present invention, based on meeting the corrosion resistance requirements of section steel, the Cu content is controlled to 0.15 to 0.25%.

니켈: 고용 강화를 통해 강재의 강도를 향상시키며, 저온 인성 향상에도 효과적인 원소이며, 동시에 연속 주조 과정에서 강철의 고온 가소성을 향상시키고 주편의 표면 결함을 감소시킬 수 있다. Ni는 한편으로는 오스테나이트 영역을 확장하고 담금질성을 향상시키는 역할을 하며, 다른 한편으로는 펄라이트 라멜라를 미세화하고 펄라이트를 미세화할 수 있어 미세결정 강화 역할을 한다. Cu 함량 조절 비율과 결합하여 해당 강철의 Ni 함량을 0.10~0.19% 범위 내로 제어한다.Nickel: It improves the strength of steel through solid solution strengthening and is an effective element in improving low-temperature toughness. At the same time, it can improve the high-temperature plasticity of steel and reduce surface defects of cast steel during the continuous casting process. On the one hand, Ni plays a role in expanding the austenite region and improving hardenability, and on the other hand, it can refine pearlite lamellae and refine pearlite, thereby playing a role in strengthening microcrystals. Combined with the Cu content control ratio, the Ni content of the steel is controlled within the range of 0.10 to 0.19%.

크롬: 담금질성, 뜨임 안정성을 향상시켜 강철의 강도 향상에 도움이 되는 원소이며, 동시에 강재의 내식성 향상에도 도움을 주는 원소이다. 이를 Cu 및 Ni 원소와 함께 사용하면 강철의 내식성을 크게 향상시킬 수 있다. C 함량이 낮은 경우, Cr을 적당량 첨가하면 강철의 경도와 강도를 향상시킬 수 있고, 형강의 내식성도 향상시킬 수 있다. 과량으로 첨가하면 재료의 인성, 용접 성능 및 화염 절단 성능을 저하시킨다. 조직 제어 측면에서 Cr 원소가 너무 많으면 강철의 조직 변태에 영향을 미치고 베이나이트와 같은 비정상적 조직이 생성된다. 강도 및 내식성 향상을 고려하여 본 발명에서는 Cr 함량을 0.25~0.60%로 제어한다.Chromium: It is an element that helps improve the strength of steel by improving hardenability and tempering stability, and at the same time, it is an element that helps improve the corrosion resistance of steel materials. When used together with Cu and Ni elements, the corrosion resistance of steel can be greatly improved. When the C content is low, adding an appropriate amount of Cr can improve the hardness and strength of the steel and the corrosion resistance of the section steel. If added in excessive amounts, it reduces the toughness, welding performance and flame cutting performance of the material. In terms of structure control, too much Cr element affects the structure transformation of steel and produces abnormal structures such as bainite. Considering the improvement of strength and corrosion resistance, the Cr content is controlled to 0.25 to 0.60% in the present invention.

바나듐: 미합금강에 가장 일반적으로 사용되며 가장 효과적인 강화 원소 중 하나이다. 바나듐의 역할은 VN, V(CN)을 형성하여 강철의 조직과 성능에 영향을 미치는 것으로 주로 오스테나이트 결정립계의 페라이트에 침전 석출되어 페라이트 결정립을 미세화함으로써 재료의 강도 및 저온 인성을 향상시킨다. 침전 강화가 항복 강도에 큰 영향을 미치고 동시에 강도도 향상시키는 점을 고려하여 V를 0.01~0.03%로 첨가한다.Vanadium: Most commonly used in unalloyed steels and one of the most effective strengthening elements. The role of vanadium is to affect the structure and performance of steel by forming VN and V(CN). It mainly precipitates in ferrite at austenite grain boundaries and improves the strength and low-temperature toughness of the material by refining the ferrite grains. Considering that precipitation strengthening has a significant impact on yield strength and improves strength at the same time, V is added at 0.01 to 0.03%.

희토류: 희토류는 강질을 정화하고 개재물을 변질시켜 공식(pitting) 및 입계 부식을 줄인다. 강철의 고용 희토류는 강철 매트릭스의 분극 저항 및 자기 부식 전위를 증가시켜 강철 매트릭스의 내식성을 향상시키고 녹층의 조직 구조를 변경하며 접착력이 좋고 조밀하며 내식성이 우수한 녹층을 형성하는 것이 유리하므로, 고강도 내후성강의 내식성을 향상시킨다. MnS 등 개재물을 개질하기 위해 RE 희토류 원소를 적정량 첨가해야 한다는 점을 고려하면 RE를 0.009~0.019% 범위로 선택하며, RE 희토류 원소는 복합 첨가 원소의 일종으로 경제성, 가성비 등의 요소를 고려하면, 본 발명에서는 란타늄 계열과 세륨 계열 원소가 주로 사용되어 개재물을 구상화하는 역할을 한다.Rare earths: Rare earths purify steel and change inclusions to reduce pitting and intergranular corrosion. The dissolved rare earth elements in steel increase the polarization resistance and self-corrosion potential of the steel matrix, which is advantageous for improving the corrosion resistance of the steel matrix, changing the tissue structure of the rust layer, and forming a rust layer with good adhesion, denseness, and excellent corrosion resistance, so that it can be used in high-strength weathering steel. Improves corrosion resistance. Considering that an appropriate amount of RE rare earth elements must be added to reform inclusions such as MnS, RE is selected in the range of 0.009 to 0.019%, and RE rare earth elements are a type of complex added element, considering factors such as economic efficiency and cost-effectiveness. , In the present invention, lanthanum-based and cerium-based elements are mainly used to spheroidize inclusions.

알루미늄: Al은 저온강 제조 과정에서 강력한 탈산 원소로 첨가된다. 강철의 산소 함량을 가능한 한 낮게 보장하기 위해 개재물 함량을 줄이고, 탈산 후 과잉 알루미늄은 또한 강철의 질소 원소와 함께 AlN 석출물을 형성하여 가열 및 열간 압연 과정에서 오스테나이트 결정립을 미세화할 수 있다. 따라서 탈산 원소 및 미세결정 강화 원소로서 알루미늄 함량을 0.01~0.03% 범위 내로 제어한다.Aluminum: Al is added as a strong deoxidizing element during the manufacturing process of low-temperature steel. Reduce the inclusion content to ensure that the oxygen content of the steel is as low as possible, and the excess aluminum after deoxidation can also form AlN precipitates with the nitrogen element in the steel, refining the austenite grains during the heating and hot rolling process. Therefore, the aluminum content as a deoxidizing element and microcrystal strengthening element is controlled within the range of 0.01 to 0.03%.

As, Sn, Zn, Pb, Ca, Mg: 강철의 잔류 원소로 저온 충격 인성에 큰 영향을 미치며, 동시에 표면 품질에도 큰 영향을 미친다. 따라서 강철에서 완전히 제거할 수 없는 원소이므로 그 함량을 최대한 줄여야 한다. 생산 관행, 장비 능력 및 비용 제어를 결합하여 잔류 원소의 총량을 As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035 범위 내로 제어한다.As, Sn, Zn, Pb, Ca, Mg: These are residual elements in steel that have a significant impact on low-temperature impact toughness and at the same time, also have a significant impact on surface quality. Therefore, since it is an element that cannot be completely removed from steel, its content must be reduced as much as possible. By combining production practices, equipment capabilities and cost control, the total amount of residual elements is controlled within the range of As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035.

질소: N 함량이 너무 높으면 주편에 품질 결함을 유발하기 쉽고, 동시에 VN 합금화 효과가 보장되어야 하므로, 본 발명에서는 질소 함량을 0.008% 이하로 요구한다.Nitrogen: If the N content is too high, it is easy to cause quality defects in the cast steel, and at the same time, the VN alloying effect must be guaranteed, so the present invention requires the nitrogen content to be 0.008% or less.

