专利名称：一种桥梁用钢及其生产方法
技术领域：
本发明属于桥梁用钢板生产技术领域，具体涉及一种桥梁用钢及其生产方法。
背景技术：
Q345qC,Q345qD,Q345qE是GB/T 714-2008《桥梁用结构钢》国家标准中的3个钢号，是我国目前最常用的、使用量也最大的桥梁用钢，广泛应用于制造各类铁桥用部件。随着大型钢结构桥梁向全焊接结构和高参数方向发展，对桥梁结构的安全可靠性要求越来越严格。这不仅对桥梁设计提出了更高的要求，而且对钢板质量也提出了更高的水准。即要求桥梁用钢不仅具有高强度以满足结构轻量化的要求，而且还应具有优良的塑性、低温韧性、抗疲劳性、耐蚀性等，以满足钢结构安全可靠、长寿等要求。同时还应具有优良的成形性能和焊接性能以满足桥梁各种部件制造工艺的需要。从桥梁钢发展和总体需求上看，钢结构桥梁对于钢板的使用主要为中厚板，桥梁用钢板历来由中厚板轧机轧制。但是中厚板轧机轧制薄规格钢板18mm)时保证薄规格钢板的板形和尺寸比较困难，同时轧制薄规格钢板时其产能也将大大降低，因此一般中厚板厂对薄规格钢板进行限制性生产。然而热连轧机则专用于轧制薄规格钢卷，将热轧板卷开平矫直后钢板具有尺寸精度高、板形质量好、成材率高、生产成本低等优点。在目前的经济形势下，钢材使用部门为了降低生产成本，追求利益最大化，越来越重视开平钢板的使用。因此在热连轧宽带钢轧机上轧制薄规格钢卷，开平矫直后以代替部分中厚板轧机的产品就具有重要的经济和社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种桥梁用钢及其生产方法，特别适用于薄规格20mm) Q345qC、Q345qD、Q345qE 钢板的制造。本发明一个方面提供一种桥梁用钢，其化学成分质量百分比为C:0. 13 0. 17%, Si 0. 20 0. 50%,Mn :1. 20 1. 50%,P ^ 0. 020%,S 彡 0. 010%,Als :0. 020 0. 050%, Nb 0. 010 0. 025%，其余为！^e和不可避免的杂质。本发明另一个方面提供一种上述桥梁用钢的方法，包括将铁水通过铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、连铸获得板坯；将所述板坯经过加热炉进行加热；将所述加热后的板坯经过粗轧、精轧获得热轧板，将热轧板进行冷却后再利用卷取机卷取成热轧板卷； 将所述热轧板卷通过矫直和剪切后获得成品。进一步，所述将铁水通过铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、连铸获得板坯包括首先进行铁水预处理脱硫，脱硫目标值< 0. 010% ；将所述脱硫铁水经过转炉冶炼获得钢液，钢液终点目标温度为1640 1660°C ；将所述钢液通过LF炉精炼后获得温度控制在1560 1570°C的钢液；
将所述温度控制在1560 1570°C的钢液经过连铸获得板坯。进一步，所述将所述钢液通过LF炉精炼获得温度控制在1560 1570°C的钢液后， 每炉钢液喂300mCa-Si线(Φ 13mm)，喂线结束后保持软吹时间10 20分钟，最后加入保温剂进行保温。进一步，将所述温度控制在1560 1570°C的钢液通过连铸时采用氩气全保护浇铸，中间包温度控制在1525 1540°C，结晶器液面波动在士3mm。进一步，所述将所述板坯经过加热炉进行加热包括将所述板坯通过加热炉进行加热，加热段加热温度控制在1180 1280°C，均热段均热温度为1180 1260°C，板坯出炉温度为1160 1240°C，加热和均热时间为150 210min。进一步，所述将所述板坯经过粗轧、精轧获得热轧板，将热轧板进行冷却后再利用卷取机卷取成热轧板卷包括将所述板坯通过粗轧机进行粗轧，粗轧机开轧温度为1140 1220°C，经粗轧后板坯温度控制在980 1080°C ；将所述温度控制在980 1080°C的板坯通过精轧机进行精轧获得热轧板，终轧温度控制在800 870°C ；将所述热轧板通过层流冷却后利用卷取机卷取成热轧板卷，卷取温度为560 640 "C。进一步，所述层流冷却方式为前段主冷，冷却速度> 3°C /S。进一步，所述将所述热轧板卷通过矫直和剪切后获得成品包括所述热轧板卷通过开卷机开卷，粗矫直机粗矫，再利用圆盘剪切边，获得成品宽度；所述成品通过活套和精矫直机矫直获得桥梁用钢板形，最后利用定尺剪剪切，获得成品长度。本发明提供了一种利用热连轧宽带钢轧机和开平矫直机生产桥梁用钢的生产方法，生产的桥梁用钢尺寸精度高、板型质量好、成材率高、成本低的桥梁用钢，为企业和社会带来巨大的经济和社会效益。
