一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法，所述320MPa级耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：C0.05～0.11%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～0.025%，其余为铁和微量杂质。本发明主要通过低碳含量，应用铌钛复合微合金化工艺，实现了高终轧温度条件下320MPa级耐低温热轧H型钢产品生产，制备得到的耐低温钢力学性能良好，－30℃纵向冲击功大于165J。
【专利说明】一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金技术、属于耐低温低合金结构钢，具体涉及一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法。
【背景技术】
[0002]耐低温H型钢主要应用于高寒地区的建筑、船舶、桥梁、电站设备、水利、能源、化工、起重运输机械及其他较高载荷的钢结构件。此钢材夹杂的非金属材质少，具有在低温条件下耐冲击力的特点。
[0003]中国发明专利申请CN101255527A公开了一种具有良好低温冲击韧性的加硼H型钢及其制备方法，该发明钢成分重量百分比为:C0.08~0.20%、Mnl.00~1.60%,Si0.10~
0.55%、P ≤ 0.025%、S ≤ 0.025%、Nb0.015 ~0.035%、Β0.0005 ~0.0012%，余量为铁和微量杂质，冶炼过程中，控制钢中的气体含量[N] ≤ 0.004%, [O] ≤ 0.0060%，该发明主要是通过加入微量硼对钢材韧性的有利作用如抑制磷、硫偏析和沿晶断裂，改善夹杂物的形态和分布等。但需要保持较低的氮、氧含量，采用铝脱氧，才能保证良好的脱氧效果。由于型钢截面的复杂性，在冶炼过程中采用铝脱氧时，易在连铸过程中出现“套眼”问题，破坏炼钢工序生产的连续性。
[0004]中国发明专利申请CN1421286A公开了一种含铌钢H型钢的轧制方法，此发明涉及到的产品是耐_20°C低温冲击功。但其生产过程需要进行850~920°C范围内的低温控轧，生产装备和工艺水平控制要求严格。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种320MPa级耐低温热轧H型钢，该耐低温热轧H型钢力学性能良好，-30°C纵向冲击功大于165J。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:
[0007]一种320MPa级耐低温热轧H型钢，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为:C0.05 ~0.11%、Si0.20 ~0.35%、Mnl.05 ~1.30%、P ≤ 0.020%、S ≤ 0.015%、Nb0.020~0.035%、Ti0.005~0.025%，其余为铁和微量杂质。
[0008]优选地，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为::C0.06~0.10%、Si0.20 ~0.35%、Mnl.05 ~1.30%,P ≤ 0.020%,S ≤ 0.010%、Nb0.020 ~0.030%、Ti0.008 ~
0.020%，其余为铁和微量杂质。
[0009]本发明的另一个目的在于，还提供了一种320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤:
[0010]1)铁水预脱硫:脱硫后保证铁水中的硫含量为< 0.010wt% ；
[0011]2)转炉冶炼:采用顶吹转炉冶炼；
[0012]3) LF精炼:精炼过程中充分搅拌化渣，造黄白渣；
[0013]4)矩型坯连铸:全程保护浇注，确保大包挂长水口开浇；[0014]5)轧制，其中，制备的耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为C0.05~
0.11%、Si0.20 ~0.35%、Mnl.05 ~1.30%、P ≤ 0.020%、S ≤ 0.015%、Nb0.020 ~0.035%、Ti0.005~0.025%，其余为铁和微量杂质。
[0015]优选地，在转炉冶炼步骤中，钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度≥ 800°C ;采用硅铁、金属锰、铌铁进行合金化，合金成分按中限控制；采用铝锰铁脱氧，加入量2.5~4.0kg/t钢；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg,当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。
[0016]优选地，LF精炼步骤还包括采用碳化钙、硅钙钡、铝粒进行调渣，加入量为碳化钙
1.5~2.5kg/t钢、硅钙钡2.0~3.0kg/t钢，并视渣况补加铝粒脱氧。
[0017]优选地，LF精炼步骤还包括取初样后调整氧位至[O] < 20ppm定氧，喂入钛线，钛线喂入量1.2~2.4m/1钢，喂线速度不小于3m/s。
[0018]优选地，LF精炼步骤还包括精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为100~150m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌IOmin以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50~150NL/min。
[0019]优选地，在连铸步骤中，中间包烘烤温度为1100°C，结晶器对弧，使用全程保护浇注， [0020]其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为I~1.5kg/t钢，液相线温度为1518°C，中间包过热度按20~25°C控制，铸坯规格为 240mm X 375mm,拉速为 0.6 ~0.9m/min。
[0021]优选地，在轧制步骤中，加热炉的均热温度为1220~1260°C，铸坯在炉时间为90~120min ;开轧温度在翼缘外侧为1170°C、在腹板中央为1150°C，终轧温度在翼缘外侧为950°C、在腹板中央为830°C，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为H248X124H型钢。
[0022]本发明主要通过低碳含量，应用铌钛复合微合金化工艺，实现了高终轧温度条件下320MPa级耐低温热轧H型钢产品生产。
[0023]根据本发明实施例，320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法包括脱硫、转炉冶炼(例如，120吨顶底复吹转炉冶炼)、LF精炼、矩型坯全保护连铸、轧制(例如，1-7轧机布置型式生产线轧制)。
[0024]具体地讲，在根据本发明实施例的320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法中，连铸过程采用长水口全程保护浇铸。
[0025]本发明未提及的工序，均可采用现有技术。
[0026]同目前320MPa级耐低温热轧H型钢生产比较，本发明技术方案的优点在于:
[0027]1.本发明采用长水口全程保护浇铸条件下，生产出耐低温高强度结构钢；
[0028]2.本发明采用金属锰进行合金化，可有效降低合金不纯导致的转炉增碳，确保钢水低碳要求，提高产品实物耐低温性能。
[0029]3.铌钛复合微合金化工艺，炼钢工序工艺控制简单，合金回收率稳定，轧制过程不需进行低温控轧，轧后不控冷且不进行热处理，完成320MPa级耐低温(_30°C )冲击功的H型钢的成分设计及生产。
