一种160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板及其制备方法，按重量百分比包括以下组分：C：0.10～0.17%，Si：0.10～0.35%，Mn：0.80～1.40%，P：≤0.018%，S：≤0.0050%，Alt：0.020～0.050%，Ceq：0.28～0.34%，其余为Fe及不可避免的杂质。轧制时：厚度320mm连铸坯加热温度1140～1240℃，坯料加热时间300~400min，均热段温度1130~1230℃，均热时间≥70min，出炉温度1130～1230℃；采用一阶段控制轧制，每道次用尽可能大的压下量，终轧温度800～900℃，轧后采用摆动式往复水冷工艺。本发明适合于在压缩比仅为2:1的前提下轧制出屈服强度＞195MPa级别160mm厚碳素结构用钢，生产节奏快，适用性强，同时具有优良的抗层状撕裂能力，无需热处理，生产成本低。
【专利说明】-种160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金【技术领域】，涉及一种碳素结构钢板及其制备方法，尤其是一种 160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国基础结构建设项目的不断增加，对特厚板(大于等于60mm厚)的市场需求 量越来越大。我国特厚钢板的生产不能满足市场的需求，每年仍需从国外进口，特别是一 些高性能的特厚钢，具有很高的附加价值。
[0003] 特厚板应用于重要构件，对产品服役安全性要求很高，这就要求160mm厚Q235C 钢板必须具有：①较高的强度和韧性，屈服强度> 195MPa，抗拉强度370~500MPa，满足板厚 1/4处20°C冲击功纵向> 27J ;②良好的Z向抗层状撕裂性能；③良好的焊接性能；④高纯 净度，低S、P、夹杂物和气体含量。
[0004] 在生产厚度规格> 150mm，屈服强度195MPa以上的Q235C钢板时，主要特厚板生 产企业一般采用钢锭为原料生产特厚钢板，成材率低，生产环境恶劣，生产周期慢。而采用 320mm厚坯料，一阶段轧制生产160mm厚Q235C特厚板，生产节奏快，无需热处理，成本低，有 利于在国内宽厚板厂推广。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种160mm厚Q235C钢板及 其制备方法，钢板产品在压缩比仅为2:1的前提下强度达到195MPa以上，生产周期短，具有 重大的经济意义。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 一种160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板，其特征在于：该160mm厚特厚钢板由厚度为 320mm连铸板坯得到，压缩比为2:1 ;所述钢板的化学成分重量百分比为C :0. 10?0. 17%， Si :0. 10 ?0. 35%，Mn :0. 80 ?1. 40%，P :彡 0. 018%，S :彡 0. 0050%，Alt :0. 020 ?0. 050%， Ceq :0. 28?0. 34%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0007] 本发明较为优选的是按重量百分比包括以下组分：C:0. 15%，Si :0. 21%，Mn : 0. 91%，P :彡0. 018%，S :彡0. 004%，Alt :0. 030%，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0008] 化学成分是影响连铸坯内部质量与特厚板性能的关键因素之一，本发明为了使所 述钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于： C :碳是影响高强度钢力学性能的主要元素之一，通过间隙固溶提高钢的强度，含量过 高时，韧性和可焊性将变差，本发明碳含量控制在〇. 10?〇. 17%。
[0009] Si :硅是炼钢必要的脱氧元素，具有一定的固溶强化作用；硅含量过高，不利于钢 板表面质量及韧性，本发明硅含量控制在〇. 10?〇. 35%。
[0010] Mn:锰具有细化组织、提高强度及低温韧性的作用，而且成本低廉。锰含量过高时， 易造成连铸坯偏析。本发明锰含量控制在0. 80?1. 40%。
[0011] P:磷是有害的杂质元素，磷具有很强的固溶强化左右，它使钢的强度、硬度显著提 高，但剧烈地降低钢的韧性，尤其是低温韧性，称为冷脆，本发明磷含量控制在< 0. 018%。
[0012] S :硫是钢中的有害元素，硫与铁生成FeS在晶界处偏析，热加工时融化，导致钢的 开裂，称为热脆，本发明磷含量控制在< 〇. 004%。
[0013] 一种160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板的制备方法，其特征在于该方法包括以下 工序：铁水脱硫预处理一转炉冶炼一LF精炼一RH精炼一连铸一铸坯加热一除鳞一轧制一 冷却一探伤一入库，具体要求如下： 1) 采用CaO+Mg复合喷吹铁水脱硫处理，预处理后硫含量控制在S < 0. 005%，严格 要求扒渣操作，扒渣后铁水表面无残渣；转炉入炉铁水温度> 1250°C，终点温度控制：1600°C -1670°C，采用铝脱氧，到精炼全铝含量0. 010%_0. 050%，转炉终点碳控制在0. 07%以 上，避免钢水过氧化；LF炉采用白渣操作，白渣保持时间> 10分钟，精炼总时间> 30分钟； RH炉彡5. Ombar条件下保持时间彡20分钟，连铸控制中包温度在液相线+8?22°C，连铸 坯堆垛缓冷72小时以上； 2) 轧制工艺：连铸坯加热温度为1140?1240°C，坯料加热时间300~400min，均热段温 度1130~1230°C，均热时间彡70min，出炉温度1130?1230°C。采用一阶段不待温轧制，在 保证不跳道次的前提下，每道次用大的压下量以破碎奥氏体晶粒，乳制速度< I. 8m/s，开轧 温度控制在1000?1050°C ; 3) 冷却工艺：采用摆动式水冷工艺轧后控制冷却，即钢板在超快冷工作段往复摆动通 过3~6次，解决一阶段轧制成型后钢板开冷温度高，返红温度难以保证的问题；开冷温度 950~1000°C，返红温度为600?700°C，随后空冷。
