专利名称：一种高级别桥梁用q420qe钢板及其生产方法
技术领域：
本发明属于钢板生产技术领域，具体涉及到一种高级别桥梁用Q420QE钢板及其
生产方法。
背景技术：
随着我国国民经济的迅速发展，桥梁用钢的发展也向着特厚、特宽、高性能方向发展。桥梁用钢对钢板强韧性、屈强比、抗层状撕裂能力等提出了较高的要求，目前E级别以上的桥梁用钢板国内能生产的钢厂还不多。E级厚板桥梁用钢，因其生产难度大、工艺装备要求特殊等生产较少。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种保性能、保探伤的高级别桥梁用Q420QE钢板及其
生产方法。一种高级别桥梁用Q420QE钢板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) C 0. 10 0. 15、Si 0. 20 0. 50、Mn :1· 40 1. 60、P 彡 0. 015、S ^ 0. 003、微合金
化元素(Nb +Ti) ^ 0. 15、Als 彡0. 050，其它为!^e和残留元素。所述高级别桥梁用Q420QE钢板的碳当量< 0. 40。上述化学元素的作用分析如下
C 是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性，综合考虑，碳的含量尽量控制的低一些。Si 是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。
Mn 是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。P:对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。S:易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。V、Nb、Ti 在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物，能起细化晶粒和弥散强化作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。Al 可以起到细化晶粒强化作用。所述高级别桥梁用Q420QE钢板的厚度< 80mm。为达到上述目的，所述高级别桥梁用Q420QE钢板采取的生产方法，它包括如下步骤
a.转炉冶炼出钢碳彡0.06%,出钢P彡0. 012%，S彡0. 010%,点吹次数不得大于2次， 避免出钢过程下渣；
b.LF精炼确保白渣保持时间控制在15min以上，杜绝渣稀现象，严格按照吹氩标准执行吹氩操作，禁止暴吹；c.真空精炼在<67 下的保压时间按彡20min进行控制，破真空后立即进行Ca处理，对夹杂物进行改性，软吹大于5min后吊钢；
d.连铸采用300mm断面生产，连铸浇注过热度控制在10_20°C，采用低拉速；
e.加热采用二阶段加热，一加热段温度<1000°C，二加热段温度控制在1220 1280°C，均热段温度控制在1200 1260°C ；
f.轧制采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050°C 1150°C，工作辊轧制线速度按彡1.5m/s控制，凉钢厚度为100-160mm，二阶段开轧温度在820 900°C，道次压下量为 15-20mm，终轧温度 760_840°C ；
g.控冷轧制后进入ACC两次弱冷，尽量减少表面和内部的温差，确保返红温度在 620-700°C，冷却后送往强力矫直机进行热矫直；
h.缓冷钢板下线后进行缓冷，入缓冷坑温度>480°C，堆冷时间>36小时。执行工艺为保温温度910士20°C ；加热时间2. 0-2. 4minAim。由于本发明通过转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷一系列生产工艺，并通过合理的采取多元复合微合金元素的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，达到各类夹杂物级别总和不超过3. 0，通过控轧控冷使钢的晶粒度达到9. 0 10. 0级，通过上述等措施的有效实施，成功地生产出了高级别桥梁用Q420QE钢板。对铁水预处理到整个热处理全过程，制订了严格的工艺点控制标准，并严格执行，产品的实物质量达到了 Q420QE级水平。其屈服强度控制在400 480 MPa，抗拉强度控制在540 630 MPa, 屈强比均彡0. 82 ；伸长率控制在21%-27% ；-200C V型冲击功控制在153 280 J ；Z向性能分布在32-57之间，单个试样3个Z向性能平均值均大于40%，性能指标完全满足了 Q420QE 开发要求。
下面结合附图，对本发明做进一步阐述。图1是本发明TMCP轧制后的金相组织图(100X)。
