RU2798439C1

RU2798439C1 - LOW-TEMPERATURE RESISTANT HOT-ROLLED H-BEAM STEEL FOR SHIPBUILDING WITH A STRENGTH CLASS 355 MPa AND A METHOD FOR ITS MANUFACTURE

Info

Publication number: RU2798439C1
Application number: RU2022122383A
Authority: RU
Inventors: Пейлин ЖАО; Жонксу АНГ; Венкси ХАН; Чао ЛИУ; Джианджун ВАНГ; Гуоминг ШАНГ; Хулианг ВУ; Вей НИНГ; Кианг МА; Ли ЖЕНГ; Венджан ВУ
Original assignee: Шандон Айрон Энд Стил Компани Лтд.
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-02-28
Publication date: 2023-06-22

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: low-temperature resistant H-beam hot-rolled steel of strength class 355 MPa used in shipbuilding. Steel contains chemical components, wt.%: С: 0.05-0.09, Si: 0.015-0.30, Mn: 1.20-1.50, R≤0.015 S≤0.010, Nb: 0.02-0.040, Ti: ≤0.008-0.025, Ni: 0.10-0.50, Al: 0.015-0.050, V: 0.0003-0.0008, As+Sn+Cu+Zn≤0.04, the rest is Fe and inevitable impurities, and the controlled content of gases in steel during melting is, wt.%: N≤0.0040, total oxygen content (T.[O])≤0.0015.

EFFECT: steel has the required mechanical properties at low temperatures.

4 cl, 3 dwg, 4 tbl

Description

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCES TO RELEVANT APPLICATIONS

Эта заявка претендует на приоритет китайской патентной заявки №202010758762.3, поданной 31 июля 2020 года, которая включена в настоящий документ путем ссылки в полном объеме.This application claims priority to Chinese Patent Application No. 202010758762.3, filed July 31, 2020, which is incorporated herein by reference in its entirety.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к области технологии плавки и технологии прокатки, в частности к стойкой к низким температурам горячекатаной двутавровой стали для судостроения и способу ее изготовления.The present invention relates to the field of smelting technology and rolling technology, in particular to a low temperature resistant hot-rolled I-beam steel for shipbuilding and a method for its manufacture.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Двутавровые стали, предназначенные для Арктики, Антарктики и других экстремально холодных регионов, в основном применяются в строительстве, на судах, мостах, в оборудовании электростанций, в водном хозяйстве, в энергетике, в химической промышленности, в подъемно-транспортных машинах и других стальных конструкциях с высокими нагрузками. Температура окружающей среды в вышеупомянутых регионах C круглый год ниже -50°C, что предъявляет чрезвычайно жесткие требования к сталям, особенно к их ударопрочности при низких температурах. Горячекатаная двутавровая сталь из традиционных материалов полностью не соответствует требованиям, предъявляемым к материалам, используемым в регионах, будь то с точки зрения прочности, стойкости к низким температурам или свариваемости. Двутавровая сталь, используемая в качестве конструкционного материала, является хорошим экономичным материалом и все чаще применяется в очень холодных регионах. В качестве продуктов специального назначения различные компании изготавливали такие стали и разрабатывали изделия из низкотемпературной стали в соответствии с характеристиками своего оборудования.I-beam steels, designed for the Arctic, Antarctic and other extremely cold regions, are mainly used in construction, ships, bridges, power plant equipment, water conservancy, energy, chemical industry, hoisting and transport machines and other steel structures with high loads. The ambient temperature in the aforementioned C regions is below -50°C all year round, which places extremely stringent requirements on steels, especially on their impact resistance at low temperatures. Hot-rolled H-steel made from traditional materials completely fails to meet the requirements of the materials used in the regions, whether in terms of strength, low temperature resistance or weldability. Used as a structural material, H-steel is a good economical material and is increasingly used in very cold regions. As special purpose products, various companies have made such steels and developed low temperature steel products according to the characteristics of their equipment.

Заявка на патент CN102021475A раскрывает способ изготовления горячекатаной двутавровой стали для конструкций, устойчивых к низким температурам. Компоненты стали по изобретению включают (мас.%): 0,12-0,22% C, 0,10-0,4% Si, 1,1-1,50% Mn, менее или равный 0,025% P, менее или равный 0,025% S, 0,02-0,05% Nb, а также остаток: Fe c неизбежными примесями. Процесс прокатки по данному изобретению требует, чтобы в системе деформации прокатки обжатие выполнялось с большим обжатием, а окончательная прокатка выполнялась с большим обжатием, что требует высокого усилия прокатки, что делает невозможным производство сталей некоторых спецификаций; и при этом достигается суммарная степень обжатия 30% -40% за последние 2 прохода и контролирует деформацию чистовых проходов до 60%-70%, что означает высокие требования к возможностям фрезерования.Patent application CN102021475A discloses a process for making hot-rolled H-steel for low temperature structures. The components of the steel according to the invention include (wt.%): 0.12-0.22% C, 0.10-0.4% Si, 1.1-1.50% Mn, less than or equal to 0.025% P, less than or equal to 0.025% S, 0.02-0.05% Nb, and the remainder: Fe with inevitable impurities. The rolling process of the present invention requires that, in the rolling deformation system, the reduction is performed with a large reduction, and the final rolling is performed with a large reduction, which requires a high rolling force, which makes it impossible to produce steels of certain specifications; and it achieves a total reduction ratio of 30%-40% for the last 2 passes and controls the deformation of finishing passes up to 60%-70%, which means high demands on milling capabilities.

Заявка на патент CN103667910A раскрывает горячекатаную двутавровую сталь с превосходной ударной вязкостью при низких температурах и способ ее изготовления. Сталь состоит из следующих химических компонентов (мас.%):: 0,05-0,18% C, 0,15-0,40% Si, 1,0-1,50% Mn, 0,010-0,050% V, 0,015-0,050% Nb, 0,005-0,025% Ti, меньше или равно до 0,035% Al, меньше или равно 0,020% P, меньше или равно 0,015% S, а также остаток: Fe c неизбежными примесями. В этом изобретении используются многочисленные микролегирующие элементы, такие как Nb, V и Ti, которые не отражают поперечную ударную вязкость, а высокое содержание углерода приводит к низким сварочным свойствам. Относительно высокое содержание углерода склонно вызывать аномальную структуру, приводящую к колебаниям ударной вязкости, и, следовательно, оказывает некоторое влияние на последующие применения пользователя.Patent application CN103667910A discloses a hot-rolled H-steel with excellent low temperature toughness and a method for making the same. The steel consists of the following chemical components (wt%): 0.05-0.18% C, 0.15-0.40% Si, 1.0-1.50% Mn, 0.010-0.050% V, 0.015 -0.050% Nb, 0.005-0.025% Ti, less than or equal to 0.035% Al, less than or equal to 0.020% P, less than or equal to 0.015% S, and the remainder: Fe with unavoidable impurities. This invention uses numerous micro-alloy elements such as Nb, V and Ti which do not reflect the transverse toughness and the high carbon content results in poor welding properties. A relatively high carbon content tends to cause an abnormal structure leading to fluctuations in toughness, and therefore has some effect on subsequent applications of the user.

Заявка на патент CN101255527A раскрывает двутавровую сталь с добавлением бора с превосходной ударной вязкостью при низких температурах и способ ее получения. Компоненты стали по настоящему изобретению включают, в процентном соотношении по массе, 0,08-0,20% C, 1,00-1,60% Mn, 0,10-0,55% Si, менее или равное 0,025% P, менее или равное 0,025% S, 0,015-0,035% Nb, 0,0005-0,0012% B, а также остаток: Fe c неизбежными примесями. Чрезмерно высокое содержание углерода приводит к низким сварочным свойствам, а низкая температура продукта составляет -40°C в продольном направлении.Patent application CN101255527A discloses a boron-added H-steel with excellent low temperature toughness and a process for producing the same. The components of the steel of the present invention include, in percentage by weight, 0.08-0.20% C, 1.00-1.60% Mn, 0.10-0.55% Si, less than or equal to 0.025% P, less than or equal to 0.025% S, 0.015-0.035% Nb, 0.0005-0.0012% B, and the remainder: Fe with unavoidable impurities. An excessively high carbon content results in poor welding properties and a low product temperature of -40°C in the longitudinal direction.

