低屈强比TMCP型屈服345MPa建筑钢及生产方法与流程

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢及生产方法。

背景技术：

屈强比，是指屈服强度与抗拉强度的比值。近年来，随着高层建筑的发展，建筑构件受力情况也变得比较复杂。首先要求高层建筑具备良好的抗震能力，而高层建筑用钢板抗震能力与钢的屈强比存在着密切相关的联系，屈强比越低，则屈服后有较长的均匀变形阶段，可吸收更多的地震能；反之，若屈强比较高,就会产生局部应力集中和局部大变形，结构只能吸收较少能量。因此，屈强比是衡量高层建筑用钢抗震性能好坏的一个重要参数。

建筑用结构钢主要应用于高层建筑、大跨度体育场馆、机场、火车站、以及会展中心等受力复杂、可靠性要求较高的大型建筑工程，这些建筑工程都要求具有良好的抗震性能，抗震最重要的指标就是要求钢的屈强比低。目前国内建筑用结构钢仍以q345gj钢为主，在最新版gb/t19879-2015《建筑结构用钢板》标准中，要求tmcp交货状态下的q345gj钢的屈强比≤0.8。

中国专利cn201210558637公开了一种低屈强比高层建筑钢板的生产方法，采用再结晶+非再结晶区两阶段控制轧制后，轧后进行待温弛豫。此专利未明确可生产的最大厚度，且根据专利中实施例的化学成分计算得出的碳当量值已不满足tmcp交货钢板的要求。碳当量要求限制了碳含量，而碳含量对钢板屈强比起着决定性的作用。本发明的目的是针对gb/t19879-2015《建筑结构用钢板》标准中345mpa级建筑用钢屈强比低要求，tmcp交货状态钢板生产困难的问题，提出一种低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑用钢及生产方法。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.12%～0.14%，si：0.20%～0.30%，mn：1.35%～1.50%，p≤0.015%，s≤0.005%，nb：0.025%～0.035%，al：0.020%～0.050%，ti：0.01%～0.02%，ceq：0.35%～0.38%，余量为fe和不可避免的杂质。

技术效果：本发明通过合理的成分设计、tmcp工艺，获得屈强比低、各项性能指标优良的345mpa级建筑结构用钢板，生产厚度为10～60mm的q345gj，碳当量≤0.38%，屈服强度不小于345mpa，屈强比≤0.8，钢板产品性能满足gb/t19879-2015《建筑结构用钢板》标准。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.12%，si：0.26%，mn：1.48%，p：0.012%，s：0.002%，ti：0.012%，nb：0.030%，al：0.032%，ceq：0.376%，其余为fe和其它不可避免杂质。

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.12%，si：0.25%，mn：1.39%，p：0.01%，s：0.001%，ti：0.015%，nb：0.032%，al：0.033%，ceq：0.356%，其余为fe和其它不可避免杂质。

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，其化学成分及质量百分比如下：c：0.13%，si：0.24%，mn：1.41%，p：0.012%，s：0.001%，ti：0.017%，nb：0.031%，al：0.037%，ceq：0.365%，其余为fe和其它不可避免杂质。

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，厚度为10～60mm。

本发明的另一目的在于提供一种低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢生产方法，包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为8～16min/cm，均热时间≥1.4min/cm，出钢温度1160～1230℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1040～1100℃，第二阶段开轧温度控制为850～930℃，终轧温度控制为790～840℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为600～680℃。

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢生产方法，10mm的q345gj钢板的生产过程包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成220mm厚的连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为239min，均热时间为45min，出钢温度1220℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1080℃，第二阶段开轧温度控制为925℃，终轧温度控制为823℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为675℃。

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢生产方法，25mm的q345gj钢板的生产过程包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成260mm厚的连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为221min，均热时间为38min，出钢温度1172℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1060℃，第二阶段开轧温度控制为865℃，终轧温度控制为810℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为638℃。

前所述的低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢生产方法，60mm的q345gj钢板的生产过程包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成260mm厚的连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为268min，均热时间42min，出钢温度1196℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1050℃，第二阶段开轧温度控制为834℃，终轧温度控制为820℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为626℃。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过优化成分设计，碳当量ceq为0.35%～0.38%，控制冶炼工序，并通过合理的tmcp工艺，钢板tmcp态组织主要为铁素体和少量珠光体，最终轧制的钢板具有低的屈强比，其它各项性能指标良好，屈服强度rel375～425mpa、抗拉强度rm≥510mpa、延伸率a%≥22%、屈强比≤0.8、-20℃纵向冲击功单值≥100j、横向弯曲无裂纹；