具体实施例方式本发明所述的保性能、保探伤的高级别桥梁用Q420QE钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 10 0. 15,Si :0. 20 0. 50,Mn 1. 40 1. 60,P ^ 0. 015、 S 彡0.003、微合金化元素(Nb +Ti) ^ 0. 15、Als 彡0. 050，其它为!^e和残留元素。本发明采取的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、连铸、加热、轧制、 控冷、缓冷，在所述转炉冶炼中，按洁净钢冶炼工艺标准进行控制，出钢碳> 0.0696，出钢 P彡0. 012%, S ( 0. 010%,点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；在所述LF精炼中， 采取大渣量进行造渣，确保白渣保持时间控制在15min以上，杜绝渣稀现象，严格按照吹氩标准执行吹氩操作，禁止暴吹；在所述真空精炼中，在< 67 下的保压时间按> 20min进行控制，破真空后立即进行Ca处理，对夹杂物进行改性，软吹大于5min后吊钢；在所述连铸中，采用300mm断面生产，以保证压缩比，连铸浇注过热度控制在10_20°C，采用低拉速； 在所述加热中，采用二阶段加热，一加热段温度< 1000°C，二加热段温度控制在1220 1280°C，均热段温度控制在1200 1260°C ；在所述轧制中，采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050°C 1150°C，严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，为确保变形渗透，工作辊轧制线速度按彡1. 5m/s控制，凉钢厚度为100-160mm，二阶段开轧温度在820 900°C，二阶段采取小压下轧制，道次压下量为15-20mm，终轧温度760-840°C ；在所述控冷中，轧制后进入ACC两次弱冷，尽量减少表面和内部的温差，确保返红温度在620-700°C，冷却后送往强力矫直机进行热矫直；在所述缓冷中，钢板下线后进行缓冷，入缓冷坑温度> 480°C，堆冷时间彡36小时。执行工艺为保温温度:910士20°C ；加热时间2. 0-2. 4min/mm。
实施例1
通过转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷，获得如下表1所述化学成分的高级别桥梁用Q420QE钢板成品钢，其中所述高级别桥梁用Q420QE钢板机械力学性能见如下表3。 表1 实施例1钢的化学成分
权利要求
1.一种高级别桥梁用Q420QE钢板，其特征在于包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 10 0. 15、Si :0. 20 0. 50, Mn 1. 40 1. 60, P 彡 0. 015、S 彡 0. 003、微合金化元素(Nb +Ti) ^ 0. 15、Als 彡0. 050，其它为!^e和残留元素。
2.如权利要求1所述的一种高级别桥梁用Q420QE钢板，其特征在于所述高级别桥梁用Q420QE钢板的碳当量< 0. 40。
3.如权利要求1所述的一种高级别桥梁用Q420QE钢板，其特征在于所述高级别桥梁用Q420QE钢板的厚度彡80mm。
4.如权利要求1所述的一种高级别桥梁用Q420QE钢板的生产方法，其特征在于包括如下步骤a.转炉冶炼出钢碳彡0.06%,出钢P彡0. 012%，S彡0. 010%,点吹次数不得大于2次， 避免出钢过程下渣；b.LF精炼确保白渣保持时间控制在15min以上，杜绝渣稀现象，严格按照吹氩标准执行吹氩操作，禁止暴吹；c.真空精炼在彡67Pa下的保压时间按彡20min进行控制，破真空后立即进行Ca处理，对夹杂物进行改性，软吹大于5min后吊钢；d.连铸采用300mm断面生产，连铸浇注过热度控制在10_20°C，采用低拉速；e.加热采用二阶段加热，一加热段温度<1000°C，二加热段温度控制在1220 1280°C，均热段温度控制在1200 1260°C ；f.轧制采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050°C 1150°C，工作辊轧制线速度按彡1.5m/s控制，凉钢厚度为100-160mm，二阶段开轧温度在820 900°C，道次压下量为 15-20mm，终轧温度 760_840°C ；g.控冷轧制后进入ACC两次弱冷，尽量减少表面和内部的温差，确保返红温度在 620-700°C，冷却后送往强力矫直机进行热矫直；h.缓冷钢板下线后进行缓冷，入缓冷坑温度>480°C，堆冷时间> 36小时，执行工艺为保温温度:910士20°C ；加热时间2. 0-2. 4min/mm。
全文摘要
本发明公开了一种高级别桥梁用Q420QE钢板，所述钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)C0.10～0.15、Si0.20～0.50、Mn1.40～1.60、P≤0.015、S≤0.003、微合金化元素(Nb+Ti)≤0.15、Als≤0.050，其它为Fe和残留元素。本发明通过转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、连铸、加热、轧制、控冷、缓冷一系列生产工艺，并通过合理的采取多元复合微合金元素的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，达到各类夹杂物级别总和不超过3.0，通过控轧控冷使钢的晶粒度达到9.0～10.0级，通过上述等措施的有效实施，成功地生产出了高级别桥梁用Q420QE钢板。
文档编号C21D8/02GK102345042SQ20111017665
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者于飒, 刘庆波, 崔冠军, 张强, 张立新, 朱书成, 李亮亮, 李忠波, 袁永旗, 许少普, 贾涛, 赵迪, 高照海 申请人:南阳汉冶特钢有限公司