산소: 큰 입자의 산화물 개재물의 형성과 강철의 인성 및 가소성 저하를 방지하기 위해, 본 발명에서는 총 산소 함량을 T.[O]≤0.0020%로 요구한다.Oxygen: To prevent the formation of large-grained oxide inclusions and a decrease in the toughness and plasticity of steel, the present invention requires the total oxygen content to be T.[O]≤0.0020%.

본 발명의 H형강 제품은 항복 강도≥420MPa, 인장 강도≥520MPa, 연신율≥19%; -20℃에서의 종방향 충격에너지≥50J와 같이 우수한 종합적 기계적 성질을 가지므로 저온 조건 지역의 건축 구조물에 사용하기에 적합하다. 웹 및 플랜지의 Z 방향 성능이 우수하며, 단면 수축률은 모두 ≥60%이다.The H-beam steel product of the present invention has yield strength ≥ 420 MPa, tensile strength ≥ 520 MPa, elongation ≥ 19%; It has excellent overall mechanical properties, such as longitudinal impact energy ≥50J at -20℃, so it is suitable for use in building structures in low-temperature conditions. The Z-direction performance of the web and flange is excellent, and the cross-sectional shrinkage rates are all ≥60%.

상이한 지역의 건축 구조물에 적용하기에 적합하고 라멜라 티어링 저항성이 우수한 상기 열간 압연 H형강의 제조 방법은 주로 용철 전처리―전로 제련―LF 정련―RH 정련―빌렛 표면 결함 세정―연속 주조 빔블랭크 주조―빌렛 워킹빔로 재가열―고압수 스케일 제거―온도 제어 압연+제어 냉각―저온 교정―길이 절단―수집 및 스태킹 단계를 포함한다.The manufacturing method of the above hot rolled H-beam steel, which is suitable for application to building structures in different regions and has excellent lamellar tearing resistance, is mainly molten iron pretreatment - converter smelting - LF refining - RH refining - billet surface defect cleaning - continuous casting beam blank casting - billet It includes the steps of walking beam furnace reheating - high pressure water descaling - temperature controlled rolling + controlled cooling - low temperature straightening - cutting to length - collection and stacking.

전로+정련로(LF+RH 장비)에서 용철 및 고철에 대해 제련, 정련 및 연속 주조 공정을 수행하여 연속 주조 빔블랭크를 얻고, 표면 결함 검사 및 세정 후 압연 성형 공정으로 들어간다. 빌렛을 워킹빔로에서 재가열하여 적절한 크기의 오스테나이트 조직을 얻고, 조압연 및 마무리 압연을 거친 후 강재로 압연하며, 압연 과정에서 제어 압연 및 냉각을 수행한다. 마무리 압연의 마지막 패스에서 정밀한 온도 제어가 수행됨을 유의해야 하며, 개발된 특수 냉각 장치(도 2의 냉각 장치도를 참조)를 통해 H형강의 상하부 다리와 플랜지의 상하부 양측의 온도가 기본적으로 일치한 것을 충족시켜 균일한 조직 조건에서 플랜지 및 웹의 Z 방향 성능의 일치성을 보장하고, 조립식 건축물 구조에 해당 제품을 사용할 때의 구조적 안정성 및 안전성을 보장한다.In a converter + refining furnace (LF + RH equipment), smelting, refining, and continuous casting processes are performed on molten iron and scrap iron to obtain a continuous casting beam blank, and after surface defect inspection and cleaning, it enters the rolling forming process. The billet is reheated in a walking beam furnace to obtain an austenite structure of an appropriate size, goes through rough rolling and finish rolling, and is then rolled into steel. Control rolling and cooling are performed during the rolling process. It should be noted that precise temperature control is carried out in the last pass of finish rolling, and through the developed special cooling device (see cooling device diagram in Figure 2), the temperatures of the upper and lower legs of the H-beam steel and the upper and lower sides of the flange are basically identical. This ensures consistency of Z-direction performance of flanges and webs under uniform tissue conditions, and ensures structural stability and safety when using the product in prefabricated building structures.

압연 과정에서 제어 압연 및 냉각의 주요 공정은 다음과 같다. 가열 온도는 1250~1300℃로 제어되고, 조압연의 마지막 패스 온도는 사이즈에 따라 1150~1050℃ 사이이며, 누적 변형률은 40%~60%이고, 나머지는 마무리 압연 단계에서 완료된다. 조압연 후 3단 마무리 압연을 수행하고, 마무리 압연의 최종 압연 온도를 800℃~850℃ 사이로 정밀하게 제어하여 오스테나이트 조직이 펄라이트 및 페라이트로 완전히 변태되도록 함으로써 미세결정 제어 압연을 구현한다. H형강의 상부 다리 플랜지와 하부 다리 플랜지의 온도차 및 웹 상면과 하면의 온도차가 모두 30~50℃이므로 마무리 압연의 마지막 패스에서 압연기에서 나온 후 냉각 제어를 수행하고, 설계된 냉각 장비의 노즐을 사용하여 하부 다리 및 웹에 물을 정밀하게 분사하여 제어 냉각을 수행하며, 감지된 온도차에 따라 상응한 물의 흐름을 제어한다. 냉각 후 상부 다리 플랜지와 하부 다리 플랜지 동일 부위의 온도차를 10℃ 이내로 감소하고, 웹 상면과 하면의 온도차를 5℃ 이내로 감소함으로써, H형강의 상하부 다리 플랜지 및 웹의 전반적인 Z 방향 성능이 기본적으로 일치하도록 보장한다. 마무리 압연이 완료된 후 압연편은 컨베이어 롤러 테이블을 통과하며, 보온 커버를 사용하여 주변 온도에 따라 냉각 속도를 제어함으로써, 계절에 따른 주변 온도의 큰 변동으로 인해 최종 성능에 영향을 미치는 것을 방지한다. 마무리 압연기에서 나온 후 냉각 베드에서 자연 냉각되고, 제품은 온도가 100℃ 이하로 감소된 후 교정기로 들어가 교정된다. 압연 재료 완제품 사양의 플랜지 두께 범위는 15~50mm이다. H형강의 플랜지 부위 및 웹의 중간 부위에서 샘플을 채취하여 기계적 성질을 검사한다. 상기 공정을 통해 생산된 H형강의 플랜지 및 웹의 Z 방향 인장 단면 수축률 편차는 5% 이하로 제어된다.The main processes of controlled rolling and cooling in the rolling process are as follows. The heating temperature is controlled to 1250~1300℃, the final pass temperature of rough rolling is between 1150~1050℃ depending on the size, the cumulative strain is 40%~60%, and the rest is completed in the finishing rolling stage. After rough rolling, three-stage finish rolling is performed, and the final rolling temperature of the finish rolling is precisely controlled between 800°C and 850°C to completely transform the austenite structure into pearlite and ferrite, thereby realizing microcrystal-controlled rolling. Since the temperature difference between the upper leg flange and the lower leg flange of H-beam steel and the temperature difference between the upper and lower surfaces of the web are both 30 to 50℃, cooling control is performed after exiting the rolling mill in the last pass of finishing rolling, and the nozzle of the designed cooling equipment is used. Controlled cooling is achieved by precisely spraying water onto the lower legs and web, controlling the corresponding water flow according to the detected temperature difference. After cooling, the temperature difference in the same area between the upper and lower leg flanges is reduced to within 10℃, and the temperature difference between the upper and lower surfaces of the web is reduced to within 5℃, so that the overall Z-direction performance of the upper and lower leg flanges and web of H-beam steel is basically the same. ensure that it does so. After finish rolling is completed, the rolled pieces pass through a conveyor roller table, and a thermal cover is used to control the cooling rate according to the ambient temperature, preventing large seasonal fluctuations in ambient temperature from affecting the final performance. After leaving the finishing mill, the product is naturally cooled on a cooling bed. After the temperature is reduced to below 100℃, the product enters the straightening machine and is straightened. The flange thickness range of rolled material finished product specification is 15~50mm. Samples are taken from the flange area of the H-beam and the middle area of the web to test the mechanical properties. The Z-direction tensile cross-sectional shrinkage rate deviation of the flange and web of the H-beam produced through the above process is controlled to 5% or less.