具体实施例方式本发明提供一种桥梁用钢化学成分质量百分比为C :0. 13 0. 17%，Si :0. 20 0. 50%，Mn :1. 20 1. 50%，P 彡 0. 020%，S<0. 010%,Als :0. 020 0. 050%,Nb :0. 010 0. 025%，其余为！^和不可避免的杂质。本发明提供的一种桥梁用钢的生产方法包括以下步骤步骤Sl 将铁水通过铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼后连铸获得板坯。步骤 S2 将板坯经过加热炉进行加热，加热温度控制在1180 1280°C，均热温度控制在1180 1260°C，出加热炉板坯温度控制在1160 1240°C，加热时间为150 210min。步骤S3 将板坯经过粗轧、精轧获得热轧板，将热轧板进行冷却后再利用卷取机卷取成热轧板卷。步骤S4 将热轧板卷通过矫直和剪切后获得成品。
其中，步骤Sl将铁水通过铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼后连铸获得板坯包括以下步骤步骤Sll 首先进行铁水预处理脱硫，脱硫目标值<0.010%。步骤S12 脱硫铁水进入转炉冶炼，终点目标温度为1640 1660°C。出钢过程中先采用Al-Fe合金脱氧，然后采用Si-Mn合金配Si，不足Mn用中碳Mn-Fe补齐，Nb-Fe合金配Nb。步骤S13 出转炉钢液再进入LF炉精炼。LF炉精炼处理时炉内保持还原性气氛， 造白渣处理，强搅拌脱硫；采用Mn-Fe合金调Mn，Si-Fe合金调Si ；精炼结束钢液温度控制在1560 1570°C。温度、成分调整完成后每炉喂300mCa-Si线(Φ 13mm)，喂线结束后保持软吹时间10 20分钟，最后加入保温剂进行保温。步骤S14 将喂线结束后的钢液通过连铸时采用氩气全保护浇铸，中间包温度控制在1525 1540°C，结晶器液面波动在士3mm，获得板坯。对表面有缺陷的板坯进行精整。步骤S3将板坯经过粗轧、精轧获得热轧板，将热轧板进行冷却后再利用卷取机卷取成热轧板卷包括以下步骤步骤S31 将板坯通过粗轧高压水除鳞箱除磷，然后依次通过二辊可逆式粗轧机粗轧、粗轧高压水除鳞箱除磷、带立辊的四辊可逆式粗轧机粗轧，粗轧机开轧温度为 1140 1220°C，经粗轧后板坯温度控制在980 1080°C。然后通过曲柄式切头飞剪对钢坯头部进行剪切。步骤S32 将温度控制在980 1080°C的板坯通过精轧高压水除鳞箱除磷，然后通过六机架精轧连轧机组进行精轧获得热轧板，终轧温度控制在800 870°C。步骤S33 热轧板出精轧机后，层流冷却装置将热轧板以> 3°C /s的冷却速度冷却到目标卷取温度，卷取温度为560 640°C。将层流冷却后的热轧板通过地下卧式热卷取机卷取成热轧板卷。层流冷却方式为前段主冷，也就是从层流冷却系统冷却区始端开始，沿轧制方向，根据需要依次开启2 10组水冷集管喷水冷却，最后开启第17 18组水冷集管喷水进行温度精调。步骤S4将热轧板卷通过矫直和剪切后获得成品包括以下步骤步骤S41 热轧板卷通过开卷机开卷，粗矫直机(辊数可为5辊或更多)粗矫直， 再利用圆盘剪切边，获得所需要的成品宽度。步骤S42 切边钢板通过活套和精矫直机(辊数可为9辊或更多)精矫直获得理想的板型，最后再利用定尺剪剪切，获得所需要的成品长度。依据本发明提供的一种桥梁用钢的生产方法生产出的Q345qC、Q345qD、Q345qE开平钢板可以制造成各类铁桥用部件。与中厚板轧机轧制的薄规格Q345qC、Q345qD、Q345qE 钢板((18mm)相比，利用热连轧宽带钢轧机配合开平矫直机制造的Q345qC、Q345qD、 Q345qE开平钢板化学成分稳定，力学性能和工艺性能均勻，冶金质量和表面质量优良，板形及尺寸控制精度高，产品合格率和成材率高，分别可达99%和93%以上，因此制造各类铁桥用部件成本明显降低。为了使本发明的目的、技术方案和优点描述的更清晰，以下结合具体的实例加以说明。实施例1
按照本发明所提供的化学成分设计和冶炼方法所冶炼的桥梁用钢(用于制造 Q345qC开平钢板)的化学成分见表1所示。板坯厚度为230mm，宽度为1800 2000mm。 再按照本发明所提供的加热工艺、轧制工艺轧制成7. 5 13. 5mm厚度的板卷，最后利用本发明提供的开平矫直工艺加工成满足用户需求的开平钢板。其中板坯出炉温度为1220 1230°C，经粗轧后板坯温度控制在1020 1030°C。经过粗轧后的板坯通过6机架精轧机或者7机架精轧机精轧后获得热轧板，终轧温度控制在840 850°C。热轧板最后经层流冷却至卷取温度610°C。轧制后部分Q345qC钢卷的力学性能参见表2。表1 Q345qC开平钢板的化学成分质量百分比
权利要求
