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一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼s355k2z35厚板及其生產(chǎn)方法

文檔序號(hào):3346276閱讀:252來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼s355k2z35厚板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于中厚鋼板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及到一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35 厚板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)
在公知的技術(shù)中,傳統(tǒng)的S335K2Z35厚板生產(chǎn)需要進(jìn)行正火處理,這樣使得生產(chǎn)能耗增大,生產(chǎn)成本增高,對(duì)企業(yè)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)很不利。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種節(jié)省成本、生產(chǎn)簡(jiǎn)便的高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35 厚板及其生產(chǎn)方法。一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板,包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位, wt%) :C :0. 06 0· 14、Si :0. 20 0· 45、Mn :1· 30 1· 45、P 彡 0· 018、S 彡 0. 007、Als 0. 015 0. 050,Nb 0. 020 0. 040,V 0. 010 0. 025,Ti 0. 015 0. 020,其它為 Fe 和殘
留元素。所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0. 40。所述高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板厚度為15_45mm。為達(dá)到上述目的,所述高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板的生產(chǎn)方法,包括如下生
產(chǎn)步驟
KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣,保證液面渣層厚度彡20mm,鐵水經(jīng)KR 攪拌脫硫后保證鐵水S ( 0. 005%,保證脫硫周期< 2Imin、脫硫溫降< 20°C ;
轉(zhuǎn)爐冶煉采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S ( 0. 005%、 含P < 0. 080%,鐵水溫度彡1270 °C,鐵水裝入量誤差按士 It來(lái)控制,過(guò)程槍位按前期 1.0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制,造渣堿度R按2. 5-4.0控制,出鋼目標(biāo) P彡0. 015%、C彡0. 05%、S彡0. 012%,出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石,出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼,出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣,保證渣層厚度 ^ 30mm,轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中要求全程吹氬;
吹氬處理氬站一次性加入鋁線,在氬站要求強(qiáng)吹氬3min,流量200-500NL/min,鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm,離氬站溫度不得低于1570°C ;
LF精煉精煉過(guò)程中全程吹氬,加入渣料,堿度按4. 0-6. 0控制,加入脫氧劑,加熱采用電流進(jìn)行加熱,加熱時(shí)間按兩次控制,一加熱7-12min、二加熱6-lOmin,二加熱過(guò)程中補(bǔ)加脫氧劑,并要求粘渣次數(shù)大于6次,離站前加入硅鈣線,加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣,不采用真空脫氣的上鋼溫度1565士 15°C,采用真空脫氣的上鋼溫度1610士 15°C ;
VD精煉VD真空度必須達(dá)到67Pa以下,保壓時(shí)間必須彡15min,破真空后軟吹2-5min 或不吹,軟吹過(guò)程中鋼水不得裸露,在線包抽真空時(shí)間1. 7min,覆蓋劑保證鋪滿鋼液面,力口覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣,上鋼溫度1565士 15°C ;連鑄中包過(guò)熱度15士 10°C,拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪:900A、5Hz、30s-3-30s,連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄,大包開(kāi)澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管,鑄坯下線后要求堆冷彡12h ;
加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C,加熱段溫度1220-U80°C,保溫段溫度1200-U60°C,加熱速度8-13min/Cm ;