바람직하게는, 본 발명에서 제공된 라멜라 티어링 저항성이 우수한 420MPa급 조립식 건축용 열간 압연 H형강, 이의 제조 방법 및 구체적인 공정 제어는 구체적으로 다음과 같은 몇 가지 측면을 포함한다.Preferably, the 420MPa grade hot rolled H-beam steel for prefabricated construction with excellent lamellar tearing resistance provided in the present invention, its manufacturing method and specific process control specifically include several aspects as follows.

1. 제련 공정1. Smelting process

1) 전로 제련1) Converter smelting

전로는 기본 작업에 따라 제어되며, 주요 공정은 고로 용철 중의 황, 비소 등 잔류 원소 함량을 엄격하게 저어하고 용철 품질을 최적화하는 처리를 포함하고, 여기서 비소 및 주석은 모두 0.008% 미만이며; 전로 최종 슬래그의 알칼리도는 2.1~3.9 범위이며 슬래그 차단 및 출강을 사용하되, 출강 과정에서 알루미늄-망간-철 탈산 합금화를 사용한다. 출강 과정에서 탈산제, 페로실리콘, 금속 망간, 바나듐질소 합금, 페로니오브 합금, 니켈판 등을 배치로 첨가하면, 최종 전로 내 성분은 내부 제어 목표 요구에 도달한다.The converter is controlled according to the basic operation, and the main process includes strictly stirring the content of sulfur, arsenic and other residual elements in the blast furnace molten iron and processing to optimize the molten iron quality, where arsenic and tin are both less than 0.008%; The alkalinity of the final slag in the converter ranges from 2.1 to 3.9, and slag blocking and steel tapping are used, but aluminum-manganese-iron deoxidation alloying is used during the steel tapping process. During the steel tapping process, when deoxidizer, ferrosilicon, metal manganese, vanadium nitrogen alloy, ferroniobium alloy, nickel plate, etc. are added in batches, the ingredients in the final converter reach the internal control target requirements.

2) 정련 LF+RH 듀플렉스 제어2) Refined LF+RH duplex control

정련 과정에서 LF+RH 듀플렉스를 통해 가스와 개재물을 제어한다. LF는 탄화칼슘, 실리콘-칼슘-바륨, 알루미늄 입자를 사용하여 슬래그를 조절하고, 스테이션에서 나오기 전 최상부 슬래그를 백색 슬래그 또는 황백색 슬래그로 만들어야 한다. 스테이션에 들어가 초기 샘플을 채취한 후 산소는 [O]≤20ppm으로 제어되도록 결정하며; 칼슘 와이어를 공급하기 전에 RE를 첨가하고, 전 공정에 걸쳐 공정 요구에 따라 바닥으로부터 질소를 취입하며, 소프트 블로잉 시간은 20분 이상이고, 정련 주기는 30분 이상이며, LF 정련 종료 시점의 용강 온도를 1600~1620℃로 제어하고, 용강 온도를 상승시켜 RH 처리 시점의 용강 온도의 하강을 상쇄시키며, RH 처리 시점에 "알루미늄을 첨가하여 화학적 열을 발생시켜 승온시키는 방법”을 사용하는 것을 엄격히 금지한다.During the refining process, gases and inclusions are controlled through LF+RH duplex. LF uses calcium carbide, silicon-calcium-barium, and aluminum particles to condition the slag, and the top slag must be reduced to white slag or yellow-white slag before leaving the station. After entering the station and taking initial samples, oxygen is determined to be controlled to [O]≤20ppm; RE is added before supplying the calcium wire, nitrogen is blown from the bottom according to process requirements throughout the entire process, the soft blowing time is more than 20 minutes, the refining cycle is more than 30 minutes, and the molten steel temperature at the end of LF refining is controlled to 1600~1620℃, the molten steel temperature is raised to offset the drop in molten steel temperature at the time of RH treatment, and the use of the "method of adding aluminum to generate chemical heat to raise the temperature" at the time of RH treatment is strictly prohibited. do.

RH 정련은 본 처리 모드를 사용하고, 순환 시간은 15분보다 길며, 순수 탈기 시간은 5분보다 길고, 처리가 완료된 후, 각 노에 200~250m의 칼슘-알루미늄 와이어를 공급하고, 소프트 블로잉 시간은 10분 이상이며, RH 제련 주기를 40~50분으로 제어한다.RH refining uses this processing mode, the circulation time is longer than 15 minutes, the pure degassing time is longer than 5 minutes, and after the processing is completed, 200-250 meters of calcium-aluminum wire is supplied to each furnace, and the soft blowing time is is more than 10 minutes, and the RH smelting cycle is controlled to 40 to 50 minutes.

풀 프로텍션 주조는 래들에서 턴디시까지 긴 노즐을 사용하며 아르곤 씰로 보호하는 것을 의미하고; 탄화된 왕겨와 결합된 피복제를 사용하여 턴디시를 피복하며; 턴디시에서 결정화기까지 침지 노즐을 사용하며 아르곤 씰로 보호하고; 결정화기 액면은 포정강 보호 슬래그를 사용하며; 바람직하게는, 중량 백분율 기준으로, 포정강 보호 슬래그의 성분은 25%≤SiO≤35%, 35%≤CaO≤45%, 1.90%≤MgO≤3.00%, 3.00%≤Al2O3≤4.00%이다.Full protection casting means using a long nozzle from the ladle to the tundish and protecting it with an argon seal; Coating the tundish using a coating agent combined with carbonized rice husk; Submerged nozzles are used from the tundish to the crystallizer, protected by argon seals; The crystallizer liquid level uses peritectic steel protection slag; Preferably, on a weight percentage basis, the components of the aerobic steel protection slag are 25%≤SiO≤35%, 35%≤CaO≤45%, 1.90%≤MgO≤3.00%, 3.00%≤Al 2 O 3 ≤4.00%. am.

3) 연속 주조3) Continuous casting

연속 주조 과정은 래들의 긴 노즐을 사용하고 밀봉 링을 추가하여 제어하는 풀 프로텍션 주조 공정을 사용하고; 턴디시는 스토퍼 로드 백을 사용하여 용강을 주조하며; 효율을 높이기 위해 연속 주조 빔블랭크 드로잉 속도는 1.0~1.2m/min이고; 과열도를 20℃~30℃ 이하로 제어하여 노즐이 막히는 것을 방지할 수 있으며; 제련된 용강을 3가지 크기의 거의 최종 단면에 가까운 빔블랭크로 주조하는데, 합금량이 많기 때문에 표면 균열을 방지하기 위해 빔블랭크를 주조 성형한 후 보온 피트 또는 모래 피트에서 서냉 처리하거나 보온 펠트를 사용하여 서냉 처리한다.The continuous casting process uses a full protection casting process, controlled by using a long nozzle of the ladle and adding a sealing ring; The tundish casts molten steel using a stopper rod bag; To improve efficiency, the continuous casting beam blank drawing speed is 1.0~1.2m/min; By controlling the degree of superheat to below 20℃~30℃, the nozzle can be prevented from clogging; The smelted molten steel is cast into beam blanks of three sizes that are close to the final cross section. Because the alloy content is large, the beam blanks are cast and formed to prevent surface cracks, and then annealed in an insulating pit or sand pit or using an insulating felt. Slowly cool.

2. 압연 공정2. Rolling process

1) 가열1) Heating

블랭크를 가열로 내에서 오스테나이트화하여 균일하게 가열하며, 가열 및 균열 단계 온도를 1250~1300℃로 제어하고, 90~120분 동안 가열한 후 노에서 배출시켜 압연한다. 가열은 오스테나이트 균질화 및 미세화를 제어하기 위해 고온 및 단시간 가열을 채택한다.The blank is austenitized and heated uniformly in a heating furnace, the heating and cracking stage temperature is controlled to 1250~1300℃, heated for 90~120 minutes, and then discharged from the furnace and rolled. Heating adopts high temperature and short-time heating to control austenite homogenization and refinement.