[0014] 本发明成分合理，经转炉冶炼，LF及RH精炼，采用高温低速大压下轧制，钢板的表 面组织为细小的贝氏体组织，钢板1/4及中心处为均匀的铁素体加珠光体组织。钢板综合 力学性能良好，具体表现为：抗拉强度为2501〇^，屈服强度为4281〇^，延伸率为35%，01：冲 击性能> 100J，另外满足GB/T 5313-2010标准中Z35检测要求，具有优良的抗层状撕裂能 力，无需热处理，生产成本较低。
[0015] 本发明的有益效果是： 1、传统概念一般要求轧制特厚板的压缩比要大于3:1，在这种情况下，连铸坯的厚度限 制了钢板厚度的提高，本发明连铸板坯厚度为320mm，成品厚度为160mm，压缩比仅为2:1， 在压缩比极低的情况下，对生产各个环节严格控制，得到综合性能优异的特厚板，在连铸坯 厚度有限的宽厚板厂具有重要意义。
[0016] 2、本发明通过合理成分设计，低磷硫冶炼工艺，增强了碳素结构钢的强韧性能。采 用往复式水冷工艺轧后控制冷却，保证钢板组织及性能均匀；一阶段轧制，每道次尽可能大 的压下量，乳制速度彡I. 8m/s，开发出屈服强度> 195MPa级别160mm厚Q235C碳素结构钢， 适用性强。
[0017] 3、本发明采用一阶段轧制配合摆动式往复水冷工艺生产特厚板，无需热处理，即 可得到性能优良的特厚板，生产节奏快，成本低，生产工序稳定，工艺命中率高，可控性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是实施例1中钢板表面的金相组织，主要为贝氏体的示意图。
[0019] 图2是实施例1中钢板四分之一厚度的金相组织，为由多边形铁素体和珠光体构 成的示意图。
[0020] 图3是实施例1中钢板心部位置的金相组织，为由多边形铁素体和珠光体构成的 示意图。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1~2为一种160_厚Q235C钢板及其制造方法，采用中碳低磷、低硫冶炼工 艺，采用一阶段轧制和往复式水冷技术，主要的生产工艺路线为：铁水脱硫预处理一转炉冶 炼一LF精炼一RH精炼一连铸一铸坯检验、判定一铸坯验收一钢坯加热一除鳞一轧制一冷 却一探伤一切割、取样一喷印标识一入库。
[0022] 实施例1~2的主要化学成分如表1所示：
【权利要求】
1. 一种160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板，其特征在于：该160mm厚特厚钢板由厚度为 320mm连铸板坯得到，压缩比为2:1 ;所述钢板的化学成分重量百分比为C :0. 10?0. 17%， Si :0. 10 ?0. 35%，Mn :0. 80 ?1. 40%，P :彡 0. 018%，S :彡 0. 0050%，Alt :0. 020 ?0. 050%， Ceq :0. 28?0. 34%，其余为Fe及不可避免的杂质。
2. 根据权利要求1所述的160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板，其特征在于：所述钢 板的化学成分优选的是：按重量百分比包括以下组分：C:0. 15%，Si :0. 21%，Mn :0. 91%，P :彡0. 018%，S :彡0. 004%，Alt :0. 030%，其余为Fe及不可避免的杂质。
3. -种权利要求1所述160mm厚Q235C低压缩比特厚钢板的制备方法，其特征在于该 方法包括以下工序：铁水脱硫预处理一转炉冶炼一LF精炼一RH精炼一连铸一铸坯加热一 除鳞一轧制一冷却一探伤一入库，具体要求如下： 1) 采用CaO+Mg复合喷吹铁水脱硫处理，预处理后硫含量控制在S < 0. 005%，严格 要求扒渣操作，扒渣后铁水表面无残渣；转炉入炉铁水温度> 1250°C，终点温度控制：1600°C -1670°C，采用铝脱氧，到精炼全铝含量0. 010%_0. 050%，转炉终点碳控制在0. 07%以 上，避免钢水过氧化；LF炉采用白渣操作，白渣保持时间> 10分钟，精炼总时间> 30分钟； RH炉彡5. Ombar条件下保持时间彡20分钟，连铸控制中包温度在液相线+8?22°C，连铸 坯堆垛缓冷72小时以上； 2) 轧制工艺：连铸坯加热温度为1140?1240°C，坯料加热时间300~400min，均热段温 度1130~1230°C，均热时间彡70min，出炉温度1130?1230°C ; 采用一阶段不待温轧制，在保证不跳道次的前提下，每道次用大的压下量以破碎奥氏 体晶粒，乳制速度彡1. 8m/s，开轧温度控制在1000?1050°C ; 3) 冷却工艺：采用摆动式水冷工艺轧后控制冷却，即钢板在超快冷工作段往复摆动通 过3~6次，解决一阶段轧制成型后钢板开冷温度高，返红温度难以保证的问题；开冷温度 950~1000°C，返红温度为600?700°C，随后空冷。
【文档编号】C22C38/06GK104451375SQ201410653487
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】李强, 崔强, 付军 申请人:南京钢铁股份有限公司