控軋控冷開(kāi)軋溫度1100°C 1150°C,一階段終軋溫度在980°C 1000°C,待溫厚度為成品厚度的2. 2 2. 5倍,二階段開(kāi)軋溫度彡9000C,二階段保證單道次壓下率彡15%,累計(jì)壓下率> 60%,終軋溫度780 860°C,軋后采用不同的層流冷卻,通過(guò)調(diào)整冷卻集管組數(shù),確保冷卻速度控制在4-6°C /S,返紅溫度在640 720°C之間,然后送往矯直機(jī)矯直;堆冷堆垛緩冷溫度不低于450°C,堆冷時(shí)間> 24小時(shí)。由于本發(fā)明通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝,在原有的S33^(2Z35高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼的成分基礎(chǔ)上,適當(dāng)調(diào)整S335K2Z35中C、Mn、Nb合金元素的含量和比例,并嚴(yán)格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量,同時(shí)嚴(yán)格控制軋鋼的加熱制度,軋制過(guò)程采用降低終軋溫度、軋后提高冷卻速度和軋后鋼板堆垛緩冷的方式,從而保證了 S33^(2Z35鋼種15-45mm厚度鋼板的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在冶煉過(guò)程中,嚴(yán)格控制鋼中P (磷)、S (硫)等有害元素,保證鋼水的純凈度基本達(dá)到潔凈鋼水平,在后續(xù)軋制加熱過(guò)程中,為防止鋼坯內(nèi)部晶粒粗大,適當(dāng)降低加熱溫度,避免鋼坯內(nèi)部原始奧氏體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大,為鋼坯在軋制過(guò)程中晶粒的細(xì)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),在軋制過(guò)程中,通過(guò)采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù),能夠保證S33^(2Z35鋼板性能需求。這樣,與傳統(tǒng)的S33^(2Z35碳當(dāng)量不變的情況下,通過(guò)TMCP軋制和鋼板堆垛緩冷方式,確保了鋼板性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,同時(shí)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、取消了正火處理流程,降低生產(chǎn)能耗,大大降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的節(jié)省成本、生產(chǎn)簡(jiǎn)便的高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S35^(2Z35厚板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位,wt%) :C :0. 06 0. 14、Si :0. 20 0. 45、Mn :1. 30 1. 45、P 彡 0. 018、S 彡 0. 007、Als :0. 015 0. 050、Nb :0. 020 0. 040、V :0. 010 0. 025、Ti
0.015 0. 020,其它為Fe和殘留元素。碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡0. 40。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷。在所述KR鐵水預(yù)處理中,到站鐵水必須扒前渣與扒后渣,保證液面渣層厚度彡20mm,鐵水經(jīng)KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡0. 005%,保證脫硫周期< 21min、脫硫溫降< 20°C;在所述轉(zhuǎn)爐冶煉中,采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S彡0. 005%,P彡0. 080%,鐵水溫度彡1270°C,鐵水裝入量誤差按士 It來(lái)控制,廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料,過(guò)程槍位按前期1. 0-1. 3m、中期1. 2-1. 6m、后期
1.0-1. Im控制,造渣堿度R按2. 5-4. 0控制,出鋼目標(biāo)P彡0. 015%、C彡0. 05%、S ( 0. 012%,出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石,出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼,出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣,保證渣層厚度< 30mm,轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中要求全程吹氬;在所述吹氬處理中,氬站一次性加入鋁線,在氬站要求強(qiáng)吹氬3min,流量200-500NL/min,鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm,離氬站溫度不得低于1570°C ;在所述LF精煉中,精煉過(guò)程中全程吹氬,吹氬強(qiáng)度根據(jù)不同環(huán)節(jié)需要進(jìn)行調(diào)節(jié),加入精煉渣料,堿度按4. 0-6. 