2) 제어 압연 및 제어 냉각2) Controlled rolling and controlled cooling

대규모 생산 라인에서는 제어 압연/제어 냉각 공정을 사용한다. 조압연 공정은 형상을 위주로 하는 공형 압연을 구현하고, 압연 패스는 9패스 미만이며; 마무리 압연 과정에서 성능 제어 압연을 수행하고, 압연 패스는 7패스 미만이다. 마무리 압연의 최종 압연 온도는 800℃~850℃로 제어된다. 냉각 베드 냉각 트랙은 400℃ 이상의 온도를 유지하고, 제품은 냉각 베드에서 집중식 서냉됨으로써, 냉각 속도가 너무 빨라 최종 성능에 영향을 미치는 것을 방지한다. 제품은 온도가 200~300℃로 감소된 후 교정기로 들어가 교정됨으로써, 표면의 1차 산화철 스케일의 무결성을 보장한다.Large-scale production lines use a controlled rolling/controlled cooling process. The rough rolling process implements shape-oriented rolling, and the number of rolling passes is less than 9; Performance control rolling is performed during the finishing rolling process, and the number of rolling passes is less than 7. The final rolling temperature of finish rolling is controlled to 800℃~850℃. The cooling bed cooling track maintains a temperature above 400℃, and the product is intensively cooled in the cooling bed, preventing the cooling rate from being too fast and affecting the final performance. The product is calibrated after the temperature is reduced to 200-300℃, thereby ensuring the integrity of the primary iron oxide scale on the surface.

본 발명은 종합적 성능 향상을 위한 냉각 장치를 제공하며, 압연 과정에서는 특별히 설계된 냉각 장치를 사용하여 웹 및 플랜지를 종합적으로 냉각시키고, 냉각 장치는 마무리 압연기 후방에 설치되되, 냉각 장치는 간격을 두고 분포된 다수의 냉각수관(1) 및 간격을 두고 분포된 다수의 냉기관(2)을 포함하고, 상기 냉각수관(1)은 플랜지의 냉각에 사용되며, 열간 압연 H형강의 하부 플랜지(6) 하측에 설치되고, 웹과 평행한 제1 플랜지관(4) 및 제1 플랜지관(4)과 수직으로 연통된 두 세트의 제2 플랜지관을 포함하며, 각 세트의 제2 플랜지관은 각각 하나의 플랜지에 대응되고; 여기서, 상기 각 세트의 제2 플랜지관은 2개의 평행한 하부 플랜지관(5)을 포함하고, 상기 하부 플랜지관(5)에는 하부 플랜지(6)와 대향하는 표면에 플랜지를 냉각시키기 위한 다수의 노즐(3)이 설치되며, H형강의 하부 플랜지(6)는 모두 2개의 평행한 하부 플랜지관(5) 사이에 설치되고; 상기 냉기관(2)은 웹의 냉각에 사용되고 볼록형이며, 하부 플랜지(6)와 웹(8) 사이에 설치되고, 웹(8)과 평행하고 근접한 냉기관에는 웹(8)을 냉각시키기 위한 다수의 노즐(3)이 설치된다. 냉기관의 형상은 하부 플랜지 및 웹으로 형성된 형상과 일치하다. 냉각 속도는 웹 및 플랜지 두께에 따라 제어될 수 있다(도 1 참조). 상기 냉각 장치는 마무리 압연기 후방에 설치되고, 압연의 마지막 패스에서 작동되며, 플랜지 및 웹은 냉각을 위해 별도로 장착된다. 도 1에서, 부호 1로 표시된 냉각수관은 플랜지의 냉각에 사용되고; 플랜지의 두께가 두껍기 때문에 냉각 속도에 따라 냉각수 또는 다른 냉각 매체를 사용하여 냉각해야 한다. 온라인 온도 측정 장치로 상부 플랜지(7)와 하부 플랜지(6)의 온도차를 측정한 후 노즐(3)을 통해 냉각수 유량을 조절한다. 웹의 두께는 플랜지의 두께보다 얇기 때문에 냉각 공기로 요구를 충족시킬 수 있다. 부호 2로 표시된 냉기관은 웹의 냉각에 사용되고; 웹 상면과 하면의 온도차가 작기 때문에 노즐(3)로부터의 냉각 공기의 유량을 적절하게 조절하여 냉각을 구현한다. 상기 장치를 통해 상부 다리 플랜지와 하부 다리 플랜지의 온도차가 5~10℃ 범위 내에 있도록 하고, 웹의 온도차가 3~6℃ 범위 내에 있도록 한다. 이로써 조직의 균일성을 보장하고, 건축 구조물용 형강의 웹 및 플랜지의 Z 방향 성능을 향상시킨다. 바나듐 미세 합금화 설계와 결합된 상기 장비는 최종 열간 압연 H형강의 성능 요구를 충족시키는 동시에 웹 및 플랜지의 Z 방향 성능이 모두 높은 수준에 도달하도록 보장할 수 있다.The present invention provides a cooling device to improve overall performance. During the rolling process, the web and flange are comprehensively cooled using a specially designed cooling device. The cooling device is installed at the rear of the finishing mill, and the cooling devices are distributed at intervals. It includes a plurality of coolant pipes (1) and a plurality of cold pipes (2) distributed at intervals, wherein the coolant pipes (1) are used for cooling the flange and are located on the lower side of the lower flange (6) of the hot rolled H-beam steel. It is installed in and includes a first flange pipe (4) parallel to the web and two sets of second flange pipes vertically communicating with the first flange pipe (4), wherein each set of second flange pipes is one each. corresponds to the flange; Here, each set of second flange tubes includes two parallel lower flange tubes (5), and the lower flange tubes (5) have a plurality of tubes on the surface opposite to the lower flange (6) for cooling the flange. The nozzle (3) is installed, and the lower flange (6) of H-beam is installed between two parallel lower flange pipes (5); The cold pipe (2) is used for cooling the web, has a convex shape, and is installed between the lower flange (6) and the web (8). The cold pipe (2) is parallel to and close to the web (8) and has a plurality of cooling pipes for cooling the web (8). The nozzle (3) is installed. The shape of the cold tube corresponds to the shape formed by the lower flange and web. The cooling rate can be controlled depending on web and flange thickness (see Figure 1). The cooling device is installed behind the finishing mill and operates on the last pass of rolling, and the flange and web are mounted separately for cooling. In Figure 1, the cooling water pipe indicated by symbol 1 is used for cooling the flange; Because the flange is thick, it must be cooled using coolant or another cooling medium depending on the cooling rate. After measuring the temperature difference between the upper flange (7) and lower flange (6) with an online temperature measuring device, the coolant flow rate is adjusted through the nozzle (3). Since the thickness of the web is thinner than that of the flange, the demand can be met with cooling air. The cold pipe marked with symbol 2 is used for cooling the web; Since the temperature difference between the upper and lower surfaces of the web is small, cooling is achieved by appropriately adjusting the flow rate of cooling air from the nozzle (3). Through the above device, the temperature difference between the upper leg flange and the lower leg flange is ensured to be within the range of 5 to 10°C, and the temperature difference of the web is to be within the range of 3 to 6°C. This ensures uniformity of organization and improves the Z-direction performance of webs and flanges of section steel for building structures. Combined with vanadium microalloying design, the equipment can meet the performance requirements of final hot rolled H-beam steel, while ensuring that the Z-direction performance of web and flange both reach a high level.

3) 마무리 공정3) Finishing process

제품이 생산 라인에서 나온 후 표면 및 치수 마무리 처리를 수행하고; 재료의 성능이 사실이고 정확하다고 보장하기 위해 마무리 공정에서 샘플을 채취하여 제품 성능을 분석한다.After the product comes off the production line, carry out surface and dimensional finishing treatment; To ensure that the material's performance is true and accurate, samples are taken during the finishing process and product performance is analyzed.

