专利名称：一种非合金结构钢s355j2钢板及其生产方法
技术领域：
本发明属于非合金结构钢生产工艺领域，涉及到一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产 方法。
背景技术：
随着我国经济建设和社会发展，要求大幅度提高钢的强韧性，发展适应不同要求的品种 ，改善钢材质量，降低生产成本，按照可持续发展的要求，开发以人类友好的基础材料，这 已成为从事钢铁材料主要研究方向。
目前，公知的S355J2板生产方法生产周期较长，能耗大，钢板性能不稳定，焊接性能差 ，不能保证工程结构施工的高效率与高安全性，特别是不能作为能源、化工、水电等行业对 安全性能要求较高的承压部件材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种非合金结构钢S35J2钢板生产工艺方法，该方法能够克服传统 的成分设计、精炼工艺、TMCP工艺等生产方式之不足，具有低成本、低能耗、快节奏的特点 ，配合合适的化学成分设计，使其既能保证高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，提高 工程结构的施工效率和安全可靠性，又能简化生产工艺、縮短生产流程、降低生产能耗，适 合大生产操作。
为达到上述目的，本发明设计了一种非合金结构钢S355J2钢板生产方法。非合金结构钢 S355系列钢板生产方法采用的成分设计是对C含量进行控制，提高钢的塑形和焊接性能， 对S、 P含量进行控制，提高钢的洁净度，以加入极少量的V为主控制Als为辅，进行细化晶粒
本发明所述钢板的成分按重量百分比分别为C: 0. 12 0. 18%， Si:
0.25 0.45%， Mn: 1.3 1.5%， P《0.02%， S《0.014%， Als: 0. 015 0. 035%， V
:0.03 0.08%，其余为Fe及不可避免的杂质。
本发明采取的生产方法为将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹
氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库；其中在KR铁水预处理工艺中，将到站铁水扒渣后进行脱硫，经KR搅拌脱硫后保证铁水S《0.005。/。、脱硫周期《21min、脱硫温降《 2(TC;脱硫后扒净后渣，保证液面渣层厚度《20mm;
在吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线150-250m，保证钢水中Als成分控制在0.015 0.035%，加入铝线深脱氧、强吹Ar3min，后加入钒铁，钒铁按照O. 65-0. 75Kg/t钢水加入， 钒铁加入后强吹Ar 3min、流量300-500NL/min，软吹氩按7min控制、流量100-300NL/min; 同时在软吹氩前向钢水内加入硅钙线，加入后确保软吹氩时间控制在3min以上；离Ar站温度 不得低于157(TC;
在控轧控冷工艺中，保证除鳞箱高压水压力》17MPa，除净氧化铁皮；开轧温度1050 °C 1100°C，采用二阶段控轧控冷；第一阶段采用高温低速大压下，并使用高压水，保证轧 件温度均匀，第一阶段高温快速轧制，道次压下率》12%，总压下率不小于60%，当轧件温度 在950 100(TC时停轧，凉钢厚度为成品厚的2. 5倍左右；当轧件温度为840 88(TC ，开始第 二阶段轧制，道次累计压下率》60%，最后三道次压下率控制在15% 20%以内，终轧温度为 820±20°C;轧制结束后，利用ACC进行控冷，钢板入水温度》75(TC，返红温度控制在660士 2CTC，返红后送矫直机。
前述方法中，所述的铸坯厚度为250mm 300mm。
前述方法中，所述的钢板厚度为20mm 80mm。
基于前述方法，本发明工艺采用使用铁水KR预脱s、严格控制终点cy。和rc双命中率(达
到不改钢种)、控制转炉终渣(FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线，使用新型 控轧控冷工艺(TMCP)有其独到的效果。
采用铁水KR预脱s、严格控制终点cy。和rc双命中率(达到不改钢种)、控制转炉终渣(
FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线，可以省掉LF和VD工序，对S355系列钢照样 可达到低S和低T (0)高洁净度的要求。
使用传统的控轧控冷工艺(TMCP)，强调铁素体相变发生在冷却过程，在控制奥氏体两 个阶段轧制时，忽视了第二阶段奥氏体非在结晶区多道次变形的重要性，严重影响钢板力学 性能中屈服强度和低温冲击功的稳定性。