0控制,精煉脫氧劑以電石、鋁粒、硅鐵粉為主,加入量根據(jù)鋼水中氧含量及造白渣情況適量加入,加熱過(guò)程根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進(jìn)行加熱,加熱時(shí)間按兩次控制,一加熱7-12min、二加熱6-lOmin,二加熱過(guò)程中要求根據(jù)造渣情況,補(bǔ)加脫氧劑,并要求粘渣次數(shù)大于6次,離站前加入硅鈣線,加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣,上鋼溫度1565士 15°C (不采用真空脫氣)/1610士 15°C (采用真空脫氣);在所述VD精煉中,VD真空度必須達(dá)到67Pa以下, 保壓時(shí)間必須> 15min,破真空后軟吹2-5min或不吹,軟吹過(guò)程中鋼水不得裸露,正常在線包抽真空時(shí)間(抽真空前鋼水溫度一目標(biāo)離站溫度)/l. 7min,覆蓋劑,保證鋪滿鋼液面,力口覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣,上鋼溫度1565士 15°C ;在所述連鑄中,澆鋼前保證鑄機(jī)設(shè)備狀況良好,中包過(guò)熱度 15士 10°C,拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/kg,電攪:900A、5Hz、30s-3-30s, 連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄,大包開(kāi)澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管,中包澆注過(guò)程中必須保證鋼液面不見(jiàn)紅,澆鋼過(guò)程中合理控制塞棒吹氬量,保證結(jié)晶器液面波動(dòng)輕微,鑄坯下線后要求堆冷> 12h ;在所述加熱中,加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度900-100(TC,加熱段溫度1220-1280°C,保溫段溫度1200-1260°C,加熱速度8-13min/Cm ;在所述控軋控冷中,結(jié)合煉鋼化學(xué)成分,為防止混晶和晶粒粗大,嚴(yán)格堅(jiān)持“高溫、低速、大壓下”的軋制要求,開(kāi)軋溫度1100°C 1150°C,一階段終軋溫度在980°C 1000°C,待溫厚度為成品厚度的2. 2 2. 5倍,為精軋階段累計(jì)變形量及細(xì)化晶粒、位錯(cuò)強(qiáng)化奠定基礎(chǔ),二階段開(kāi)軋溫度< 900°C, 二階段保證單道次壓下率> 15%,累計(jì)壓下率> 60%,確保變形滲透使奧氏體內(nèi)部晶粒被壓扁拉長(zhǎng),增大晶界有效面積并有效形成大量變形帶,為奧氏體相變提供更多的形核點(diǎn),達(dá)到細(xì)化奧氏體晶粒的目的,終軋溫度780 860°C,由于軋后緩冷易使晶粒長(zhǎng)大,并且組織中的C、Mn等合金固溶量有限,因此要控制適當(dāng)?shù)睦鋮s速度,為了獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能, 根據(jù)板厚的不同,軋后采用不同的層流冷卻,通過(guò)調(diào)整冷卻集管組數(shù),確保冷卻速度控制在 4-60C /S,返紅溫度在640 720°C之間,然后送往矯直機(jī)矯直;在所述堆冷中,堆垛緩冷溫度不低于450°C,堆冷時(shí)間彡24小時(shí)。實(shí)施例1
通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝,獲得一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板,它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位,wt%) :C :0. 07,Si :0. 44,Mn :1· 30,P :0· 016,S :0· 001、Als :0· 048,Nb :0· 022,V :0· 024、 Ti :0. 016,其它為Fe和殘留元素。實(shí)施例2
通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝,獲得一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板,它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位,wt%) :C :0. 13、Si :0. 21,Mn :1· 43, P :0· 003、S :0· 006、Als :0· 013,Nb :0· 038、V :0· 010、 Ti :0. 019,其它為Fe和殘留元素。機(jī)械力學(xué)性能分析
成份及機(jī)械力學(xué)性能按Em0025-1執(zhí)行,機(jī)械性能具體見(jiàn)下表1
表1 S355K2Z35厚板機(jī)械力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S35^(2Z35厚板,其特征在于包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位,wt%) :C :0. 06 0. 14,Si :0. 20 0. 45,Mn :1· 30 1. 45,P ( 0. 018,S ( 0. 007、Als 0. 015 0. 050、Nb :0. 020 0. 040、V :0. 010 0. 025、Ti :0. 015 0. 020,其它為Fe和殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S35^(2Z35厚板,其特征在于所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0. 40。
3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S35^(2Z35厚板,其特征在于所述高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板厚度為15_45mm。