선행기술과 비교하여 본 발명의 이점은 다음과 같다.The advantages of the present invention compared to the prior art are as follows.

(1) 저탄소 + 미량 VN 합금화 + RE 성분 설계는 다른 합금화에 비해 간단하고 효율적이며 주편 결함 발생률을 줄인다. (2) 용강 내 낮은 잔류 원소 및 불순물 원소를 제어하면 강철의 가소성 및 저온 인성을 향상시키는 데 도움이 된다. (3) 일정량의 RE 요소를 첨가하면 강철 내 개재물을 미세화하여 플랜지와 웹의 라멜라 저항성을 동시에 향상시키는 데 도움이 된다. (4) 빔블랭크의 단일면 주조 제어 기술은 Al 탈산 공정을 구현하고, 용강의 순도를 향상시키며, 동시에 주조 과정에서 긴 노즐의 막힘 문제를 방지한다. (5) 설계된 특수 물 분무 장치를 통해 웹과 플랜지의 균일한 냉각 공정을 구현하고, 웹과 플랜지 전체 조직의 균일성을 향상시키며, 라멜라 티어링 저항성을 동시에 제어하고 향상시키며, 전반적으로 H형강의 종합적 강인 성능을 향상시킨다. (6) 상기 공정을 통해 제조된 H형강의 항복 강도는 420MPa 이상의 수준에 도달하고, 건축 구조물용 강철의 경량화를 구현하는 동시에 우수한 내식성, Z 방향 성능, 저온 저항성 및 인성 등 종합적 성능을 가지며 조립식 건축물 구조용 강철의 현재 공학 요구를 완전히 충족시킨다.(1) The low carbon + trace VN alloying + RE composition design is simple and efficient compared to other alloyings and reduces the incidence of defects in cast steel. (2) Controlling the low residual elements and impurity elements in molten steel helps improve the plasticity and low-temperature toughness of steel. (3) Adding a certain amount of RE elements helps to refine the inclusions in the steel and simultaneously improve the lamellar resistance of the flange and web. (4) Beam blank's single-sided casting control technology implements the Al deoxidation process, improves the purity of molten steel, and at the same time prevents the problem of clogging of long nozzles during the casting process. (5) Through the designed special water spray device, the uniform cooling process of the web and flange is realized, the uniformity of the entire web and flange structure is improved, the lamellar tearing resistance is controlled and improved at the same time, and the overall H-beam steel is comprehensively improved. Improves robust performance. (6) The yield strength of the H-beam manufactured through the above process reaches a level of 420 MPa or more, and while realizing lightweight steel for building structures, it has comprehensive performance such as excellent corrosion resistance, Z-direction performance, low temperature resistance and toughness, and is suitable for use in prefabricated buildings. Fully meets the current engineering needs of structural steel.

도 1(a)는 본 발명에 따른 H형강 생산용 냉각 장치의 평면 구조도이다.
도 1(b)는 본 발명에 따른 H형강 생산용 냉각 장치의 사시 구조도이다.
도 2(a)는 본 발명의 실시예 1에서 얻은 H형강 상부 다리의 미세구조도이다.
도 2(b)는 본 발명의 실시예 1에서 얻은 H형강 하부 다리의 미세구조도이다.
도 2(c)는 본 발명의 실시예 1에서 얻은 H형강 플랜지의 미세구조도이다.
도 3(a)는 본 발명의 실시예 6에서 얻은 H형강 상부 다리의 미세구조도이다.
도 3(b)는 본 발명의 실시예 6에서 얻은 H형강 하부 다리의 미세구조도이다.
도 3(c)는 본 발명의 실시예 6에서 얻은 H형강 플랜지의 미세구조도이다.
Figure 1(a) is a plan view of the structure of a cooling device for producing H-beam steel according to the present invention.
Figure 1(b) is a perspective structural diagram of a cooling device for producing H-beam steel according to the present invention.
Figure 2(a) is a microstructure diagram of the H-beam upper leg obtained in Example 1 of the present invention.
Figure 2(b) is a microstructure diagram of the H-beam lower leg obtained in Example 1 of the present invention.
Figure 2(c) is a microstructure diagram of the H-beam steel flange obtained in Example 1 of the present invention.
Figure 3(a) is a microstructure diagram of the H-beam upper leg obtained in Example 6 of the present invention.
Figure 3(b) is a microstructure diagram of the H-beam lower leg obtained in Example 6 of the present invention.
Figure 3(c) is a microstructure diagram of the H-beam flange obtained in Example 6 of the present invention.

아래에서 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 추가로 설명한다.The present invention is further explained below with reference to specific examples.

아래에서 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention is described in detail below.

표 1은 본 발명의 각 실시예 및 비교예의 화학 성분의 목록이다.Table 1 is a list of chemical components of each example and comparative example of the present invention.

표 2는 본 발명의 각 실시예 및 비교예의 주요 공정 매개변수의 목록이다.Table 2 is a list of main process parameters for each example and comparative example of the present invention.

표 3은 본 발명의 각 실시예 및 비교예의 성능 검사 목록이다.Table 3 is a list of performance tests for each example and comparative example of the present invention.

본 발명의 각 실시예는 모두 하기 단계에 따라 수행된다.Each embodiment of the present invention is carried out according to the following steps.

1) 바람직하게는 낮은 인, 낮은 황 및 낮은 잔류 원소를 갖는 용철을 노에 넣은 후 전로 내에서 제련 후 LF+RH 듀플렉스를 통해 성분 및 개재물을 제어하고; LF 정련 종료 시점의 용강 온도를 1600~1620℃로 제어하며, 용강 온도를 상승시켜 RH 처리 시점의 용강 온도의 하강을 상쇄시키고, RH 처리 시점에 "알루미늄을 첨가하여 화학적 열을 발생시켜 승온시키는 방법”을 사용하는 것을 엄격히 금지하며; RH 정련은 본 처리 모드를 사용하고, 순환 시간은 15분보다 길며, 순수 탈기 시간은 5분보다 길고, 처리가 완료된 후, 각 노에 200~250m의 칼슘-알루미늄 와이어를 공급하고, 소프트 블로잉 시간은 10분 이상이며, RH 제련 주기를 40~50분으로 제어하였다.1) Preferably, molten iron with low phosphorus, low sulfur and low residual elements is put into the furnace and then smelted in the converter, and then the components and inclusions are controlled through LF+RH duplex; The molten steel temperature at the end of LF refining is controlled to 1600~1620℃, the molten steel temperature is raised to offset the drop in molten steel temperature at the time of RH treatment, and the temperature is raised by adding aluminum to generate chemical heat at the time of RH treatment. “It is strictly prohibited to use; RH refining uses this treatment mode, the circulation time is longer than 15 minutes, the pure degassing time is longer than 5 minutes, and after the treatment is completed, each furnace is filled with 200-250 m of calcium- Aluminum wire was supplied, the soft blowing time was more than 10 minutes, and the RH smelting cycle was controlled to 40 to 50 minutes.

마지막으로 빔블랭크로 연속 주조하고, 플랜지 두께에 따라 3가지 블랭크 유형으로 나눈다. 용철의 잔류 원소를 As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035로 엄격히 제어하고; 주조 과정에서 주조 과열도를 20℃ 미만으로 제어하며, 블랭크 드로잉 속도 1.0~1.18m/min 범위 내에서 임의의 값을 선택하여 일정한 블랭크 드로잉 속도로 사용하고, 교정 온도는 850℃ 이상이다.Finally, it is continuously cast as a beam blank and divided into three blank types according to the flange thickness. The residual elements of molten iron are strictly controlled to As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035; During the casting process, the casting superheat is controlled to less than 20℃, and a random value within the blank drawing speed range of 1.0 to 1.18 m/min is selected and used as a constant blank drawing speed, and the calibration temperature is above 850℃.