Патент CN105018861B раскрывает недорогую нормализованную горячекатаную двутавровую сталь. Химические компоненты двутавровой стали включают (мас.%): 0,04-0,15 C, 0,15-0,50 Si, 0,95-1,65 Mn, менее или равное 0,020 P, менее или равное 0,015 S, более или равное 0,02 Al, меньше или равно 0,55 Cu, меньше или равно 0,30 Cr, меньше или равно 0,50 Ni, меньше или равно 0,10 Mo, меньше или равно 0,03 B, 0,02-0,060 V, меньше или равно 0,04 As+Sn+P+S, а также остаток: Fe c неизбежными примесями. В этом патенте используется унитарное микролегирование V, что приводит к низкой ударной вязкости и высокому показателю чувствительности к растрескиванию, поэтому его применение в условиях экстремально низких температур в некоторой степени ограничено.Patent CN105018861B discloses a low cost normalized hot rolled I steel. The chemical components of H-steel include (wt%): 0.04-0.15 C, 0.15-0.50 Si, 0.95-1.65 Mn, less than or equal to 0.020 P, less than or equal to 0.015 S, greater than or equal to 0.02 Al, less than or equal to 0.55 Cu, less than or equal to 0.30 Cr, less than or equal to 0.50 Ni, less than or equal to 0.10 Mo, less than or equal to 0.03 B, 0, 02-0.060 V, less than or equal to 0.04 As+Sn+P+S, as well as the remainder: Fe with unavoidable impurities. This patent uses V unitary microalloying, which results in low toughness and high crack sensitivity, so its use in extreme cold conditions is somewhat limited.

В вышеупомянутом уровне техники простое микролегирование не способствует улучшению качества поверхности литых заготовок, и это сильно ограничивает повышение ударной вязкости; кроме того, чрезмерно высокое содержание углерода может вызвать дефекты сварки и привести к высокой нагрузке на стан, так что изгиб, прогиб и размер прокатанный кусок нелегко контролировать, что предъявляет высокие требования к оборудованию, что приводит к относительно низким общим характеристикам двутавровой стали и относительно низкому уровню квалификации размера готового изделия.In the aforementioned prior art, simple microalloying does not contribute to improving the surface quality of cast billets, and this greatly limits the increase in toughness; in addition, an excessively high carbon content can cause welding defects and lead to a high load on the mill, so that the bending, deflection and size of the rolled piece is not easy to control, which places high demands on the equipment, resulting in relatively low overall performance of H-steel and relatively low the level of qualification of the size of the finished product.

КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых проблем и создание низкотемпературно-стойкой горячекатаной двутавровой стали для судостроения класса прочности 355 МПа и способа ее изготовления. Эта сталь представляет собой стойкую к низким температурам горячекатаную двутавровую сталь для использования в области судостроения в условиях низких температур в полярных регионах, с характеристиками простого и надежного процесса подготовки, превосходной ударной вязкостью в условиях низких температур, низкой чувствительностью к образованию сварочных трещин, отличной сваркой свойства и т.д., и отвечает требованиям применения горячекатаных двутавровых материалов в области проектов морских нефтяных платформ и морской ветроэнергетики в Арктике и Антарктике и других чрезвычайно холодных регионах.It is an object of the present invention to overcome the aforementioned problems and to provide a low temperature resistant hot rolled I-beam steel for shipbuilding with a strength class of 355 MPa and a method for manufacturing the same. This steel is a low temperature resistant hot rolled H-beam steel for use in shipbuilding in low temperature conditions in polar regions, with the characteristics of a simple and reliable preparation process, excellent toughness in low temperature conditions, low sensitivity to welding cracks, excellent welding properties. etc., and meet the application requirements of hot-rolled H-beam materials in offshore oil platform projects and offshore wind power projects in the Arctic and Antarctic and other extremely cold regions.

Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении используется следующее техническое решение:To achieve the above goal, the present invention uses the following technical solution:

стойкая к низким температурам горячекатаная сталь для судостроения класса прочности 355 МПа, содержащая следующие химические (мас.%).: 0,040-0,070 С, 0,015-0,30 Si, 1,20-1,50 Mn, менее или равно 0,015 P, меньше или равно 0,010 S, 0,020-0,040 Nb, 0,008-0,025 Ti, 0,10-0,50 Ni, 0,015-0,050 Al, 0,0003-0,0008 B, меньше или равно 0,04 As+Sn+Cu+Zn, остаток: Fe c неизбежными примесями. Содержание газа в стали во время плавки контролируется на уровне менее или равном 0,0040 N и менее или равном 0,0015 T.[O] (мас.%).low temperature resistant hot rolled shipbuilding steel of strength class 355 MPa, containing the following chemical (wt.%): 0.040-0.070 C, 0.015-0.30 Si, 1.20-1.50 Mn, less than or equal to 0.015 P, less than or equal to 0.010 S, 0.020-0.040 Nb, 0.008-0.025 Ti, 0.10-0.50 Ni, 0.015-0.050 Al, 0.0003-0.0008 B, less than or equal to 0.04 As+Sn+Cu +Zn, remainder: Fe with unavoidable impurities. The gas content of the steel during melting is controlled to be less than or equal to 0.0040 N and less than or equal to 0.0015 T.[O] (wt %).

В горячекатанной стали индекс углеродного эквивалента CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0,37; и коэффициент чувствительности к трещинам Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B≤0,20.In hot-rolled steel, the carbon equivalent index CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15≤0.37; and crack sensitivity coefficient Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B≤0.20.

Предпочтительно, 0,01≤As+Sn+Cu+Zn≤0,04.Preferably, 0.01≤As+Sn+Cu+Zn≤0.04.

Принципы конструирования химических элементов в горячекатаной двутавровой стали класса прочности 355 МПа по настоящему изобретению заключаются в следующем:The design principles of the chemical elements in the hot-rolled I-beam steel of strength class 355 MPa according to the present invention are as follows:

Углерод: Поскольку требования к прочности стали двутавровой составляют 355 МПа, используется конструкция с низким содержанием углерода, которая, с одной стороны, может обеспечить разумную долю мелкослойной перлитной структуры низкотемпературной двутавровой стали и увеличить долю полигонального феррита, тем самым способствуя существенному повышению ударной вязкости при условии гарантии прочности. С другой стороны, низкоуглеродистая конструкция позволяет избежать образования Видманштеттеновой структуры и перлита, а контроль содержания углерода ниже диапазона перитектической реакции позволяет легко контролировать трещины и структуру сегрегации, поэтому содержание углерода не может быть слишком высоким и регулируется на уровне 0,05%-0,09%.Carbon: Since the strength requirement of I-beam steel is 355MPa, a low-carbon structure is used, which on the one hand can provide a reasonable proportion of the fine-layer pearlite structure of low-temperature I-beam steel and increase the proportion of polygonal ferrite, thereby contributing to a significant increase in toughness under the condition durability guarantee. On the other hand, the low-carbon design avoids the formation of Widmanstätten structure and perlite, and the control of carbon content below the peritectic reaction range makes it easy to control cracks and segregation structure, so the carbon content cannot be too high and is controlled at 0.05%-0.09 %.

Кремний: Si является раскисляющим элементом и способствует повышению прочности; и чтобы гарантировать, что на поверхности не образуется большое количество содержащего Si FeSiO₄, влияющего на качество поверхности, верхний предел содержания Si устанавливается равным 0,30% или менее, предпочтительно 0,25% или менее, более предпочтительно 0,20% или меньше.Silicon: Si is a deoxidizing element and contributes to strength; and in order to ensure that a large amount of Si-containing FeSiO ₄ is not formed on the surface to affect the surface quality, the upper limit of the Si content is set to 0.30% or less, preferably 0.25% or less, more preferably 0.20% or less. .