4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S35^(2Z35厚板的生產(chǎn)方法,其特征在于包括如下生產(chǎn)步驟KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣,保證液面渣層厚度彡20mm,鐵水經(jīng)KR攪拌脫硫后保證鐵水S ( 0. 005%,保證脫硫周期< 2Imin、脫硫溫降< 20°C ;轉(zhuǎn)爐冶煉采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S ( 0. 005%、含P < 0. 080%,鐵水溫度彡1270 0C,鐵水裝入量誤差按士 It來(lái)控制,過(guò)程槍位按前期 .0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制,造渣堿度R按2. 5-4.0控制,出鋼目標(biāo)P彡0. 015%、C彡0. 05%、S彡0. 012%,出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)加硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石,出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼,出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣,保證渣層厚度^ 30mm,轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中要求全程吹氬;吹氬處理氬站一次性加入鋁線,在氬站要求強(qiáng)吹氬3min,流量200-500NL/min,鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm,離氬站溫度不得低于1570°C ;LF精煉精煉過(guò)程中全程吹氬,加入渣料,堿度按4. 0-6. 0控制,加入脫氧劑,加熱采用電流進(jìn)行加熱,加熱時(shí)間按兩次控制,一加熱7-12min、二加熱6-lOmin,二加熱過(guò)程中補(bǔ)加脫氧劑,并要求粘渣次數(shù)大于6次,離站前加入硅鈣線,加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣,不采用真空脫氣的上鋼溫度1565士 15°C,采用真空脫氣的上鋼溫度1610士 15°C ;VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下,保壓時(shí)間必須彡15min,破真空后軟吹2-5min或不吹,軟吹過(guò)程中鋼水不得裸露,在線包抽真空時(shí)間1. 7min,覆蓋劑保證鋪滿鋼液面,加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣,上鋼溫度1565士 15°C ;連鑄中包過(guò)熱度15士 10°C,拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪:900A、5Hz、30s-3-30s,連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄,大包開(kāi)澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管,鑄坯下線后要求堆冷彡12h ;加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C,加熱段溫度1220-U80°C,保溫段溫度1200-U60°C,加熱速度8-13min/Cm ;控軋控冷開(kāi)軋溫度1100°C 1150°C,一階段終軋溫度在980°C 1000°C,待溫厚度為成品厚度的2. 2 2. 5倍,二階段開(kāi)軋溫度彡9000C,二階段保證單道次壓下率彡15%,累計(jì)壓下率> 60%,終軋溫度780 860°C,軋后采用不同的層流冷卻,通過(guò)調(diào)整冷卻集管組數(shù),確保冷卻速度控制在4-6°C /S,返紅溫度在640 720°C之間,然后送往矯直機(jī)矯直;堆冷堆垛緩冷溫度不低于450°C,堆冷時(shí)間> 24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼S355K2Z35厚板,所述厚板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位,wt%)C0.06~0.14、Si0.20~0.45、Mn1.30~1.45、P≤0.018、S≤0.007、Als0.015~0.050、Nb0.020~0.040、V0.010~0.025、Ti0.015~0.020,其它為Fe和殘留元素。碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.40。通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝,在原有的S335K2Z35高強(qiáng)韌性結(jié)構(gòu)鋼的成分基礎(chǔ)上,適當(dāng)調(diào)整S335K2Z35中C、Mn、Nb合金元素的含量,并嚴(yán)格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量,嚴(yán)格控制軋鋼的加熱制度,軋制過(guò)程采用降低終軋溫度、軋后提高冷卻速度和軋后鋼板堆垛緩冷的方式,從而保證了S335K2Z35鋼種15-45mm厚度鋼板的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號(hào)C22C33/04GK102367544SQ20111017669
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者于颯, 劉慶波, 崔冠軍, 張強(qiáng), 張立新, 朱書(shū)成, 李亮亮, 李忠波, 袁永旗, 許少普, 賈濤, 趙迪, 高照海 申請(qǐng)人:南陽(yáng)漢冶特鋼有限公司
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