使用新型TMCP，即形变诱导(强化)铁素体相变工艺。强调铁素体相变发生在轧制过程 。为此，必须适当增加中间凉钢厚度，增加奥氏体非结晶区道次形变的累计变形率，以诱导 (强化)相变，提高Ar3相变温度(Ad3)。通过铁素体相变和形变的相互作用(动态再结晶 )，以细化铁素体晶粒度。
本发明的有益效果在于1、 通过铁水KR预脱S、控制终点C。/。和rC双命中率、控制转炉终渣(Fe0+Mn0)含量和碱 度、氩站全程吹氩+喂CaSi线可以省掉传统的LF和VD工序，简化了生产工艺，縮短了生产周 期，节省了能源、资源的消耗。
2、 加入极少量的V，同时控制Als为辅，进行细化晶粒，替代了大多数企业加入Nb、 Ti 或Ni、 V、 Ti同时加入，大大降低了生产成本。
3、 使用新型TMCP工艺，提高了钢板的强度和韧性。
具体实施例方式
本发明所述非合金结构钢S355J2钢板的主要成分按重量百分比分别为C: 0. 12 0. 18 %， Si: 0.25 0.45%， Mn: 1.3 1.5%， P《0.02%， S《0.014%， Als: 0.015 0.035% ，V: 0.03 0.08%，其余为Fe及不可避免的杂质。实施时，可按技术要求选择。
本发明采取的生产方法为将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹 氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库。
KR铁水预处理工艺到站铁水扒渣后进行脱硫，经KR搅拌脱硫后保证铁水S《0. 005%、 脱硫周期《21min、脱硫温降《2(TC;脱硫后扒净后渣，保证液面渣层厚度《20mm;
复吹转炉冶炼工艺入炉铁水S《0. 005%、 P《0. 080%，铁水温度》127(TC;铁水装入量 误差按士lt来控制；废钢严格采用优质边角料；过程枪位按前期1.0-1.3m、中期1.2-1.6m、 后期l. 0-1. lm控制;造渣碱度R按3. 0-3. 2控制;出钢目标P《0. 012%、 CS O. 05%、 S《0. 012% ;出钢过程中向钢包内加入硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石；出钢前用挡渣塞 挡前渣出钢，出钢结束前必须采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度《30mm，转炉出钢过程中要求 全程吹氩；
吹氩处理工艺氩站一次性加入铝线150-250m(铝线直径13mm)，保证钢水中Als成分 控制在0.015 0.035%，加入铝线深脱氧(强吹Ar3min)后加入钒铁，钒铁按照 0. 65-0. 75Kg/t钢水加入，钒铁加入后强吹Ar 3min (流量300-500NL/min)，软吹氩按7min 控制(流量100-300NL/min);同时在软吹氩前向钢水内加入硅钙线，加入后确保软吹氩时 间控制在3min以上；离Ar站温度不得低于1570。C;
连铸工艺浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度15士5。C;比水量0.80L/kg， 电搅900A、 5Hz、 30s-3-30s;连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后lmin内必须套保护 管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红；浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器 液面波动轻微。
铸坯加热工艺加热段温度控制在1280士1(TC，均热段温度 制在1250士1(TC，总加热时间8. 5 10min/cm， 铸坯均匀烧透，防止火焰烧到铸坯表面，严禁钢坯过热、过烧。
控轧控冷工艺保证除鳞箱高压水压力》17MPa，除净氧化铁皮；开轧温度 1050°C IIO(TC，采用二阶段控轧控冷；第一阶段采用高温低速大压下，并使用高压水，保证轧件温 度均匀，第一阶段高温快速轧制，道次压下率》12%，总压下率不小于60%，当轧件温度在 950 100(TC时停轧，凉钢厚度为成品厚的2. 5倍左右；当轧件温度为840 88(TC ，开始第二 阶段轧制，道次累计压下率》60%，最后三道次压下率控制在15% 20%以内，终轧温度为820 士2(TC;轧制结束后，利用ACC进行控冷，钢板入水温度》75(TC，返红温度控制在660士20 °C，返红后送矫直机。