[0030]4.通过成分调整，解决了原有炼钢、轧钢设备工艺老化，难以适应高附加值型钢产品生产的难题，为实现普碳型钢生产线向高性能型钢生产线转变奠定基础。[0031]5.本发明的耐低温性能良好，_30°C冲击功大于165J。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明耐低温热轧H型钢工艺流程图。
【具体实施方式】
[0033]下面以附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，一种320MPa级耐低温热轧H型钢的工艺路线为:
[0036]铁水预脱硫一转炉冶炼一LF精炼一矩型坯全保护连铸一1-7轧机布置型式生产线轧制一检验入库。
[0037]具体为:
[0038]I)铁水到脱硫站，脱硫后保证铁水中的硫含量为< 0.010wt% ；
[0039]2)转炉冶炼:钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度> 8000C ;采用硅铁、金属锰、铌铁进行合金化，合金成分按中限控制；采用铝锰铁脱氧，加入量2.5~4.0kg/t钢；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg,当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入；
[0040]3) LF精炼:采用碳化钙、硅钙钡、铝粒进行调渣，加入量为碳化钙1.5~2.5kg/t钢、硅钙钡2.0~3.0kg/t钢，并视渣况补加适量铝粒脱氧；取初样后定氧，如，喂入钛线
1.2~2.4m/t钢，如氧位不能达到要求，则调整氧位至[O] < 20ppm后喂入钛线，喂线速度不小于3m/s，精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为100~150m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌IOmin以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50-150NL/min ；
[0041]4)连铸:中间包烘烤温度为1100°C，结晶器对弧，使用全程保护浇注，其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为I~1.5kg/t钢，液相线温度为1518°C，中间包过热度按20~25 °C控制，铸坯规格为240mmX 375mm,拉速为 0.6 ~0.9m/min ；
[0042]5)加热炉的均热温度为1220~1260°C，铸坯在炉时间为90~120min，开轧温度在翼缘外侧为1170°C、在腹板中央为1150°C，终轧温度在翼缘外侧为950°C、在腹板中央为830 0C，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为H248 X 124H型钢。
[0043]所得钢的化学成分重量百分比见表1，轧材力学性能记录表见表2。
[0044]表1:钢的化学成分重量百分比％
[0045]
【权利要求】
1.一种320MPa级耐低温热轧H型钢，其特征在于，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为:C0.05 ~0.11%、Si0.20 ~0.35%、Mnl.05 ~1.30%、P ≤ 0.020%、S≤ 0.015%、Nb0.020 ~0.035%、Ti0.005 ~0.025%，其余为铁和微量杂质。
2.根据权利要求1所述的320MPa级耐低温热轧H型钢，其特征在于，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为:C0.06~0.10%、Si0.20~0.35%, Mn 1.05~1.30%、P ≤ 0.020%、S ≤ 0.010%、Nb0.020 ~0.030%、Ti0.008 ~0.020%，其余为铁和微量杂质。
3.—种320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤: 1)铁水预脱硫:脱硫后保证铁水中的硫含量为<0.010wt% ； 2)转炉冶炼:采用顶吹转炉冶炼； 3)LF精炼:精炼过程中充分搅拌化渣，造黄白渣； 4)矩型坯连铸:全程保护浇注，确保大包挂长水口开浇； 5)轧制， 其中，制备的耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为C0.05~0.11%、Si0.20~0.35%, Mn 1.05 ~1.30%、P ≤0.020%、S ≤0.015%、Nb0.020 ~0.035%、Ti0.005 ~0.025%,其余为铁和微量杂质。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在转炉冶炼步骤中，钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度> 800°C;采用硅铁、金属锰、铌铁进行合金化，合金成分按中限控制；采用铝锰铁脱氧，加入量2.5~4.0kg/t钢；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg,当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，LF精炼步骤还包括采用碳化钙、硅钙钡、铝粒进行调渣，加入量为碳化钙1.5~2.5kg/t钢、硅钙钡2.0~3.0kg/t钢。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，LF精炼步骤还包括取初样后调整氧位至[O] < 20ppm定氧,喂入钛线,钛线喂入量1.2~2.4m/t钢，喂线速度不小于3m/s。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，LF精炼步骤还包括精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为100~150m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌IOmin以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50~150NL/min。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在连铸步骤中，中间包烘烤温度为1100°C，结晶器对弧，使用全程保护浇注， 其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为I~1.5kg/t钢，液相线温度为1518°C，中间包过热度按20~25°C控制，铸坯规格为 240mmX 375mm,拉速为 0.6 ~0.9m/min。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在轧制步骤中，加热炉的均热温度为1220~1260°C，铸坯在炉时间为90~120min ;开轧温度在翼缘外侧为1170°C、在腹板中央为1150°C，终轧温度在翼缘外侧为950°C、在腹板中央为830°C，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为H248 X 124H型钢。
【文档编号】C22C38/14GK103834861SQ201410105562
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】付常伟, 王中学, 韩蕾蕾, 张涛, 方金林, 宋恒俊 申请人:莱芜钢铁集团有限公司