一种建筑结构用厚钢板及其生产方法与流程

本发明属于冶金，涉及一种建筑结构用厚钢板及其生产方法。

背景技术：

1、随着高层建筑和超高层建筑的发展，建筑结构用厚钢板的需求也越来越迫切，特别是超高层建筑中的箱式柱更需要厚钢板。此外，大型综合体建筑中也大量使用到专用建筑结构用厚钢板。

2、近年来，建筑结构用厚钢板的强度级别和厚度需求不断提升，gb/t19879-2015建筑结构用厚钢板q460gj的最大厚度规格为150mm。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种建筑结构用厚钢板及其生产方法，所生产的钢板厚度规格为110~160mm，满足q460gj力学性能要求。

2、本发明的技术方案：

3、一种建筑结构用厚钢板，钢的化学成分重量百分比为c=0.16%～0.18%，si=0.20%～0.50%，mn=1.50%～1.60%，p≤0.015%，s≤0.005%，cr=0.20%～0.30%， nb=0.040%～0.050%，v=0.055~0.065%，ti=0.008%～0.020%，al=0.020%～0.050%，b=0.0012~0.0020%，h≤0.0002%，n≤0.0090%，o≤0.0012%，其余为fe和不可避免的杂质，cev≤0.54%；钢板屈服强度440~580mpa，抗拉强度550~720mpa，伸长率≥18%，屈强比≤0.83，满足3a半径180°冷弯，20、0、-20℃冲击akv≥47j，z向面缩率≥35%。

4、优化的，钢的化学成分重量百分比为c=0.17%～0.18%，si=0.20%～0.30%，mn=1.50%～1.55%，p≤0.012%，s≤0.003%，cr=0.20%～0.25%，nb=0.040%～0.045%，v=0.055~0.060%，ti=0.012%～0.018%，al=0.030%～0.050%，b=0.0012~0.0020%，h≤0.0002%，n≤0.0050%，o≤0.0012%，其余为fe和不可避免的杂质，cev≤0.50%。

5、一种建筑结构用厚钢板的生产方法，关键工艺步骤包括：

6、（1）转炉冶炼：顶底复吹转炉，控制出钢温度1570～1620℃，转炉出钢p≤0.008%，出钢过程中加入脱氧剂、合金进行脱氧合金化，其中合金采用低p合金，避免钢水涨p。

7、（2）精炼：大包钢水在lf炉送电升温后进行化学成分精确调整，随后进入rh炉或vd炉抽进行真空处理，出站测量钢水气体h≤0.00015%，n≤0.0050%，o≤0.0010%。

8、（3）连铸：中包过热度8～25℃，采用动态轻压下或重压下技术提高连铸坯内部质量，使用末段电搅控制偏析，连铸坯厚度尺寸350～450mm、宽度尺寸1700～2500mm。

9、（4）加热：预热段温度650～900℃，加热段温度1100～1250℃，均热段温度1180～1250℃，在炉时间≥420min。

10、（5）轧制：采用两阶段控制轧制，粗轧轧制温度1200～1050℃，粗轧累计压缩比≥1.6，中间坯厚度180～220mm，精轧开轧温度850～890℃，精轧累计压缩比≥1.2，精轧终轧温度790～820℃。钢板轧后堆冷，堆冷温度≥250℃，堆冷时间≥48h。

11、（6）热处理：采用正火快冷+回火工艺，正火加热温度880～930℃，加热速度1.6～2.2min/mm，保温时间20～50min，分段式辊式淬火机快冷；回火加热温度500～600℃，加热速度2.0～3.5min/mm，保温时间30～70min，回火出炉堆冷，堆冷温度≥200℃，堆冷时间≥16h。