Марганец: элемент Mn может стабилизировать структуру аустенита, повысить прокаливаемость стали, а также повысить прочность стали за счет упрочнения твердым раствором, но при слишком высоком содержании элемента может образоваться аномальная структура. Для обеспечения прочности и чувствительности к растрескиванию содержание Mn предпочтительно устанавливают равным 1,20% или более, более предпочтительно 1,30% или более. Элемент Mn имеет высокую склонность к сегрегации в стали и при чрезмерном добавлении отрицательно влияет на показатели механических свойств, таких как вязкость и пластичность. Учитывая различные факторы в сочетании, содержание Mn в двутавройо стали контролируется в диапазоне 1,20-1,50%.Manganese: The Mn element can stabilize the austenite structure, improve the hardenability of steel, and also improve the strength of steel through solid solution hardening, but if the element content is too high, an abnormal structure may be formed. To ensure strength and crack sensitivity, the Mn content is preferably set to 1.20% or more, more preferably 1.30% or more. The element Mn has a high tendency to segregate in steel and, if added excessively, adversely affects mechanical properties such as toughness and ductility. Considering various factors combined, the Mn content of I-beam steel is controlled in the range of 1.20-1.50%.

Фосфор: границы зерен склонны к охрупчиванию, если содержание элемента фосфора слишком велико, поэтому, чем ниже контролируется содержание фосфора, тем лучше эффект, чтобы улучшить вязкость при низких температурах; и, таким образом, P регулируется до 0,015% или менее.Phosphorus: Grain boundaries are prone to embrittlement if the phosphorus element content is too high, so the lower the phosphorus content is controlled, the better the effect is to improve low temperature toughness; and thus P is adjusted to 0.015% or less.

Сера: Чрезмерно высокое содержание элемента серы приводит к образованию большого количества сульфидов, таких как MnS, и вызывает сложную деформацию сортовой стали, в конечном итоге образуя сульфидные включения различной морфологии, что снижает вязкость при низких температурах, поэтому S ≤ 0,01%.Sulfur: Excessively high content of the sulfur element leads to the formation of a large amount of sulfides such as MnS, and causes difficult deformation of bar steel, eventually forming sulfide inclusions of various morphology, which reduces the toughness at low temperatures, so S ≤ 0.01%.

As, TiN, Cu, Zn: как остаточные элементы в стали, они оказывают большое влияние на ударную вязкость при низких температурах, а также оказывают большое влияние на качество поверхности. Следовательно, As, TiN, Cu и Zn, как элементы, которые не могут быть полностью удалены из стали, должны быть максимально уменьшены. Учитывая производственную практику и мощность оборудования, а также комбинированный контроль затрат, нижний предел остаточных элементов особо не ограничен, и общее количество четырех основных остаточных элементов контролируется в диапазоне As+TiN+Cu+Zn≤0,04%.As, TiN, Cu, Zn: As residual elements in steel, they have a great influence on the toughness at low temperatures, and also have a great influence on the surface quality. Therefore, As, TiN, Cu and Zn, as elements that cannot be completely removed from steel, should be reduced as much as possible. Considering the production practice and capacity of the equipment, as well as the combined cost control, the lower limit of the residual elements is not particularly limited, and the total amount of the four main residual elements is controlled in the range of As+TiN+Cu+Zn≤0.04%.

Алюминий: Al добавляется в качестве сильного раскислителя при получении низкотемпературной стали. Чтобы обеспечить как можно более низкое содержание кислорода в стали, уменьшить содержание включений и дать возможность избыточному алюминию после раскисления и элементному азоту в стали образовывать осадки AlN, которые могут повысить прочность стали и могут измельчать зерна аустенита при нагревании, следовательно, содержание алюминия в качестве раскисляющего элемента и мелкозернистого упрочняющего элемента в настоящем изобретении контролируется в пределах 0,015-0,050%.Aluminium: Al is added as a strong deoxidizer in the production of low temperature steel. In order to keep the oxygen content of the steel as low as possible, reduce the content of inclusions, and allow the excess aluminum after deoxidation and elemental nitrogen in the steel to form AlN precipitates, which can increase the strength of the steel and can refine the austenite grains when heated, hence the content of aluminum as a deoxidizing element and fine-grained reinforcing element in the present invention is controlled within 0.015-0.050%.

Титан: Ti является сильным карбонитрид образующим элементом. В стали, обработанной микро-титаном, добавление Ti полезно для закрепления N в стали. Олово, полученное из него, может гарантировать, что зерна аустенита не будут чрезмерно расти при нагревании стальной заготовки, тем самым достигая цели рафинирования исходных зерен аустенита. Олово обычно образуется при высокой температуре, и Ti в стали, обработанной микро-титаном, обычно существует и функционирует в форме олова. Кроме того, Ti-содержащие осадки могут также предотвращать рост зерен в зоне термического воздействия во время сварки, а также могут использоваться для улучшения сварочных свойств готового стального листа. Следовательно, добавленное количество Ti в настоящем изобретении регулируется до 0,008-0,025% или менее.Titanium: Ti is a strong carbonitride forming element. In micro-titanium treated steel, the addition of Ti is useful in anchoring N in the steel. The tin obtained from it can ensure that the austenite grains will not grow excessively when the steel billet is heated, thus achieving the purpose of refining the original austenite grains. Tin usually forms at high temperature, and Ti in micro-titanium treated steel usually exists and functions in the form of tin. In addition, Ti-containing precipitates can also prevent grain growth in the heat-affected zone during welding, and can also be used to improve the welding properties of the finished steel sheet. Therefore, the added amount of Ti in the present invention is adjusted to 0.008-0.025% or less.

Ниобий: Nb значительно повышает температуру нерекристаллизации аустенита и способствует измельчению зерен при контролируемой прокатке. Это улучшает прочность стали и может значительно повысить ударную вязкость стали, особенно с очевидным эффектом ударной вязкости при низких температурах; и очень небольшое количество Nb может значительно измельчить зерна структуры матрицы и повысить прочность. Содержание Nb в настоящем изобретении регулируется от 0,02% до 0,040%.Niobium:Nb greatly increases the austenite non-recrystallization temperature and promotes grain refinement during controlled rolling. It improves the strength of the steel and can greatly increase the toughness of the steel, especially with the obvious effect of toughness at low temperatures; and a very small amount of Nb can greatly refine the grains of the matrix structure and improve strength. The content of Nb in the present invention is adjusted from 0.02% to 0.040%.

Никель: Ni повышает прочность стали за счет упрочнения твердым раствором, а также является чрезвычайно эффективным элементом для повышения ударной вязкости при низких температурах, одновременно улучшая пластичность стали при высоких температурах в процессе непрерывной разливки и уменьшая образование дефектов. В одном аспекте Ni выполняет функцию расширения площади аустенита и улучшения прокаливаемости. В другом аспекте он может облагораживать перлитовые пластинки для облагораживания перлита, тем самым достигая мелкозернистого упрочняющего эффекта. Кроме того, соответствующее количество никеля также в некоторой степени обеспечивает коррозионную стойкость, тем самым увеличивая срок службы стали. Поэтому содержание Ni в стали контролируется в диапазоне от 0,10% до 0,50%.Nickel: Ni increases the strength of steel through solid solution strengthening, and is also an extremely effective element for improving low temperature impact toughness while improving steel ductility at high temperatures in continuous casting and reducing defect formation. In one aspect, Ni has the function of expanding the austenite area and improving hardenability. In another aspect, it can refine perlite flakes to refine the pearlite, thereby achieving a fine-grained hardening effect. In addition, an appropriate amount of nickel also provides corrosion resistance to some extent, thereby increasing the service life of the steel. Therefore, the content of Ni in steel is controlled in the range from 0.10% to 0.50%.