1.一种桥梁用钢，其化学成分质量百分比为 C 0. 13 0. 17%,Si 0. 20 0. 50%,Mn :1. 20 1. 50%,P 彡 0. 020%,S 彡 0. 010%,Als 0. 020 0. 050%,Nb 0. 010 0. 025%,其余为Fe和不可避免的杂质。
2.生产一种如权利要求1所述桥梁用钢的方法，其工艺流程特征在于，包括 将铁水通过铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、连铸获得板坯；将所述板坯经过加热炉进行加热；将所述加热后的板坯经过粗轧、精轧获得热轧板，将热轧板进行冷却后再利用卷取机卷取成热轧板卷；将所述热轧板卷通过矫直和剪切后获得成品。
3.如权利要求2所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于所述将铁水通过铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼、连铸获得板坯包括首先进行铁水预处理脱硫，脱硫目标值彡0. 010% ；将所述脱硫铁水经过转炉冶炼获得钢液，钢液终点目标温度为1640 1660°C ； 将所述钢液通过LF炉精炼后获得温度控制在1560 1570°C的钢液； 将所述温度控制在1560 1570°C的钢液经过连铸获得板坯。
4.如权利要求3所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于所述将所述钢液通过LF炉精炼获得温度控制在1560 1570°C的钢液后，每炉钢液喂 300mCa-Si线(Φ13πιπι)，喂线结束后保持软吹时间10 20分钟，最后加入保温剂进行保
5.如权利要求3所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于将所述温度控制在1560 1570°C的钢液通过连铸时采用氩气全保护浇铸，中间包温度控制在1525 1540°C，结晶器液面波动在士3mm。
6.如权利要求2所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于，所述将所述板坯经过加热炉进行加热包括将所述板坯通过加热炉进行加热，加热段加热温度控制在1180 1280°C，均热段均热温度为1180 1260°C，板坯出炉温度为1160 1240°C，加热和均热时间为150 210min。
7.如权利要求2所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于，所述将所述板坯经过粗轧、精轧获得热轧板，将热轧板进行冷却后再利用卷取机卷取成热轧板卷包括将所述板坯通过粗轧机进行粗轧，粗轧机开轧温度为1140 1220°C，经粗轧后板坯温度控制在980 1080°C ；将所述温度控制在980 1080°C的板坯通过精轧机进行精轧获得热轧板，终轧温度控制在800 870 0C ；将所述热轧板通过层流冷却后利用卷取机卷取成热轧板卷，卷取温度为560 640°C。
8.如权利要求7所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于 所述层流冷却方式为前段主冷，冷却速度> 3°C /s。
9.如权利要求2所述的一种桥梁用钢的生产方法，其特征在于，所述将所述热轧板卷通过矫直和剪切后获得成品包括所述热轧板卷通过开卷机开卷，粗矫直机粗矫，再利用圆盘剪切边，获得成品宽度； 所述成品通过活套和精矫直机矫直获得桥梁用钢板形，最后利用定尺剪剪切，获得成品长度。
全文摘要
公开了一种桥梁用钢及其生产方法，所述桥梁用钢化学成分质量百分比为C0.13～0.17%，Si0.20～0.50%，Mn1.20～1.50%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als0.020～0.050%，Nb0.010～0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质。还公开了一种所述桥梁用钢的生产方法。依据本发明提供的化学成分和生产方法生产的桥梁用钢化学成分稳定，力学性能和工艺性能均匀，冶金质量和表面质量优良，板形及尺寸控制精度高，产品合格率和成材率高，因此与中厚板轧机轧制的同类产品相比能明显降低制造成本，具有良好的社会和经济效益。
文档编号C22C38/12GK102345051SQ20111033769
公开日2012年2月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者刘阳春, 张云鹤, 徐彬, 朱国森, 李飞, 武军宽 申请人:首钢总公司