堆冷工艺下线钢板厚度》30必须堆冷，钢板下线堆冷温度》30(TC，堆冷时间》24h。 对按照本发明工艺要求所生产的钢板进行机械性能进行检测，检测结果见表l。
表l:钢板力学性能:
规格统 计 批数机械性能
屈服(Mpa)抗拉(Mpa)伸长％冲击AKVJ合格批 数合格率
范围平均值范围平均值范围平均值范围平均值
〉20《40914357-423409505-59054218-2723. 558-174117914100%
〉40《63358348-443391505-58554320-292438-18895358100%
〉63《80194335-425380505-59054422-302530-13076194100%
试验结果表明，此发明工艺生产的S355J2，具有高强度、高韧性，机械性能性能均符合 欧洲标准EN10025-2: 2004热轧结构钢产品《非合金结构钢的技术交货条件》，其综合力学 性能等指标已满足国标产品Q390D的要求。
本发明工艺大大縮短了生产周期、适应现代新制造技术、降低成本、节省资源、节省能 源，适合在大生产中推广。
权利要求
1.一种非合金结构钢S355J2钢板，其特征在于所述钢板的成分按重量百分比分别为C0.12～0.18％，Si0.25～0.45％，Mn1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als0.015～0.035％，V0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。
2 一种如权利要求1所述非合金结构钢S355J2钢板的生产方法，其特 征在于将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、 控轧控冷工艺、检验、入库；其中在KR铁水预处理工艺中，将到站铁水扒渣后进行脱硫，经 KR搅拌脱硫后保证铁水S《0.005。/。、脱硫周期《21min、脱硫温降《2(TC;脱硫后扒净后渣， 保证液面渣层厚度《20mm;在吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线150-250m，保证钢水中Als成分控制在0.015 0. 035%，加入铝线深脱氧、强吹Ar3min，后加入钒铁，钒铁按照O. 65-0. 75Kg/t钢水加入 ，钒铁加入后强吹Ar 3min、流量300-500NL/min，软吹氩按7min控制、流量100-300NL/min ;同时在软吹氩前向钢水内加入硅钙线，加入后确保软吹氩时间控制在3min以上；离Ar站温 度不得低于157(TC;在控轧控冷工艺中，保证除鳞箱高压水压力》17MPa，除净氧化铁皮；开轧温度1050 °C 1100°C，采用二阶段控轧控冷；第一阶段采用高温低速大压下，并使用高压水，保证轧 件温度均匀，第一阶段高温快速轧制，道次压下率》12%，总压下率不小于60%，当轧件温度 在950 100(TC时停轧，凉钢厚度为成品厚的2. 5倍左右；当轧件温度为840 88(TC ，开始第 二阶段轧制，道次累计压下率》60%，最后三道次压下率控制在15% 20%以内，终轧温度为 820±20°C;轧制结束后，利用ACC进行控冷，钢板入水温度》75(TC，返红温度控制在660士 2CTC，返红后送矫直机。
3 根据权利要求2所述的非合金结构钢S355J2钢板的生产方法，其特征在于所述的铸坯厚度为250mm 300mm。
4 根据权利要求2所述的非合金结构钢S355J2钢板的生产方法，其特 征在于所述的钢板厚度为20mm 80mm。
全文摘要
本发明公开了一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法，所述钢板的成分按重量百分比分别为C0.12～0.18％，Si0.25～0.45％，Mn1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als0.015～0.035％，V0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。本发明采取的生产方法为将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库；本发明工艺大大缩短了生产周期、适应现代新制造技术、降低成本、节省资源、节省能源，适合在大生产中推广。
文档编号C22C38/12GK101654760SQ200910306428
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者健 丁, 张立新, 朱新文, 嘎 王, 春 许, 迪 赵, 陈晓东 申请人:南阳汉冶特钢有限公司