Бор: В в стали значительно улучшает прокаливаемость, повышает прочность стали при высоких температурах, а также может улучшить механические свойства, свойства холодной деформации, сварочные свойства и высокотемпературные свойства. Игольчатый феррит, образованный после добавления элемента В, может эффективно предотвращать распространение трещин, тем самым повышая прочность конструкции. Кроме того, B-содержащая осажденная фаза может уменьшить поляризацию фосфора и серы на границах зерен и возникающее в результате этого межзеренное разрушение, а также может улучшить вязкость при низких температурах. Добавление слишком большого количества элемента B может вызвать чрезмерное осаждение B на границах зерен с образованием сетчатой фазы, содержащей B, что вместо этого влияет на прочность на границах зерен и снижает ударную вязкость. Учитывая эффекты в различных аспектах, добавляется от 0,0003 до 0,0008% B.Boron: In steel, it greatly improves the hardenability, improves the strength of steel at high temperatures, and can also improve the mechanical properties, cold working properties, welding properties and high temperature properties. The acicular ferrite formed after the B element is added can effectively prevent the propagation of cracks, thereby improving the strength of the structure. In addition, the B-containing precipitated phase can reduce the polarization of phosphorus and sulfur at the grain boundaries and the resulting intergranular fracture, and can also improve the viscosity at low temperatures. Adding too much element B can cause excessive precipitation of B at the grain boundaries to form a network phase containing B, which instead affects the strength at the grain boundaries and reduces toughness. Considering the effects in various aspects, 0.0003 to 0.0008% B is added.

Азот: Очень высокое содержание азота может привести к появлению дефектов качества в литой заготовке. Следовательно, настоящее изобретение требует содержания азота 0,0040% или менее.Nitrogen: Very high nitrogen content can lead to quality defects in the cast billet. Therefore, the present invention requires a nitrogen content of 0.0040% or less.

Кислород: Чтобы избежать образования оксидных включений крупных частиц, которые ухудшают ударную вязкость и пластичность стали, настоящее изобретение требует общего содержания кислорода T.[O]≤0,0015%.Oxygen: In order to avoid the formation of oxide inclusions of large particles, which deteriorate the toughness and ductility of the steel, the present invention requires a total oxygen content of T.[O]≤0.0015%.

Двутавровая сталь имеет предел текучести ≥ 355 МПа, предел прочности при растяжении ≥ 470 МПа, относительное удлинение ≥ 22%, энергию поперечного удара ≥ 51 Дж при -30°C, энергию продольного удара ≥ 110 Дж при -60°C и температуру вязко-хрупкого перехода ниже -65°C.H-beam steel has yield strength ≥ 355 MPa, tensile strength ≥ 470 MPa, elongation ≥ 22%, transverse impact energy ≥ 51 J at -30°C, longitudinal impact energy ≥ 110 J at -60°C, and ductile brittle transition below -65°C.

Способ изготовления вышеупомянутой горячекатаной низкотемпературно-стойкой двутавровой стали по настоящему изобретению в основном включает следующие этапы: предварительную обработку расплавленного чугуна, плавку в конвертере, низкотемпературное рафинирование, литье прямоугольной/квадратной заготовки, повторный нагрев в нагревательной печи, удаление накипи водой под высоким давлением., прокатка с регулируемой температурой и контролируемое охлаждение, низкотемпературная правка, калибровка и распиливание, а также сбор и укладка на поддоны.The manufacturing method of the above-mentioned hot-rolled low-temperature-resistant H-steel of the present invention mainly includes the following steps: molten iron pretreatment, converter melting, low-temperature refining, rectangular/square billet casting, reheating in a heating furnace, high-pressure water descaling., temperature-controlled rolling and controlled cooling, low-temperature straightening, sizing and sawing, as well as collection and palletizing.

Плавка, рафинирование и непрерывная разливка выполняются на расплавленном чугуне и стальном скрапе для формирования литой заготовки, отвечающей требованиям к компонентам, а затем заготовка повторно нагревается и прокатывается в рулон, при этом в процессе прокатки осуществляется контролируемая прокатка и охлаждение. Основным процессом контролируемой прокатки и охлаждения является: проведение чистовой прокатки с начальной температурой прокатки 980°C или ниже для контролируемой прокатки с рекристаллизацией, при этом суммарный коэффициент обжатия при чистовой прокатке больше или равен 12%. Охлаждение проката воздушным туманом осуществляется между клетями, а чистовая прокатка осуществляется при пониженной скорости прокатки, регулируемой до 1,8-2,5 м/с, при этом конечная температура чистовой прокатки регулируется от 780°C до 815°C. Прокатанный кусок охлаждается естественным путем в охлаждающем стеллаже и выпрямляется в рихтовальной машине после того, как температура продукта опускается ниже 150°C. Толщина фланца в спецификации готового проката находится в диапазоне 8-15 мм. Механические свойства двутавровых сталей различных спецификаций проверяются путем отбора проб на фланцевой детали.Melting, refining and continuous casting are carried out on molten iron and steel scrap to form a cast billet that meets the requirements of the components, and then the billet is reheated and rolled into a coil, while rolling and cooling are controlled during the rolling process. The main process of controlled rolling and cooling is: carrying out finishing rolling with an initial rolling temperature of 980° C. or lower for recrystallization controlled rolling, and the total reduction ratio of finishing rolling is greater than or equal to 12%. Rolled products are cooled by air mist between the stands, and finishing rolling is carried out at a reduced rolling speed, adjustable to 1.8-2.5 m/s, while the final temperature of finishing rolling is controlled from 780°C to 815°C. The rolled piece is naturally cooled in a cooling rack and straightened in a flattener after the product temperature drops below 150°C. The thickness of the flange in the finished product specification is in the range of 8-15 mm. The mechanical properties of H-steels of various specifications are tested by sampling on the flanged part.

Использование композитного микролегирования для осуществления контролируемой прокатки и контролируемого охлаждения в настоящем изобретении может обеспечить получение серийных изделий различной формы и различных спецификаций и подходит для требований к производству мелкосерийных сталей с несколькими спецификациями для крупных проектов судостроения. Получение двутавровых сталей с 20 или более различными характеристиками может быть достигнуто путем микролегирования. Конечная температура прокатки регулируется до 815°C или ниже, и регулирование структуры осуществляется строго в соответствии с контролируемой прокаткой с рекристаллизацией и частичной нерекристаллизацией для получения в основном микроструктуры P+F. Совокупная степень обжатия при чистовой прокатке в настоящем изобретении больше или равна 12%, а скорость прокатки регулируется для различных толщин фланцев для достижения улучшения структуры. Только на обычном сортовом сталелитейном заводе настоящее изобретение может обеспечить механические свойства продукта, особенно с хорошей поперечной и продольной ударной вязкостью, устойчивой к экстремально низким температурам.The use of composite microalloying to realize controlled rolling and controlled cooling in the present invention can produce mass-produced products of various shapes and specifications, and is suitable for the requirements for the production of small-scale steels with several specifications for large shipbuilding projects. Obtaining I-steels with 20 or more different characteristics can be achieved by microalloying. The final rolling temperature is controlled to 815° C. or lower, and the structure control is carried out strictly in accordance with controlled rolling with recrystallization and partial non-recrystallization to obtain mainly a P+F microstructure. The cumulative reduction ratio in finishing rolling in the present invention is greater than or equal to 12%, and the rolling speed is adjusted for different flange thicknesses to achieve structure improvement. Only in a conventional steel mill, the present invention can provide the mechanical properties of the product, especially with good transverse and longitudinal toughness, resistant to extreme low temperatures.

