本发明涉及冶金工业生产的金属材料领域，尤其涉及一种含铌硼低成本高强度热轧h型钢及其制备方法。
背景技术：
：随着建筑用h型钢的不断大型化，对建筑用h型钢逐渐提出耐低温高强度低成本的要求。大规格型钢生产工艺和成分设计与小规格的h型钢存在差别，为保证大规格h型钢的各项性能，成分设计时添加合金元素铌、硼提高强度的同时，保证低温冲击韧性的特性。2018-2019年国内铌铁市场价格平稳，但钒铁合金及钒氮合金的价格持续攀升，硼铁用量少。低碳含nb钢是高品质型钢的发展趋势，国内攻关含nb钢生产，增加扩充品种钢，打破单一使用钒微合金化生产的局限势在必行。技术实现要素：本发明的目的是提供一种含铌硼低成本高强度热轧h型钢及其制备方法，通过添加nb、b热轧制备的h型钢可实现出口及降低成本增加利润的目的，同时低碳含铌钢的热轧h型钢在同类产品中凸显了优良的低温韧性。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种含铌硼低成本高强度热轧h型钢，包括如下质量百分比的成分：c0.08％-0.12％，si≤0.45％，mn1.40％-1.50％，p≤0.025％，s≤0.020％，nb0.04-0.05％，b0.0010％-0.0030％，alt0-0.015％，n≤0.008％，其余为fe和不可避免的杂质。进一步的，包括如下质量百分比的成分：c0.08％，si0.35％，mn1.45％，p0.010％，s0.008％，nb0.044％，b0.0012％，alt0.006％，n0.0050％，其余为fe和不可避免的杂质。进一步的，包括如下质量百分比的成分：c0.12％，si0.30％，mn1.47％，p0.009％，s0.010％，nb0.048％，b0.0009％，alt0.004％，n0.0055％，其余为fe和不可避免的杂质。一种含铌硼低成本高强度热轧h型钢的制备方法，包括如下步骤：1)冶炼条件所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水要求脱硫处理；2)转炉终点控制目标值：c≥0.03％，p＜0.010％，出钢温度≥1640℃；采用硅锰脱氧合金化，有铝终脱氧；出钢过程中进行钢包吹氩并保证吹氩效果，转炉出钢要求炉炉挡渣；保证正常时序，避免钢水过早、过晚到达精炼；3)精炼精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹ar操作，保证离位前软吹时间大于10min，保证软吹效果，避免钢液裸露，严禁软吹期间大氩气搅拌，软吹时间大于8分钟；4)vd真空脱气真空度≤0.10kpa，深真空时间≥15min，破真空后，喂入硅钙线，保证软吹时间大于15min，软吹期间钢水不得裸露；5)连铸液相线温度：tl＝1517℃，钢水过热度：δt≤30℃，目标δt≤25℃，采用恒拉速操作；6)热轧工艺加热炉工艺参数：总计加热时间≥2h40min，其中加热时间≥2h，均热时间≥40min；各段炉温控制：预热段≤1000℃，加热ⅰ上、下段≤1200℃，加热ⅱ上段1330-1100℃，加热ⅱ下段1330-1100℃，均热上段1300-1100℃，均热下段1300-1100℃；终轧温度850℃-920℃，目标值≤900℃。进一步的，所述3)精炼中根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作。再进一步的，精炼末期合金加入fe-b，fe-nb。与现有技术相比，本发明的有益技术效果：本发明克服了如下两个难点：难点一：本钢种属于包晶钢钢种，同时需要真空处理，该大断面实现连浇包晶钢存在拉速与过热度不匹配的问题；难点二：含纯nb及b微合金化生产的异形坯均存在腹板裂纹，nb、b虽然不是产生成品裂纹的根本原因，但冬季低温下生产该钢种，在铸坯原有微裂纹的前提下，有缺陷的铸坯经过加热轧制成品h型钢，促使包晶钢的裂纹进一步加大。本发明通过窄成分设计及工艺稳定性控制达到了设计要求，提供了一种产品稳定性、均一性极好的低成本高强度铌硼微合金化热轧h型钢。具体实施方式本发明采用了如下技术方案。一种含铌硼低成本高强度热轧h型钢，成分控制范围：c的质量分数0.08％-0.12％，si的质量分数≤0.45％，mn的质量分数1.40％-1.50％，p的质量分数≤0.025％，s的质量分数≤0.020％，nb的质量分数0.04-0.05％，b的质量分数0.0010％-0.0030％，alt的质量分数0-0.015％，n≤0.008％，其余为fe和不可避免的杂质。其具体工艺要求如下：工艺路线：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—lf炉外精炼—vd真空—异型坯连铸—铸坯上料—步进加热炉—高压水一次除磷—bd开坯—ccs万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切1、冶炼条件所用原材料及合金料，要符合标准规定要求，铁水预处理，铁水要求脱硫处理。