2) 압연 공정에서, 블랭크를 가열로 내에서 재가열하여 온도를 1250~1300℃로 제어하고, 90~120분 동안 가열한 후 노에서 배출시켜 압연하였다. 제어 압연/제어 냉각 공정을 사용하였다. BD 조압연 공정의 압연 패스는 9패스 미만이며; 마무리 압연 TM 과정의 압연 패스는 7패스 미만이다. 마무리 압연의 최종 압연 온도는 800℃~850℃로 제어된다. 냉각 베드 냉각 트랙은 400℃ 이상의 온도를 유지하고, 제품은 냉각 베드에서 15분 이상 집중식 서냉된다. 제품은 온도가 200~300℃로 감소된 후 교정기로 들어가 교정된다.2) In the rolling process, the blank was reheated in the furnace to control the temperature to 1250-1300°C, heated for 90-120 minutes, and then discharged from the furnace and rolled. A controlled rolling/controlled cooling process was used. The rolling passes of the BD rough rolling process are less than 9 passes; The number of rolling passes in the finishing rolling TM process is less than 7 passes. The final rolling temperature of finish rolling is controlled to 800℃~850℃. The cooling bed cooling track maintains a temperature above 400℃, and the product is intensively cooled in the cooling bed for more than 15 minutes. The product is calibrated after the temperature is reduced to 200-300℃.

3) 마무리 공정에서, 제품이 생산 라인에서 나온 후 표면 및 치수 마무리 처리를 수행하고; 마무리 공정에서 샘플을 채취하여 제품 성능을 분석하였다.3) In the finishing process, surface and dimensional finishing treatment are carried out after the product comes out of the production line; Samples were collected during the finishing process and product performance was analyzed.

본 발명의 각 실시예 및 비교예의 화학 성분(wt .%)Chemical composition (wt.%) of each example and comparative example of the present invention 원소element CC SiSi MnMn PP SS CuCu CrCr NiNi RER.E. VV AlAl NbNb TiTi BB 실시예 1Example 1 0.060.06 0.250.25 1.251.25 0.0130.013 0.0050.005 0.180.18 0.260.26 0.180.18 0.0120.012 0.020.02 0.0150.015 실시예 2Example 2 0.070.07 0.240.24 1.281.28 0.0150.015 0.0070.007 0.200.20 0.360.36 0.170.17 0.0190.019 0.030.03 0.0220.022 실시예 3Example 3 0.090.09 0.250.25 1.301.30 0.0120.012 0.0060.006 0.220.22 0.320.32 0.160.16 0.0160.016 0.0250.025 0.0190.019 실시예 4Example 4 0.080.08 0.200.20 1.221.22 0.0130.013 0.0080.008 0.250.25 0.290.29 0.170.17 0.0090.009 0.0220.022 0.0250.025 실시예 5Example 5 0.060.06 0.230.23 1.291.29 0.0140.014 0.0050.005 0.210.21 0.270.27 0.190.19 0.0150.015 0.0130.013 0.0170.017 실시예 6Example 6 0.100.10 0.210.21 1.191.19 0.0150.015 0.0080.008 0.190.19 0.330.33 0.170.17 0.0190.019 0.0260.026 0.0250.025 비교예 1
CN113564480A
Comparative Example 1
CN113564480A
0 .10 .1 0 .220 .22 1 .251 .25 0 .0160 .016 0 .00180 .0018 0.0080.008 0.0450.045 0.0150.015 0.00080.0008
비교예 2
CN102418037B
Comparative Example 2
CN102418037B
0.160.16 0.250.25 1.401.40 0.0190.019 0.0070.007 0.0130.013
비교예 3CN102418037BComparative Example 3CN102418037B 0.150.15 0.340.34 1.411.41 0.0150.015 0.0070.007 0.0320.032 0.0110.011

정련 주요 공정 매개변수는 표 2와 같다.The main refining process parameters are listed in Table 2.

정련 주요 공정 매개변수Refining main process parameters 실시예Example LF 정련 출구 온도, ℃LF refining outlet temperature, ℃ RH 정련 순환 시간, minRH refining circulation time, min RH 정련의 순수 탈기 시간, minPure degassing time of RH refining, min 칼슘-알루미늄 와이어(m)Calcium-aluminum wire (m) RH 정련 소프트 블로잉 시간, minRH scouring soft blowing time, min RH 정련 제련 주기, minRH refining smelting cycle, min 실시예 1Example 1 16101610 1818 77 220220 1212 4545 실시예 2Example 2 16151615 1717 88 230230 1212 4747 실시예 3Example 3 16131613 1616 88 225225 1212 4242 실시예 4Example 4 16171617 1717 88 215215 1111 4545 실시예 5Example 5 16041604 1616 88 220220 1212 4747 실시예 6Example 6 16201620 1818 1010 224224 1111 5050

연속 주조 과정의 구체적인 공정 매개변수는 표 3과 같다.The specific process parameters of the continuous casting process are listed in Table 3.

연속 주조 과정의 공정 매개변수Process parameters of continuous casting process 실시예Example 액상선 온도/℃Liquidus temperature/℃ 상부 강철 온도/℃Top steel temperature/℃ 턴디시 온도/℃Tundish temperature/℃ 드로잉 속도/m·min-1 Drawing speed/m·min -1 과열도/℃Superheat/℃ 실시예 1Example 1 15191519 15661566 15321532 15331533 15261526 0.760.76 0.780.78 0.770.77 2020 실시예 2Example 2 15211521 15671567 15351535 15391539 15311531 0.750.75 0.710.71 0.710.71 2323 실시예 3Example 3 15311531 15701570 15411541 15371537 15421542 0.820.82 0.880.88 0.820.82 2121 실시예 4Example 4 15261526 15621562 15421542 15331533 15371537 0.790.79 0.780.78 0.780.78 2222 실시예 4Example 4 15231523 15641564 15451545 15381538 15311531 0.770.77 0.730.73 0.700.70 2020 실시예 6Example 6 15291529 15711571 15401540 15391539 15421542 0.850.85 0.860.86 0.820.82 2323

표 4는 본 발명의 각 실시예 및 비교예의 주요 공정 매개변수의 목록이다.Table 4 is a list of main process parameters for each example and comparative example of the present invention.

주요 공정 매개변수Key process parameters 실시예Example 플랜지 두께/mmFlange thickness/mm 가열 온도, ℃Heating temperature, ℃ BD 출구 온도, ℃BD outlet temperature, ℃ 마무리 압연 출구 온도, ℃Finish rolling outlet temperature, ℃ 냉각 후 상부 및 하부 플랜지 외부 온도차, ℃Temperature difference outside the upper and lower flanges after cooling, ℃ 웹 상면과 하면의 온도차, ℃Temperature difference between the upper and lower surfaces of the web, ℃ 압연 패스 BD+TMRolling Pass BD+TM 실시예 1Example 1 2626 12501250 10501050 820820 77 55 1616 실시예 2Example 2 2828 12651265 10601060 830830 88 66 1616 실시예 3Example 3 3232 12801280 10801080 825825 77 77 1616 실시예 4Example 4 4141 12701270 10901090 840840 99 99 1414 실시예 5Example 5 3636 12551255 10701070 835835 88 66 1414 실시예 6Example 6 5050 12801280 11001100 850850 1010 99 1212

표 5는 본 발명의 각 실시예 및 비교예의 성능 검사 목록이다.Table 5 is a list of performance tests for each example and comparative example of the present invention.