Настоящее изобретение использует сверхнизкоуглеродистую конструкцию, чтобы избежать серьезных внутренних дефектов качества в литой заготовке, а также использует перекристаллизационную прокатку, так что усилие прокатки, очевидно, снижается, и нагрузка на прокатный стан уменьшается; а добавление элемента Ni повышает вероятность образования трещин во время процесса правки из литой заготовки и благодаря использованию композитного микролегирования этот метод более подходит для производства стальных двутавровых изделий с переменным сечением различных спецификаций. Использование технологии промежуточного ковша с пробкой хорошо решает проблему, связанную с засорением форсунки в процессе разливки алюминия для раскисления.The present invention uses an ultra-low carbon structure to avoid serious internal quality defects in the cast billet, and also uses recrystallization rolling, so that the rolling force is obviously reduced and the load on the rolling mill is reduced; and the addition of the Ni element increases the possibility of cracking during the straightening process of the cast billet, and through the use of composite microalloying, this method is more suitable for the production of variable-section steel I-beams of various specifications. The use of plugged tundish technology is a good solution to the problem of nozzle clogging in the process of casting aluminum for deoxidation.

Предпочтительно, настоящее изобретение также обеспечивает способ получения горячекатаной низкотемпературно-стойкой двутавровой стали, способ, в основном, включающий следующие этапы: предварительную обработку расплавленного чугуна, плавку в конвертере, низкотемпературное рафинирование, литье прямоугольной/квадратной заготовки, повторный нагрев в нагревательной печи, удаление накипи водой под давлением, прокатка с регулируемой температурой, контролируемое охлаждение, низкотемпературная правка, калибровка и распиливание, а также сбор и укладка на поддоны. Конкретное управление технологическим процессом заключается в следующем:Preferably, the present invention also provides a method for producing hot-rolled low-temperature-resistant H-steel, a method mainly including the following steps: molten iron pretreatment, converter melting, low-temperature refining, rectangular/square billet casting, reheating in a heating furnace, descaling pressurized water, temperature-controlled rolling, controlled cooling, low-temperature straightening, sizing and sawing, and collection and palletizing. The specific process control is as follows:

1) Плавка в конвертере.1) Melting in the converter.

Используется расплавленный чугун доменной печи с низким содержанием серы и мышьяка; в шлаковой системе в конвертере с комбинированным дутьем "сверху-снизу" для выплавки используется единый шлаковый процесс, при этом конечная щелочность шлака и конечное целевое значение строго контролируются, при этом конечная щелочность шлака регулируется до 2,0-3,8, и осуществляется отвод отсечки шлака, при этом в процессе отвода осуществляется раскисление и легирование алюминиево-марганцево-железным сплавом. В процессе выпуска порциями добавляют раскислитель, ферросилиций, металлический марганец, феррониобиевый сплав, никелевую пластину и т.д.; после завершения раскисления и легирования из лотка для сплава добавляют синтетический шлак, выровненный по потоку стали, чтобы убедиться, что состав в конвертере соответствует внутреннему контролю целевые требования.Molten blast furnace iron with low sulfur and arsenic content is used; in the slag system, the top-bottom combined blow converter uses a single slag process for smelting, and the final alkalinity of the slag and the final target value are strictly controlled, while the final alkalinity of the slag is adjusted to 2.0-3.8, and the withdrawal is carried out slag cut-off, while in the process of removal, deoxidation and alloying with an aluminum-manganese-iron alloy are carried out. During the tapping process, a deoxidizer, ferrosilicon, metallic manganese, ferroniobium alloy, nickel plate, etc. are added in portions; after deoxidation and alloying is completed, synthetic slag is added from the alloy tray, aligned with the steel flow, to ensure that the composition in the converter meets the internal control target requirements.

2) Операция рафинирования в установке печь-ковш.2) Refining operation in a ladle furnace.

Шлак модифицируется карбидом кальция, кремнеземом бария кальция и частицами алюминия таким образом, что верхний шлак представляет собой белый шлак или желтовато-белый шлак перед тем, как покинуть станцию. После того, как начальная проба взята при входе в станцию, кислород фиксируется (например, [O] ≤ 20 частей на миллион), и если потенциал кислорода не достигает требуемого, потенциал кислорода корректируется, а затем подается титановая проволока; и борная проволока подается перед кальциевой проволокой, и аргон выдувается снизу в течение всего процесса в соответствии с требованиями процесса, при этом давление аргона может регулироваться соответствующим образом в соответствии с условиями на ранней стадии, а время мягкого выдувания составляет не менее 15 минут, а период рафинирования составляет не менее 25 минут.The slag is modified with calcium carbide, calcium barium silica and aluminum particles so that the top slag is white slag or yellowish white slag before leaving the station. After the initial sample is taken when entering the station, oxygen is fixed (for example, [O] ≤ 20 ppm), and if the oxygen potential does not reach the required one, the oxygen potential is corrected, and then titanium wire is applied; and the boron wire is fed in front of the calcium wire, and the argon is blown from the bottom during the whole process according to the process requirements, while the argon pressure can be adjusted appropriately according to the conditions at an early stage, and the soft blowing time is at least 15 minutes, and the period refining is at least 25 minutes.

3) Непрерывное литье.3) Continuous casting.

Непрерывная разливка использует процесс заливки с полной защитой и использует большое сопло длиной в ковш с уплотнительным кольцом; промежуточный ковш представляет собой промежуточный ковш с пробкой для заливки расплавленной стали, при этом скорость вытягивания заготовки регулируется во избежание засорения сопла, а перегрев регулируется до 15-30°C; вытягивание заготовки скорость составляет 0,7-1,0 м /мин, а выплавленная расплавленная сталь разливается в прямоугольные или квадратные заготовки с различными характеристиками поперечного сечения.Continuous casting uses a full shield pouring process and uses a large ladle-length nozzle with an O-ring; the tundish is a tundish with a plug for pouring molten steel, while the drawing speed of the billet is adjustable to avoid clogging the nozzle, and the superheat is adjustable to 15-30°C; The billet pulling speed is 0.7-1.0m/min, and the melted molten steel is poured into rectangular or square billets with different cross-section characteristics.

4) Нагрев.4) Heating.

Заготовку в горячем виде доставляют и загружают в печь и нагревают при температуре нагрева и выдержки, регулируемой до 1200-1260°C, в течение 120-180 мин, а затем извлекают из печи для прокатки. Рабочее давление форсунки больше или равно 25 МПа. Оксидная окалина, образующаяся при нагревании в нагревательной печи, удаляется, обеспечивая при этом проблему качества поверхности, вызванную добавлением элемента Ni.Hot workpiece is delivered and loaded into the furnace and heated at heating and holding temperature, adjustable to 1200-1260°C for 120-180 min, and then removed from the furnace for rolling. The working pressure of the nozzle is greater than or equal to 25 MPa. The oxide scale generated by heating in the heating furnace is removed, while causing the surface quality problem caused by the addition of the Ni element.

5) Контролируемая прокатка и контролируемое охлаждение.5) Controlled rolling and controlled cooling.

В процессе прокатки осуществляется контролируемая прокатка и охлаждение. Основным процессом контролируемой прокатки и охлаждения является: проведение чистовой прокатки с начальной температурой прокатки 980°C или ниже для контролируемой прокатки с рекристаллизацией, при этом суммарный коэффициент обжатия при чистовой прокатке больше или равен 12%. Охлаждение проката воздушным туманом осуществляется между клетями, а чистовая прокатка осуществляется при пониженной скорости прокатки, регулируемой до 1,8-2,5 м/с, при этом конечная температура чистовой прокатки регулируется от 780°C до 815°C.Прокатанный кусок охлаждается естественным путем в охлаждающем стеллаже и выпрямляется в рихтовальной машине после того, как температура продукта опускается ниже 150°C. Толщина фланца в спецификации готового проката находится в диапазоне 8-15 мм. Механические свойства двутавровых сталей различных спецификаций проверяются путем отбора проб на фланцевой детали.During the rolling process, controlled rolling and cooling are carried out. The main process of controlled rolling and cooling is: carrying out finishing rolling with an initial rolling temperature of 980° C. or lower for recrystallization controlled rolling, and the total reduction ratio of finishing rolling is greater than or equal to 12%. Cooling of rolled products by air mist is carried out between the stands, and finishing rolling is carried out at a reduced rolling speed, adjustable to 1.8-2.5 m/s, while the final temperature of finishing rolling is regulated from 780°C to 815°C. The rolled piece is cooled naturally through the cooling rack and straighten in the straightening machine after the product temperature drops below 150°C. The thickness of the flange in the finished product specification is in the range of 8-15 mm. The mechanical properties of H-steels of various specifications are tested by sampling on the flanged part.