2、转炉终点控制目标值见表1；表1转炉终点控制目标值c％p％出钢温度℃≥0.03＜0.010≥1640采用硅锰脱氧合金化，有铝终脱氧；出钢过程中进行钢包吹氩并保证吹氩效果，转炉出钢要求炉炉挡渣；保证正常时序，避免钢水过早、过晚到达精炼。3、精炼精炼白渣操作，全程按精炼规程进行吹ar操作，强化精炼的吹氩操作，保证就位样，离位样准确性。保证离位前软吹时间大于10min，保证软吹效果，避免钢液裸露，严禁软吹期间大氩气搅拌，软吹时间大于8分钟；根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作；精炼末期合金加入fe-b，fe-nb。4、vd真空脱气真空度≤0.10kpa，深真空时间≥15min，破真空后，喂入硅钙线，保证软吹时间大于15min，软吹期间钢水不得裸露；vd供铸机成分要求见2。表2vd供铸机成分要求单位：％csimnpsaltnb0.100.351.50≤0.015≤0.0150-0.0150.045nb≤0.0080.00135、连铸液相线温度：tl＝1517℃，钢水过热度：δt≤30℃，目标δt≤25℃，采用恒拉速操作，连铸坯定尺长度由生产部确定。6、热轧工艺加热炉工艺参数见表3，终轧温度850℃-920℃，目标值≤900℃。表3加热炉工艺参数7、检验规则铸坯质量：执行q/bg526-2015连铸异型坯的检验规则。铸坯表面无裂纹、结疤、砂眼、夹杂、气孔及针孔等缺陷。非金属夹杂物评定：钢材的非金属夹杂物评级依据国标gb/t10561-2005，见表4。晶粒度不小于7级，晶粒不均匀性应在三个级别范围内。表4夹杂物要求级别单位级abcdds≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5实施例1本实施例含铌硼420mpa大规格热轧h型钢所含组分及重量百分比为：c的质量分数0.08％，si的质量分数0.35％，mn的质量分数1.45％，p的质量分数0.010％，s的质量分数0.008％，nb的质量分数0.044％，b的质量分数0.0012％，alt的质量分数0.006％，n的质量分数0.0050％，其余为fe和不可避免的杂质。规格为h700×300×13×24，其生产过程为：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—lf炉外精炼—vd真空—异型坯连铸—铸坯上料—步进加热炉—高压水一次除磷—bd开坯—ccs万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切。关键控制参数：(1)出钢温度1604℃，中包测温1559℃、1555℃、1556℃。(2)在精炼工序中，精炼时间28分钟；白渣时间11分钟，精炼全程吹氩。精炼成分:c的质量分数0.07％，si的质量分数0.33％，mn的质量分数1.44％，p的质量分数0.009％，s的质量分数0.008％，nb的质量分数0.045％，b的质量分数0.0012，alt的质量分数0.007％，n的质量分数0.0053％。(4)vd真空：深真空时间16分钟。(3)连铸过程中，过热度为30℃，平均拉速为0.8m/min。(4)在轧制控制过程中，开轧温度1200℃，终轧温度900℃，矫直温度70℃。实施例2本实施例含铌硼420mpa大规格热轧h型钢所含组分及重量百分比为：c的质量分数0.12％，si的质量分数0.30％，mn的质量分数1.47％，p的质量分数0.009％，s的质量分数0.010％，nb的质量分数0.048％，b的质量分数0.0009％，alt的质量分数0.004％，n的质量分数0.0055％，其余为fe和不可避免的杂质。规格为h800×300×14×26，其生产过程为：高炉铁水—铁水预处理—转炉顶底复吹冶炼—lf炉外精炼—vd真空—异型坯连铸—铸坯上料—步进加热炉—高压水一次除磷—bd开坯—ccs万能轧制—热锯取样—步进冷床冷却—矫直—外形、表面质量检查—锯切。关键控制参数：(1)出钢温度1612℃，中包测温1551℃、1548℃、1558℃。(2)在精炼工序中，精炼时间25分钟；白渣时间13分钟，精炼全程吹氩。精炼成分:c的质量分数0.11％，si的质量分数0.31％，mn的质量分数1.45％，p的质量分数0.009％，s的质量分数0.010％，nb的质量分数0.047％，b的质量分数0.0009，alt的质量分数0.003％，n的质量分数0.0054％。(4)vd真空：深真空时间20分钟。(3)连铸过程中，过热度为28℃，平均拉速为0.78m/min。(4)在轧制控制过程中，开轧温度1198℃，终轧温度910℃，矫直温度73℃。表1本发明各实施例产品性能表2各实施例高倍组织本发明有效的克服了如下难点：难点一：本钢种属于包晶钢钢种，同时需要真空处理，该大断面实现连浇包晶钢存在时序、拉速与过热度不匹配的问题。难点二：含纯nb及b微合金化生产的异形坯均存在腹板裂纹，冬季低温下生产该钢种，包晶钢的裂纹明感性更强。本发明通过窄成分设计及工艺稳定性控制达到了设计要求，提供了一种产品稳定性、均一性极好的低成本高强度铌硼微合金化热轧h型钢。以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。当前第1页12