（2）本发明中nb在钢中形成细小的碳化铌和氮化铌或碳氮化铌，其质点钉扎在晶界处，在再加热过程中阻止奥氏体晶粒的长大，在再结晶控轧过程中阻止形变奥氏体的再结晶，延缓再结晶奥氏体晶粒的长大，可提高钢的综合力学性能；

（3）本发明中ti和氮、氧、碳都有极强的亲和力，是一种良好的脱氧去气剂和固定氮、碳的有效元素，在低合金钢中，ti可固定氮和硫并形成碳化钛，提高钢的强度，析出的形成碳化物可使钢的塑性和冲击韧性得到显著改善。

附图说明

图1为实施例1中10mm厚钢板厚度1/4处组织形貌；

图2为实施例2中25mm厚钢板厚度1/4处组织形貌；

图3为实施例3中60mm厚钢板厚度1/4处组织形貌。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，具体为10mm的q345gj钢板，其化学成分及质量百分比如下：c：0.12%，si：0.26%，mn：1.48%，p：0.012%，s：0.002%，ti：0.012%，nb：0.030%，al：0.032%，ceq：0.376%，其余为fe和其它不可避免杂质。

上述钢板生产方法包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成220mm厚的连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为239min，均热时间为45min，出钢温度1220℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1080℃，第二阶段开轧温度控制为925℃，终轧温度控制为823℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为675℃。

此工艺下所得钢板的力学性能为：屈强比0.79，屈服强度415mpa，抗拉强度525mpa，延伸率27%，1/4板厚-20℃纵向冲击均值为134j。

实施例2

本实施例提供的一种低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，具体为25mm的q345gj钢板，其化学成分及质量百分比如下：c：0.12%，si：0.25%，mn：1.39%，p：0.01%，s：0.001%，ti：0.015%，nb：0.032%，al：0.033%，ceq：0.356%，其余为fe和其它不可避免杂质。

上述钢板的生产方法包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成260mm厚的连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为221min，均热时间为38min，出钢温度1172℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1060℃，第二阶段开轧温度控制为865℃，终轧温度控制为810℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为638℃。

此工艺下所得钢板的力学性能为：屈强比0.74，屈服强度397mpa，抗拉强度537mpa，延伸率26%，1/4板厚-20℃纵向冲击均值为244j。

实施例3

本实施例提供的一种低屈强比tmcp型屈服345mpa建筑钢，具体为60mm的q345gj钢板，其化学成分及质量百分比如下：c：0.13%，si：0.24%，mn：1.41%，p：0.012%，s：0.001%，ti：0.017%，nb：0.031%，al：0.037%，ceq：0.365%，其余为fe和其它不可避免杂质。

上述钢板的生产方法包括冶炼工序和轧制工序，

冶炼工序：钢水经脱硫预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空处理，然后通过连铸浇铸成260mm厚的连铸坯；

轧制工序：连铸坯加热的总在炉时间为268min，均热时间42min，出钢温度1196℃；连铸坯出炉后，采用奥氏体再结晶区+未再结晶区两阶段控制轧制，第一阶段开轧温度控制为1050℃，第二阶段开轧温度控制为834℃，终轧温度控制为820℃，轧后采用dq超快冷进行快速冷却，返红温度控制为626℃。

此工艺下所得钢板的力学性能为：屈强比0.73，屈服强度395mpa，抗拉强度541mpa，延伸率24%，1/4板厚-20℃纵向冲击均值为187j。

如图1-2所示，本发明所得钢板tmcp态组织主要为铁素体和少量珠光体，钢板组织均匀、屈强比低、各项性能指标良好，所得钢板的力学性能均满足gb/t19879-2015《建筑结构用钢板》标准中q345gj的性能要求，力学性能结果优异且具有较强的可操作性，吨钢效益约300元/吨。生产的钢板厚度为10～60mm，钢板tmcp交货状态的力学性能：屈服强度rel375～425mpa、抗拉强度rm≥510mpa、延伸率a%≥22%、屈强比≤0.8、-20℃纵向冲击功单值≥100j、横向弯曲无裂纹。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。