압연 재료의 기계적 성질 기록표Mechanical properties record table of rolled materials 성분 원소ingredient element 플랜지 두께/mmFlange thickness/mm 검사 부위Examination area 항복 강도/MPaYield strength/MPa 인장 강도/MPaTensile strength/MPa 연신율(%)Elongation (%) -20℃에서의 종방향 평균 충격에너지/JLongitudinal average impact energy at -20℃/J Z 방향 단면 수축률, %Z-direction cross-sectional shrinkage, % 실시예 1Example 1 2626 상부 플랜지upper flange 445445 563563 3131 205205 8181 하부 플랜지lower flange 451451 601601 2828 221221 7676 web 501501 642642 2727 150150 7575 실시예 2Example 2 2828 상부 플랜지upper flange 456456 616616 3232 211211 7575 하부 플랜지lower flange 448448 567567 3030 199199 7979 web 498498 655655 2626 166166 7171 실시예 3Example 3 3232 상부 플랜지upper flange 439439 556556 3131 203203 7878 하부 플랜지lower flange 446446 595595 3232 186186 7979 web 491491 638638 2828 176176 7373 실시예 4Example 4 4141 상부 플랜지upper flange 436436 606606 2929 188188 7979 하부 플랜지lower flange 441441 621621 3030 178178 7272 web 489489 652652 2626 135135 6868 실시예 5Example 5 3636 상부 플랜지upper flange 431431 590590 3030 168168 7575 하부 플랜지lower flange 439439 570570 2929 189189 7575 web 491491 682682 2525 163163 6969 실시예 6Example 6 5050 상부 플랜지upper flange 432432 576576 2828 166166 7878 하부 플랜지lower flange 438438 608608 3030 156156 7575 web 479479 630630 2424 121121 6767 비교예 1
CN113564480A
Comparative Example 1
CN113564480A
5050 플랜지flange 427427 537537 7777
비교예 2CN102418037BComparative Example 2CN102418037B 1414 플랜지flange 360360 545545 40.8140.81 비교예 3CN102418037BComparative Example 3CN102418037B 1313 플랜지flange 420420 3939

시제품을 샘플링하여 성능 검사를 수행하였으며, 기계적 성질에 사용된 샘플의 샘플링 위치는 H형강 플랜지의 가장자리에서 중앙까지의 1/3이고, 웹의 샘플링 위치는 중앙 부위이며, 표준 BS EN ISO 377-1997 "기계적 성질 시험 샘플의 샘플링 위치 및 제조”를 참조하였고; 항복 강도, 인장 강도, 연신율의 시험 방법은 표준 ISO 6892-1-2009 "금속 재료의 실온 인장 시험 방법”을 참조하였으며; 충격에너지 시험 방법은 표준 ISO 148-1 "금속 재료의 샤르피 진자 충격 시험”을 참조하였고, 시험 결과는 표 5와 같다. 비교를 통해 본 특허에 따른 제조 방법을 이용하여 생산된 H형강 플랜지 및 웹의 Z 방향 성능이 모두 현재 특허 중의 제품보다 우수함을 발견하였다.본 발명에서 상세하게 설명되지 않은 내용은 모두 본 분야의 통상적인 기술 지식을 채택할 수 있다.The performance test was performed by sampling the prototype, and the sampling position of the sample used for mechanical properties was 1/3 from the edge to the center of the H-beam flange, and the sampling position of the web was the central area, in accordance with the standard BS EN ISO 377-1997. Reference was made to “Sampling location and preparation of mechanical properties test samples”; for test methods of yield strength, tensile strength and elongation, reference was made to standard ISO 6892-1-2009 “Room temperature tensile test methods for metallic materials”; The impact energy test method refers to the standard ISO 148-1 "Charpy pendulum impact test of metallic materials", and the test results are shown in Table 5. By comparison, the H-beam flange and web produced using the manufacturing method according to this patent were compared. It was found that the Z-direction performance of is superior to that of the currently patented product. Any content not described in detail in the present invention can be adopted by general technical knowledge in the field.

마지막으로 설명해야 할 것은, 상기 실시예는 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐 제한하는 것이 아니다. 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 기술적 해결수단에 대한 수정 또는 등가 대체는 모두 본 발명의 기술적 해결수단의 사상 및 범위를 벗어나지 않으며, 모두 본 발명의 청구범위에 포함되어야 함을 이해해야 한다.Lastly, it should be explained that the above embodiments are only for illustrating the technical solution of the present invention and are not intended to limit it. Although the present invention has been described in detail with reference to examples, those skilled in the art will recognize that any modification or equivalent replacement to the technical solution of the present invention does not depart from the spirit and scope of the technical solution of the present invention, and all are included in the claims of the present invention. You must understand that it must be included.

1: 냉각수관, 2: 냉기관, 3: 노즐, 4: 제1 플랜지관, 5: 하부 플랜지관, 6: 하부 플랜지, 7: 상부 플랜지, 8: 웹 사이.1: Cooling water pipe, 2: Cold pipe, 3: Nozzle, 4: First flange pipe, 5: Lower flange pipe, 6: Lower flange, 7: Upper flange, 8: Between webs.

Claims (9)