По сравнению с известным уровнем техники толщина фланца настоящего изобретения имеет следующие преимущества:Compared with the prior art, the thickness of the flange of the present invention has the following advantages:

(1) Благодаря конструкции со сверхнизким содержанием углерода прокатку легко осуществить на обычном стане, и требуется низкое усилие прокатки, которое более чем на 0,10% ниже, чем требуется для сортовых сталей той же спецификации с содержанием углерода 10% или более в других патентах, и требования к оборудованию невелики; кроме того, значительно снижается углеродный эквивалент и улучшаются сварочные свойства; (2) поскольку количество остаточных элементов контролируется на чрезвычайно низком уровне и выполняется микроструктурное регулирование, низкотемпературная вязкость значительно улучшается; (3) благодаря Nb, V и микролегирование композита Ti и добавление соответствующих количеств элементов B и Ni, ударная вязкость при низких температурах улучшается при обеспечении прочности, а определенное содержание Ti может улучшить стабильность зоны термического воздействия; (4) использование технологии управления промежуточным ковшом стопорного типа позволяет добиться раскисления алюминия и улучшить чистоту расплавленной стали, тем самым решая проблему засорения форсунок в процессе непрерывной разливки; и изобретение может хорошо решить такие проблемы; (5) путем регулирования скорости мельницы в сочетании с охлаждением процесса (т.е. процесса охлаждения воздушным туманом), достигается контролируемая прокатка и контролируемое охлаждение, и за счет применения контролируемой прокатки с рекристаллизацией и частичного контроля без рекристаллизации достигается уточнение структуры матрицы для получения сверхтонкого феррита и перлита, тем самым улучшая общие характеристики двутавровой стали; и (6) он адаптируется к изготовлению низкотемпературно-стойких горячекатаных двутавровых сталей с различными спецификациями малого и среднего размера.(1) Due to the ultra-low carbon design, rolling is easy to be carried out on a conventional mill, and a low rolling force is required, which is more than 0.10% lower than that required for bar steels of the same specification with a carbon content of 10% or more in other patents. , and the hardware requirements are low; in addition, the carbon equivalent is significantly reduced and welding properties are improved; (2) since the amount of residual elements is controlled at an extremely low level and microstructural control is performed, the low temperature viscosity is greatly improved; (3) due to Nb, V and microalloying of the Ti composite and adding appropriate amounts of B and Ni elements, low temperature toughness is improved while ensuring strength, and a certain Ti content can improve the stability of the heat-affected zone; (4) The use of stop type tundish control technology can achieve aluminum deoxidation and improve the purity of molten steel, thereby solving the problem of nozzle clogging in the continuous casting process; and the invention can solve such problems well; (5) By adjusting the speed of the mill, combined with process cooling (i.e., air mist cooling process), controlled rolling and controlled cooling are achieved, and by applying controlled rolling with recrystallization and partial control without recrystallization, refinement of the matrix structure is achieved to obtain ultrafine ferrite and pearlite, thereby improving the overall performance of H-steel; and (6) it adapts to the manufacture of low temperature resistant hot rolled H-steel with various specifications of small and medium size.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг. 1 представляет собой диаграмму микроструктуры двутавровой стали, полученной в варианте 1 настоящего изобретения;Fig. 1 is a diagram of the microstructure of an H-steel produced in Embodiment 1 of the present invention;

Фиг. 2 представляет собой диаграмму микроструктуры двутавровой стали, полученной в варианте 2 настоящего изобретения; иFig. 2 is a diagram of the microstructure of an H-steel produced in Embodiment 2 of the present invention; And

Фиг. 3 представляет собой диаграмму микроструктуры двутавровой стали, полученной в варианте 3 настоящего изобретения.Fig. 3 is a diagram of the microstructure of an H-steel produced in Embodiment 3 of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Конкретные реализации настоящего изобретения будут дополнительно описаны в сочетании с прилагаемыми чертежами и вариантами осуществления.Specific implementations of the present invention will be further described in conjunction with the accompanying drawings and embodiments.

Варианты 1-3:Options 1-3:

Контрольные параметры процесса плавки и прокатки прямоугольных заготовок приведены в таблице 1.The control parameters of the process of melting and rolling of rectangular billets are shown in Table 1.