12、优化的，步骤（3）中，中包过热度8～20℃，连铸坯厚度450mm。

13、优化的，步骤（6）中，正火加热温度890~910℃，回火加热温度500~550℃。

14、发明原理：本发明的建筑结构用厚钢板，厚度规格110～160mm，交货状态为热处理。化学成分以c、si、mn为基础，通过间隙固溶强化和置换固溶强化，使钢板具有低合金钢的基本特征；添加适量的nb、v、ti、al等微合金元素，一方面细化晶粒实现强度提升，另一方面通过析出强化提高强度；通过反复试验确认在钢板中添加cr、b以提升强度，一方面提高过冷奥氏体稳定性以细化组织，另一方面延迟钢中的铁素体和珠光体转变，提高贝氏体组织比例；严格控制钢中p、s等有害元素，并通过lf、真空处理等方式二次精炼提高钢的纯净度，连铸末端电磁搅拌和动态压下等改善连铸坯致密性；通过rh/vd真空处理降低钢水中的n，并采用al、ti、nb等微合金元素固氮，以提高钢中有效b的作用；采用大厚度断面连铸坯，保证钢板压缩比，改善钢板内部致密度并修复内部缺陷；钢板热处理采用正火快冷，以保证钢板厚内位置冷却速率能够达到薄规格钢板空冷的冷却速率，从而保证钢板厚内位置的组织和性能；钢板回火热处理，使组织性能进一步稳定化。

15、本发明的有益效果：本发明的建筑结构用厚钢板，钢板最大厚度可以达到160mm，具有良好的力学性能，可满足gb/t19879中q460gj中质量等级c级和d级的各项性能指标。钢板厚度方向性能满足gb/t5313中z35质量等级要求。钢板满足q460gj力学性能要求，屈服强度440~580mpa，抗拉强度550~720mpa，伸长率≥18%，屈强比≤0.83，满足3a半径180°冷弯，20℃、0℃、-20℃冲击akv≥47j，z向面缩率≥35%。

技术特征：

1.一种建筑结构用厚钢板，其特征在于：钢的化学成分重量百分比为c=0.16%～0.18%，si=0.20%～0.50%，mn=1.50%～1.60%，p≤0.015%，s≤0.005%，cr=0.20%～0.30%， nb=0.040%～0.050%，v=0.055~0.065%，ti=0.008%～0.020%，al=0.020%～0.050%，b=0.0012~0.0020%，h≤0.0002%，n≤0.0090%，o≤0.0012%，其余为fe和不可避免的杂质，cev≤0.54%；钢板屈服强度440~580mpa，抗拉强度550~720mpa，伸长率≥18%，屈强比≤0.83，满足3a半径180°冷弯，20、0、-20℃冲击akv≥47j，z向面缩率≥35%。

2.根据权利要求1所述的一种建筑结构用厚钢板，其特征在于：钢的化学成分重量百分比为c=0.17%～0.18%，si=0.20%～0.30%，mn=1.50%～1.55%，p≤0.012%，s≤0.003%，cr=0.20%～0.25%，nb=0.040%～0.045%，v=0.055~0.060%，ti=0.012%～0.018%，al=0.030%～0.050%，b=0.0012~0.0020%，h≤0.0002%，n≤0.0050%，o≤0.0012%，其余为fe和不可避免的杂质，cev≤0.50%。

3.一种如权利要求1的建筑结构用厚钢板的生产方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

4.根据权利要求3所述的建筑结构用厚钢板的生产方法，其特征在于：步骤（3）中，中包过热度8～20℃，连铸坯厚度450mm。

5.根据权利要求3所述的建筑结构用厚钢板的生产方法，其特征在于：步骤（6）中，正火加热温度890~910℃，回火加热温度500~550℃。

技术总结
一种建筑结构用厚钢板及其生产方法，钢的化学成分重量百分比为C=0.16%～0.18%，Si=0.20%～0.50%，Mn=1.50%～1.60%，P≤0.015%，S≤0.005%，Cr=0.20%～0.30%，Nb=0.040%～0.050%，V=0.055~0.065%，Ti=0.008%～0.020%，Al=0.020%～0.050%，B=0.0012~0.0020%，H≤0.0002%，N≤0.0090%，O≤0.0012%，其余为Fe和不可避免的杂质，CEV≤0.54%；工艺步骤包括转炉冶炼、LF精炼、真空脱气、连铸、加热、轧制、热处理。所生产的钢板，屈服强度440~580MPa，抗拉强度550~720MPa，伸长率≥18%，满足3a半径180°冷弯，20、0、‑20℃冲击Akv≥47J，Z向面缩率≥35%。

技术研发人员：周光杰,刘晓玮,高擎,周文浩,史术华,张勇伟,王振,冯赞,脱臣德,高海亮,王一鸣,田勇,金韬,彭清,杨龙龙
受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10