고강인성 건축용 열간 압연 H형강으로서,
상기 열간 압연 H형강의 화학 성분은 중량 백분율 기준으로 C: 0.06~0.10%; Si: ≤0.25%; Mn: 0.8~1.30%; P≤0.015%; S≤0.008%; Cu: 0.15~0.25%; Cr: 0.25~0.60%; Ni: 0.10~0.19%, V: 0.01~0.03%; Al: 0.01~0.03%; RE: 0.009~0.019%; As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035%, N≤0.008%; T.[O]≤0.002%이고, 나머지는 Fe과 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 열간 압연 H형강.
As a hot-rolled H-beam steel for high-toughness construction,
The chemical composition of the hot rolled H-beam steel is C: 0.06-0.10% by weight percentage; Si: ≤0.25%; Mn: 0.8~1.30%; P≤0.015%; S≤0.008%; Cu: 0.15~0.25%; Cr: 0.25~0.60%; Ni: 0.10~0.19%, V: 0.01~0.03%; Al: 0.01~0.03%; RE: 0.009~0.019%; As+Sn+Zn+Pb+Ca+Mg≤0.035%, N≤0.008%; A hot-rolled H-beam steel characterized in that T.[O]≤0.002%, and the remainder is Fe and inevitable impurities.
제1항에 있어서, 상기 열간 압연 H형강의 항복비는 ≤0.8이고, 항복 강도는 ≥420MPa이며, 인장 강도는 ≥520MPa이고, 연신율은 ≥19%이며; -20℃에서의 종방향 충격에너지는 ≥50J이고, 단면 수축률은 모두 ≥60%인 것을 특징으로 하는 열간 압연 H형강.The method of claim 1, wherein the yield ratio of the hot rolled H-beam steel is ≦0.8, the yield strength is ≧420 MPa, the tensile strength is ≧520 MPa, and the elongation is ≧19%; Hot rolled H-beam steel, characterized in that the longitudinal impact energy at -20°C is ≥50J and the cross-sectional shrinkage is both ≥60%. 고강인성 건축용 열간 압연 H형강의 제조 방법으로서,
1) 제련 공정;
2) 압연 공정; 및
3) 마무리 공정을 포함하되,
상기 제련 공정은,
전로 제련;
LF 정련 종료 시점의 용강 온도가 1600~1620℃로 제어되고, RH 정련 순환 시간이 15분보다 길며, 제련 주기가 40~50분으로 제어되는 LF+RH 정련; 및
연속 주조를 순차적으로 포함하고,
상기 압연 공정은,
가열 및 균열 단계 온도가 1250~1300℃로 제어되고, 90~120분 동안 가열 후 용광로에서 배출되어 압연이 수행되는 가열; 및
마무리 압연의 최종 압연 온도가 800℃~850℃로 제어되고, 냉각 베드에서 집중식 서냉 및 교정이 수행되는 제어 압연 및 제어 냉각을 순차적으로 포함하며,
압연 과정에서 냉각 장치를 사용하여 웹 및 플랜지를 별도로 냉각하고, 압연의 마지막 패스에서 작동되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
A method of manufacturing hot rolled H-beam steel for high-toughness construction,
1) Smelting process;
2) rolling process; and
3) Including the finishing process,
The smelting process is,
Converter smelting;
LF+RH refining in which the molten steel temperature at the end of LF refining is controlled to 1600-1620°C, the RH refining circulation time is longer than 15 minutes, and the smelting cycle is controlled to 40-50 minutes; and
Contains continuous casting sequentially,
The rolling process is,
Heating and cracking stage The temperature is controlled to 1250-1300℃, heating for 90-120 minutes, then discharged from the furnace and rolling is performed; and
The final rolling temperature of the finish rolling is controlled to 800℃~850℃, and it sequentially includes controlled rolling and controlled cooling in which centralized slow cooling and straightening are performed on the cooling bed;
A manufacturing method characterized in that the web and flange are cooled separately during the rolling process using a cooling device, which is operated in the last pass of rolling.
제3항에 있어서, 상기 단계 1)의 전로 제련에서 비소 및 주석 함량은 모두 0.008% 미만이고, 전로 최종 슬래그의 알칼리도는 2.1~3.9 범위이며 슬래그 차단 및 출강을 사용하되, 출강 과정에서 알루미늄-망간-철 탈산 합금화를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 3, wherein in the converter smelting in step 1), the arsenic and tin contents are both less than 0.008%, the alkalinity of the final converter slag is in the range of 2.1 to 3.9, and slag blocking and steel tapping are used, but aluminum-manganese is added during the steel tapping process. - A manufacturing method characterized by using iron deoxidation alloying. 제3항에 있어서,
상기 단계 1)의 LF 정련에서, 칼슘 와이어를 공급하기 전에 RE를 첨가하고, 소프트 블로잉 시간은 20분 이상이며, 정련 주기는 30분 이상이고;
RH 정련의 순수 탈기 시간은 5분보다 길며, 처리가 완료된 후, 각 용광로에 200~250m의 칼슘-알루미늄 와이어를 공급하고, 소프트 블로잉 시간은 10분 이상이며;
풀 프로텍션 주조에서, 탄화된 왕겨와 결합된 피복제를 사용하여 턴디시를 피복하고; 턴디시에서 결정화기까지 침지 노즐을 사용하며 아르곤 씰로 보호하며; 결정화기 액면은 포정강 보호 슬래그를 사용하되; 중량 백분율 기준으로, 포정강 보호 슬래그의 성분은 25%≤SiO≤35%, 35%≤CaO≤45%, 1.90%≤MgO≤3.00%, 3.00%≤Al2O3≤4.00%인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
According to paragraph 3,
In the LF refining of step 1), RE is added before supplying the calcium wire, the soft blowing time is 20 minutes or more, and the refining cycle is 30 minutes or more;
The pure degassing time of RH refining is longer than 5 minutes, and after the treatment is completed, 200-250 meters of calcium-aluminum wire is supplied to each furnace, and the soft blowing time is not less than 10 minutes;
In full protection casting, a coating material combined with carbonized rice husk is used to coat the tundish; From tundish to crystallizer, submerged nozzles are used and protected by argon seals; For the crystallizer liquid level, aperitoneal steel protection slag is used; By weight percentage, the composition of the perforated steel protection slag is 25%≤SiO≤35%, 35%≤CaO≤45%, 1.90%≤MgO≤3.00%, 3.00%≤Al 2 O 3 ≤4.00%. manufacturing method.
제3항에 있어서, 상기 단계 1)의 연속 주조 과정은 풀 프로텍션 주조 공정을 사용하고, 턴디시는 스토퍼 로드 백을 사용하여 용강을 주조하며; 연속 주조 빔블랭크 드로잉 속도는 1.0~1.2m/min이고; 과열도는 20~30℃로 제어되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method of claim 3, wherein the continuous casting process of step 1) uses a full protection casting process, and the tundish uses a stopper rod bag to cast molten steel; Continuous casting beam blank drawing speed is 1.0~1.2m/min; A manufacturing method characterized in that the degree of superheat is controlled to 20-30°C. 제3항에 있어서,
상기 단계 2)는 형상을 위주로 하는 공형 압연을 구현하기 위한 조압연 공정을 더 포함하고, 조압연의 마지막 패스 온도는 1150~1050℃ 사이이며, 누적 변형률은 40%~60%이고, 압연 패스는 9패스 미만이며;
마무리 압연 공정에서, 마무리 압연 과정에서 성능 제어 압연을 수행하고, 압연 패스는 7패스 미만이며; 냉각 베드 냉각 트랙은 400℃ 이상의 온도를 유지하고; 제품은 냉각 베드에서 집중식 서냉되며; 제품은 온도가 200~300℃로 감소된 후 교정기로 들어가 교정되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
According to paragraph 3,
Step 2) further includes a rough rolling process to implement shape-centered rolling, the final pass temperature of rough rolling is between 1150 and 1050°C, the cumulative strain is 40% to 60%, and the rolling pass is Less than 9 passes;
In the finishing rolling process, performance-controlled rolling is performed in the finishing rolling process, and the rolling passes are less than 7 passes; The cooling bed cooling track maintains a temperature above 400°C; The product is intensively cooled in a cooling bed; A manufacturing method characterized in that the temperature of the product is reduced to 200-300℃ and then entered into a calibrator to be calibrated.
제3항에 있어서,
냉각 후 상부 플랜지와 하부 플랜지 동일 부위의 온도차는 10℃ 이내로 감소하고, 웹 상면과 하면의 온도차는 5℃ 이내로 감소하며, H형강의 플랜지 및 웹의 Z 방향 인장 단면 수축률 편차는 5% 이하로 제어되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
According to paragraph 3,
After cooling, the temperature difference between the same parts of the upper flange and lower flange is reduced to within 10℃, the temperature difference between the upper and lower surfaces of the web is reduced to within 5℃, and the deviation in the Z-direction tensile cross-sectional shrinkage of the H-beam flange and web is controlled to less than 5%. A manufacturing method characterized by being.
제3항에 따른 냉각에 사용되는 종합적 성능 향상을 위한 냉각 장치로서,
상기 냉각 장치는 마무리 압연기 후방에 설치되되, 냉각 장치는 간격을 두고 분포된 다수의 냉각수관 및 간격을 두고 분포된 다수의 냉기관을 포함하고;
상기 냉각수관은 플랜지의 냉각에 사용되고, 열간 압연 H형강의 하부 플랜지 하측에 설치되며, 웹과 평행한 제1 플랜지관 및 제1 플랜지관과 수직으로 연통된 두 세트의 제2 플랜지관을 포함하고, 각 세트의 제2 플랜지관은 각각 하나의 플랜지에 대응되며;
상기 각 세트의 제2 플랜지관은 2개의 평행한 하부 플랜지관을 포함하고, 상기 하부 플랜지관에는 하부 플랜지와 대향되는 표면에 플랜지를 냉각시키기 위한 다수의 노즐이 설치되며, H형강의 하부 플랜지는 모두 2개의 평행한 하부 플랜지관 사이에 설치되고;
상기 냉기관은 웹의 냉각에 사용되고 볼록형이며, 하부 플랜지와 웹 사이에 설치되고, 웹과 평행하고 근접한 냉기관에는 웹을 냉각시키기 위한 다수의 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
A cooling device for overall performance improvement used for cooling according to paragraph 3,
The cooling device is installed behind the finishing mill, and the cooling device includes a plurality of cooling water pipes distributed at intervals and a plurality of cold pipes distributed at intervals;
The cooling water pipe is used for cooling the flange, is installed on the lower side of the lower flange of the hot rolled H-beam steel, and includes a first flange pipe parallel to the web and two sets of second flange pipes communicating perpendicularly to the first flange pipe, , each set of second flange pipes corresponds to one flange;
Each set of second flange pipes includes two parallel lower flange pipes, and a plurality of nozzles for cooling the flange are installed on the lower flange pipe on a surface opposite to the lower flange, and the lower flange of H-beam steel is All are installed between two parallel lower flange pipes;
The cooling pipe is used for cooling the web, has a convex shape, is installed between the lower flange and the web, and a plurality of nozzles for cooling the web are installed in the cold pipe parallel to and close to the web.
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