Таблица 1 Контрольные параметры процесса выплавки и прокатки двутавровой стали в вариантах 1-3Table 1 Control parameters of the process of smelting and rolling of I-beam steel in options 1-3 №No. Контрольный процесс
управленияcontrol process
management Основные моментыBasic moments Вариант 1 Option 1 Вариант 2Option 2 Вариант 3Option 3 11 Состав на конечной точке плавкиComposition at the final melting point На конечной точке плавки процесса выплавки стали конечную щелочность шлака регулируют до 3,0
[S]=0,009%
[P]=0,013%
As+Sn+Cu+Zn=0,016
[O]=8 частей на миллионAt the final melting point of the steelmaking process, the final alkalinity of the slag is adjusted to 3.0
[S]=0.009%
[P]=0.013%
As+Sn+Cu+Zn=0.016
[O]=8 ppm На конечной стадии процесса выплавки стали конечная щелочность шлака составляет 3,2
=0,006%
[P]=0,011%;
As+Sn+Cu+Zn=0,021
[O]=9 частей на миллионAt the final stage of the steelmaking process, the final alkalinity of the slag is 3.2
=0.006%
[P]=0.011%;
As+Sn+Cu+Zn=0.021
[O]=9 ppm На конечной стадии процесса выплавки стали конечная щелочность шлака регулируется до 3,5
[S]=0,004%
[P]=0,012%
As+Sn+Cu+Zn=0,014
[O]=7 частей на миллионAt the final stage of the steelmaking process, the final alkalinity of the slag is adjusted to 3.5
[S]=0.004%
[P]=0.012%
As+Sn+Cu+Zn=0.014
[O]=7 ppm 22 Непрерывное литьеcontinuous casting Промежуточный ковш представляет собой промежуточный ковш стопорного типа со скоростью вытягивания заготовки 0,8 м / мин; а кристаллизатор использует электромагнитное перемешивание для обеспечения хорошего внутреннего качества заготовок. Расплавленная расплавленная сталь, рассчитанная по химическому составу, заливается с образованием прямоугольной заготовки сечением 240*375.The tundish is a stop type tundish with a workpiece pulling speed of 0.8m/min; and the mold uses electromagnetic stirring to ensure good internal quality of the workpieces. Molten molten steel, calculated from the chemical composition, is poured to form a rectangular billet with a section of 240*375. Промежуточный ковш представляет собой промежуточный ковш стопорного типа со скоростью вытягивания заготовки 0,85 м / мин; а кристаллизатор использует электромагнитное перемешивание для обеспечения хорошего внутреннего качества заготовок. Расплавленная расплавленная сталь, рассчитанная по химическому составу, заливается с образованием прямоугольной заготовки сечением 180*220 мм.The tundish is a stop type tundish with a workpiece pulling speed of 0.85m/min; and the mold uses electromagnetic stirring to ensure good internal quality of the workpieces. Molten molten steel, calculated from the chemical composition, is poured to form a rectangular billet with a section of 180 * 220 mm. Промежуточный ковш представляет собой промежуточный ковш стопорного типа со скоростью вытягивания заготовки 0,89 м / мин; а кристаллизатор использует электромагнитное перемешивание для обеспечения хорошего внутреннего качества заготовок. Расплавленная расплавленная сталь, рассчитанная по химическому составу, заливается с образованием прямоугольной заготовки сечением 275*380 мм.The tundish is a stop type tundish with a workpiece pulling speed of 0.89 m/min; and the mold uses electromagnetic stirring to ensure good internal quality of the workpieces. Molten molten steel, calculated from the chemical composition, is poured to form a rectangular billet with a section of 275*380 mm. 33 НагревHeat Заготовку доставляют горячей и загружают горячей в печь и нагревают при температуре 1225°C в течение 165 мин, а затем извлекают из печи для прокатки.The billet is delivered hot and loaded hot into a furnace and heated at 1225° C. for 165 minutes and then removed from the rolling furnace. Заготовку доставляют горячей и загружают горячей в печь и нагревают при температуре 1220°C в течение 150 мин, а затем извлекают из печи для прокатки.The billet is delivered hot and loaded hot into a furnace and heated at 1220° C. for 150 minutes and then removed from the furnace for rolling. Заготовку доставляют горячей и загружают горячей в печь и нагревают при температуре 1230°C в течение 180 мин, а затем извлекают из печи для прокатки.The billet is delivered hot and loaded hot into a furnace and heated at 1230° C. for 180 minutes and then removed from the furnace for rolling. 44 Контролируемая прокаткаControlled rolling Черновая прокатка выполняется при начальной температуре прокатки 1180°C, и устройство водяного охлаждения включено для охлаждения во время черновой прокатки, и черновая прокатка осуществляется путем возвратно-поступательной прокатки в течение 11 проходов; и чистовая прокатка выполняется при начальной температуре прокатки 970°C, и включенном устройстве водяного охлаждения для охлаждения во время чистовой прокатки, и совокупный коэффициент обжатия чистовой прокатки составляет не менее 12%. Чистовая прокатка - это прокатка с пониженной скоростью с охлаждением воздушным туманом, при пониженной скорости прокатки, регулируемой до 1,9 м / с, и выполняется на 7 последовательных станах, при этом конечная температура прокатки регулируется до 790°C, а прокатанный кусок естественным образом охлаждается на охлаждающем слое и выпрямляется в процессе правки. машина, когда температура продукта опускается ниже 150°C, для формирования рулонного изделия из 240*120*6.5*9.8 mm спецификация мм.Rough rolling is performed at a rolling start temperature of 1180°C, and a water cooling device is turned on for cooling during rough rolling, and rough rolling is carried out by reciprocating rolling for 11 passes; and finishing rolling is performed at a rolling start temperature of 970° C., and a water cooling device is turned on for cooling during finishing rolling, and the total reduction ratio of finishing rolling is not less than 12%. Finish rolling is reduced speed rolling with air mist cooling, at reduced rolling speed adjustable to 1.9m/s, and is carried out in 7 successive mills, with the final rolling temperature adjusted to 790°C, and the rolled piece is naturally cooled on the cooling bed and straightened during the straightening process. machine, when the temperature of the product falls below 150°C, to form a roll product of 240*120*6.5*9.8mm specification mm. Черновая прокатка выполняется при начальной температуре прокатки 1200°C и включенном устройстве водяного охлаждения для охлаждения во время черновой прокатки, и черновая прокатка осуществляется путем возвратно-поступательной прокатки в течение 11 проходов; и чистовая прокатка выполняется при начальной температуре прокатки 980°C и включенном устройстве водяного охлаждения для охлаждения во время чистовой прокатки, а суммарный коэффициент обжатия при чистовой прокатке составляет не менее 12%. Чистовая прокатка - это прокатка на пониженной скорости с охлаждением воздушным туманом, с пониженной скоростью прокатки, регулируемой до 2,0 м / с, и выполняется на 7 последовательных станах, с конечной температурой прокатки, регулируемой до 800°C, а прокатанный кусок естественным образом охлаждается на охлаждающем слое и выпрямляется в рихтовальной машина, когда температура продукта опускается ниже 150°C, для формирования рулонного изделия из 300*150*7.1*10.7 mm спецификация мм.Rough rolling is performed at a rolling start temperature of 1200°C and a water cooling device is turned on for cooling during rough rolling, and rough rolling is carried out by reciprocating rolling for 11 passes; and finishing rolling is performed at a rolling start temperature of 980°C and a water cooling device is turned on for cooling during finishing rolling, and the total reduction ratio in finishing rolling is not less than 12%. Finish rolling is reduced speed rolling with air mist cooling, with reduced rolling speed adjustable to 2.0 m/s, and is carried out in 7 successive mills, with the final rolling temperature adjustable to 800°C, and the rolled piece is naturally cooled on the cooling bed and straightened in the straightening machine when the product temperature falls below 150°C, to form a roll product of 300*150*7.1*10.7mm specification mm. Черновая прокатка выполняется при начальной температуре прокатки 1180°C и включенном устройстве водяного охлаждения для охлаждения во время черновой прокатки, и черновая прокатка осуществляется путем возвратно-поступательной прокатки в течение 11 проходов; и чистовая прокатка выполняется при начальной температуре прокатки 975°C и включенном устройстве водяного охлаждения для охлаждения во время чистовой прокатки, а суммарный коэффициент обжатия при чистовой прокатке составляет не менее 12%. Чистовая прокатка - это прокатка на пониженной скорости с охлаждением воздушным туманом, при пониженной скорости прокатки, регулируемой до 2,2 м / с, и выполняется на 7 последовательных станах, при этом конечная температура прокатки регулируется до 815°C, а прокатанный кусок естественным образом охлаждается на охлаждающем слое и выпрямляется в процессе правки. машина, когда температура продукта опускается ниже 150°C, для формирования рулонного изделия из 400*180*8.6*13.5 mm спецификация мм.Rough rolling is performed at a rolling start temperature of 1180°C and a water cooling device is turned on for cooling during rough rolling, and rough rolling is carried out by reciprocating rolling for 11 passes; and finishing rolling is performed at the initial rolling temperature of 975°C and the water cooling device is turned on to cool during finishing rolling, and the total reduction ratio in finishing rolling is not less than 12%. Finish rolling is reduced speed rolling with air mist cooling, at reduced rolling speed adjustable to 2.2 m/s, and is carried out in 7 successive mills, with the final rolling temperature adjusted to 815°C, and the rolled piece is naturally cooled on the cooling bed and straightened during the straightening process. machine, when the temperature of the product falls below 150°C, to form a roll product of 400*180*8.6*13.5mm specification mm. 55 Контролируемое охлаждениеControlled cooling После естественного охлаждения на рольганге конвейера прокатанный продукт, подвергнутый прокатке, поступает в охлаждающий слой для естественного охлаждения или воздушного охлаждения и подается в рихтовальную машину для правки при температуре правки 70°C после того, как температура проката упадет ниже 100°C, и, наконец, рулон разрезается на материалы фиксированного размера, укладывается на поддоны и упаковывается в пакеты.After natural cooling on the conveyor roller table, the rolled product enters the cooling bed for natural cooling or air cooling, and is fed into the straightening machine for straightening at a straightening temperature of 70°C after the temperature of the rolled product falls below 100°C, and finally , the roll is cut into fixed size materials, stacked on pallets and packed in bags. После естественного охлаждения на рольганге конвейера прокатанный продукт, подвергнутый прокатке, поступает в охлаждающий слой для естественного охлаждения или воздушного охлаждения и подается в рихтовальную машину для правки при температуре правки 70°C после того, как температура проката упадет ниже 100°C, и, наконец, рулонный материал разрезается на материалы фиксированного размера, укладывается на поддоны и упаковывается в пакеты.After natural cooling on the conveyor roller table, the rolled product enters the cooling bed for natural cooling or air cooling, and is fed into the straightening machine for straightening at a straightening temperature of 70°C after the temperature of the rolled product falls below 100°C, and finally , the roll material is cut into fixed size materials, stacked on pallets and packed in bags. После естественного охлаждения на рольганге конвейера прокатанный продукт, подвергнутый прокатке, поступает в охлаждающий слой для естественного охлаждения или воздушного охлаждения и подается в рихтовальную машину для правки при температуре правки 70°C после того, как температура проката упадет ниже 100°C, и, наконец, рулонный материал разрезается на материалы фиксированного размера, укладывается на поддоны и упаковывается в пакеты.After natural cooling on the conveyor roller table, the rolled product enters the cooling bed for natural cooling or air cooling, and is fed into the straightening machine for straightening at a straightening temperature of 70°C after the temperature of the rolled product falls below 100°C, and finally , the roll material is cut into fixed size materials, stacked on pallets and packed in bags. 66 Проверка структурыStructure check Структура продукта - феррит+перлит с размером зерна 9,5-10 град.The structure of the product is ferrite + perlite with a grain size of 9.5-10 degrees. Структура продукта - феррит+перлит, с размером зерна 9,5 град.The structure of the product is ferrite + perlite, with a grain size of 9.5 degrees. Структура продукта - феррит+перлит, с размером зерна 9-9,5 сорт.The structure of the product is ferrite + perlite, with a grain size of 9-9.5 grade.

Конкретные химические составы в вариантах 1-3 приведены в таблице 2.Specific chemical compositions in options 1-3 are shown in table 2.

В таблице 2 показаны химические составы и эквиваленты углерода, а также коэффициенты чувствительности к растрескиванию в вариантах с 1 по 3.Table 2 shows the chemical compositions and carbon equivalents, as well as the crack sensitivity factors for options 1 through 3.

Химический элементChemical element Вариант 1Option 1 Вариант 2Option 2 Вариант 3Option 3 CC 0,050.05 0,040.04 0,060.06 SiSi 0,280.28 0,250.25 0,290.29 MnMn 1,401.40 1,391.39 1,381.38 PP 0,0130.013 0,0110.011 0,0120.012 SS 0,0090.009 0,0060.006 0,0040.004 AlAl 0,0240.024 0,0300.030 0,0460.046 NbNb 0,0270.027 0,0320.032 0,0300.030 TiTi 0,0160.016 0,0110.011 0,0150.015 NiNi 0,160.16 0,220.22 0,250.25 BB 0,00030.0003 0,00050.0005 0,00070.0007 CEVCEV 0,280.28 0,270.27 0,290.29 Pcmpcm 0,150.15 0,130.13 0,150.15

Конкретные технологические параметры процесса непрерывного литья приведены в таблице 3.Specific technological parameters of the continuous casting process are shown in Table 3.

Таблица 3: Технологические параметры процесса непрерывного литьяTable 3: Technological parameters of the continuous casting process ВариантOption Темпе
ратура расплава/°CTempe
melt temperature/°C Темпе
ратура загрузки стали/°CTempe
steel loading rate/°C Температура ковша
/°CBucket temperature
/°C Скорость вытяжки
/м⋅мин-1Extraction speed
/m⋅min-1 Степень
перегрева
/°CDegree
overheating
/°C Вариант осущест
вления 1Implementation option
occurrences 1 15161516 15651565 15321532 15331533 15271527 0.790.79 0.780.78 0.770.77 2222 Вариант осущест
вления 1Implementation option
occurrences 1 15201520 15641564 15351535 15381538 15311531 0.750.75 0.710.71 0.700.70 2020 Вариант осущест
вления 1Implementation option
occurrences 1 15301530 15701570 15401540 15381538 15421542 0,850.85 0,880.88 0,820.82 2121

На полученном таким образом изделии проводятся испытания свойств, и образец для испытания механических свойств отбирается на фланце из двутавровой стали в точке, равной 1/3 расстояния от боковой части до сердцевины, в соответствии со стандартом BS EN ISO 377-1997 "Расположение и подготовка образцов для испытаний на механические испытания"; для определения метода испытания на предел текучести, прочность на растяжение и относительное удлинение обратитесь к стандарту ISO 6892-1-2009 "Металлические материалы - испытание на растяжение при температуре окружающей среды"; а для определения метода испытания на удар обратитесь к стандарту ISO 148-1 "Металлические материалы - испытание на удар с маятником Шарпи". Результаты приведены в таблице 4.Properties are tested on the product thus obtained, and a mechanical test specimen is taken on the I-steel flange at a point equal to 1/3 of the distance from the side to the core, in accordance with BS EN ISO 377-1997 "Location and preparation of samples for tests on mechanical tests"; for a test method for yield strength, tensile strength and elongation, refer to ISO 6892-1-2009 "Metallic materials - Ambient temperature tensile test"; and for the impact test method, refer to ISO 148-1 Metallic Materials - Charpy Pendulum Impact Test. The results are shown in table 4.

Таблица 4: Таблица регистрации механических свойств прокатаTable 4: Table of registration of mechanical properties of rolled products ВариантOption Вариант осуществления 1Embodiment 1 Вариант осуществления 2Embodiment 2 Вариант осуществления
3Embodiment
3 СпецификацияSpecification 240*120*6.5*9.8240*120*6.5*9.8 300*150*7.1*10.7300*150*7.1*10.7 400*180*8.6*13.5400*180*8.6*13.5 Предел текучести/МПаYield strength/MPa 395395 388388 385385 Предел прочности при растяжении/МПаTensile Strength/MPa 514514 491491 489489 Относительное удлинение (%)Relative extension (%) 29,529.5 30,530.5 3131 Энергия поперечного удара при -30°C
/ДжCross impact energy at -30°C
/J 11 9898 7575 7171 22 9191 6868 6868 33 9999 8181 8282 Среднее
значениеAverage
meaning 9696 7575 7474 энергия продольного удара при -60°C
/Джlongitudinal impact energy at -60°C
/J 11 170170 156156 140140 22 185185 146146 138138 33 197197 139139 120120 Среднее
значениеAverage
meaning 154154 147147 132132

Для чего-либо, не описанного подробно в настоящем изобретении, могут быть использованы обычные технические знания в данной области.For anything not described in detail in the present invention, ordinary technical knowledge in this field can be used.

Наконец, следует отметить, что вышеуказанные варианты осуществления используются только для описания, а не для ограничения технических решений настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на варианты осуществления, специалисты в данной области должны понимать, что модификации или эквивалентные замены технических решений настоящего изобретения должны быть включены в объем формулы изобретения до тех пор, пока они не отклоняются от духа и область применения технических решений настоящего изобретения.Finally, it should be noted that the above embodiments are only used to describe and not limit the technical solutions of the present invention. Although the present invention has been described in detail with reference to embodiments, those skilled in the art should understand that modifications or equivalent substitutions of the technical solutions of the present invention are to be included within the scope of the claims so long as they do not deviate from the spirit and scope of the technical solutions of the present invention. inventions.

Claims

1. Low temperature resistant I-beam hot-rolled steel of strength class 355 MPa for shipbuilding, containing chemical components, wt%: C: 0.05-0.09, Si: 0.015-0.30, Mn: 1.20-1, 50, P≤0.015, S≤0.010, Nb: 0.02-0.040, Ti: 0.008-0.025, Ni: 0.10-0.50, Al: 0.015-0.050, B: 0.0003-0.0008, As+Sn+Cu+Zn≤0.04, balance: Fe with unavoidable impurities, and the controlled content of gases in steel during melting is, wt%: N≤0.0040, total oxygen content (T.[O]) ≤0.0015.

2. A method for manufacturing a low-temperature resistant I-beam hot-rolled steel of a strength class of 355 MPa for shipbuilding according to claim 1, including the following steps:

performing iron melting, low-temperature refining, billet casting, then heating the billet at a controlled heating temperature and holding up to 1200-1260 ° C for 120-180 minutes, and then removing the billet from the rolling furnace, and after holding, finishing rolling is carried out with the initial temperature finishing rolling at 1180-1200°C for rolling controlled by recrystallization, and with a final finishing rolling temperature of 780-815°C, the billet is cooled in a cooling rack and then the temperature of the finished product is reduced below 150°C when straightening in a straightening machine.

3. The method of claim. 2, in which the total reduction ratio during finishing rolling is greater than or equal to 12%.

4. The method according to claim. 2, in which the finish rolling is carried out at a reduced rolling speed, adjustable in the range of 1.8-2.5 m/s.