一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼及其制備方法，所述235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為：C0.08～0.16%、Si0.10～0.30%、Mn0.65～1.20%、P≤0.025%、S≤0.025%、Nb0.015～0.035%、Ti0.005～0.030%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。本發(fā)明主要通過降低碳、錳含量，應(yīng)用鈮鈦復(fù)合微合金化工藝，實現(xiàn)了高終軋溫度條件下235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼產(chǎn)品生產(chǎn)，生產(chǎn)得到的耐低溫?zé)彳圚型鋼力學(xué)性能良好，－20℃縱向沖擊功大于206J。
【專利說明】一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金技術(shù)、屬于耐低溫低合金結(jié)構(gòu)鋼，具體涉及一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐低溫H型鋼主要應(yīng)用于高寒地區(qū)的管廊、橋梁、電站設(shè)備、水利、能源、化工、起重運輸機(jī)械及其他較高載荷的鋼結(jié)構(gòu)件。此鋼材夾雜的非金屬材質(zhì)少，具有在低溫條件下耐沖擊力的特點。
[0003]中國發(fā)明專利申請CN101255527A公開了一種具有良好低溫沖擊韌性的加硼H型鋼及其制備方法，該發(fā)明鋼成分重量百分比為:C0.08~0.20%、Mnl.00~1.60%,Si0.10~0.55%、P ( 0.025%、S ( 0.025%、Nb0.015 ~0.035%、Β0.0005 ~0.0012%，余量為鐵和微量
雜質(zhì)，冶煉過程中，控制鋼中的氣體含量[N] ( 0.004%, [O] ( 0.0060%，該發(fā)明主要是通過加入微量硼對鋼材韌性的有利作用如抑制磷、硫偏析和沿晶斷裂，改善夾雜物的形態(tài)和分布等。但由于加入了 Nb和B，增加了產(chǎn)品的成本，同時需要保持較低的氮、氧含量，過程采用鋁脫氧，以保證良好的脫氧效果。
[0004]中國發(fā)明專利申請CN1421286A公開了一種含鈮鋼H型鋼的軋制方法，此發(fā)明涉及到的產(chǎn)品是耐_20°C低溫沖擊功。但其生產(chǎn)過程需要進(jìn)行850~920°C范圍內(nèi)的低溫控軋，生產(chǎn)裝備和工藝水平控制要求嚴(yán)格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼，該耐低溫?zé)彳圚型鋼力學(xué)性能良好，-20°C縱向沖擊功平均206J。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0007]一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼，所述耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為:C0.08 ~0.16%、Si0.10 ~0.30%、Mn0.65 ~1.20%、P ≤ 0.025%、S ≤ 0.025%、Nb0.015~0.035%、Ti0.005~0.030%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
[0008]優(yōu)選地，所述耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為:C0.09~0.13%、Si0.18 ~0.29%、Mn0.80 ~1.10%、P ( 0.020%、S〈0.010%、Nb0.020 ~0.030%,Ti 0.010 ~
0.020%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的另一個目的在于，還提供了一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
[0010]I)鐵水預(yù)脫硫:脫硫后保證鐵水中的硫含量為< 0.020wt% ；
[0011]2)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉；
[0012]3) LF精煉:精煉過程中充分?jǐn)嚢杌?，造黃白渣；
[0013]4)矩型坯連鑄:全程保護(hù)澆注，確保大包掛長水口開澆；
[0014]5)軋制，其中，制備的耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C0.08~0.16%、Si0.1O ~0.30%、Mn0.65 ~1.20%、P ≤ 0.025%、S ≤ 0.025%、Nb0.015 ~0.035%、Ti0.005~0.030%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
[0015]優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)爐冶煉步驟中，鋼包采用紅凈鎂碳磚包，烘烤溫度> 800°C ;采用硅錳、中錳、鈮鐵進(jìn)行合金化，合金成分按中限控制；采用鋁錳鐵脫氧，加入量2.5~4.0kg/t鋼；出鋼過程中加入爐渣改質(zhì)劑1.0kg,當(dāng)鋼水出至1/4時開始均勻加入合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準(zhǔn)鋼流沖擊區(qū)加入。
[0016]優(yōu)選地，LF精煉步驟還包括采用碳化鈣、硅鈣鋇、鋁粒進(jìn)行調(diào)渣，加入量為碳化鈣
1.5~2.5kg/t鋼、硅鈣鋇2.0~3.0kg/t鋼，并視渣況補加鋁粒脫氧。
[0017]優(yōu)選地，LF精煉步驟還包括取初樣后調(diào)整氧位至[O] < 20ppm定氧，喂入鈦線，鈦線喂入量1.2~2.4m/1鋼，喂線速度不小于3m/s。
[0018]優(yōu)選地，LF精煉步驟還包括精煉軟吹氬之前喂CaFe線，CaFe線喂入量為100~150m/爐；精煉后保持渣面微動小氬氣量攪拌IOmin以上，其中，所述渣面微動小氬氣量是指氬氣流量為50~150NL/min。
[0019]優(yōu)選地，在連鑄步驟中，中間包烘烤溫度為1100°C，結(jié)晶器對弧，使用全程保護(hù)澆注，
[0020]其中，二冷采用弱冷，結(jié)晶器采用非正弦振動，中間包采用低碳堿性覆蓋劑，覆蓋劑加入量為I~1.5kg/t鋼，液相線溫度為1518°C，中間包過熱度按20~25°C控制，鑄坯規(guī)格為 240mm X 375mm,拉速為 0.6 ~0.9m/min。
[0021]優(yōu)選地，在軋制步驟中，加熱爐的均熱溫度為1220~1260°C，鑄坯在爐時間為90~120min ;開軋溫度在翼緣外側(cè)為1170°C、在腹板中央為1150°C，終軋溫度在翼緣外側(cè)為950°C、在腹板中央為830°C，軋材在冷床自然冷卻，軋材的規(guī)格為HE200B H型鋼。
[0022]本發(fā)明主要通過降低碳、錳含量，應(yīng)用鈮鈦復(fù)合微合金化工藝，實現(xiàn)了高終軋溫度條件下235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼產(chǎn)品生產(chǎn)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明實施例，235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼的制備方法包括脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉(例如，120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉)、LF精煉、矩型坯全保護(hù)連鑄、軋制(例如，1-7軋機(jī)布置型式生產(chǎn)線軋制)。
[0024]具體地講，在根據(jù)本發(fā)明實施例的235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼的制備方法中，連鑄過程采用長水口全程保護(hù)澆鑄。
[0025]本發(fā)明未提及的工序，均可采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0026]同目前235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼生產(chǎn)比較，本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點在于:
[0027]1.本發(fā)明采用長水口全程保護(hù)澆鑄條件下，生產(chǎn)出耐低溫厚規(guī)格結(jié)構(gòu)鋼；
[0028]2.本發(fā)明采用鈮鈦復(fù)合微合金化工藝，煉鋼工序工藝控制簡單，合金回收率穩(wěn)定，軋制過程不需進(jìn)行低溫控軋，軋后不控冷且不進(jìn)行熱處理，完成235MPa級耐低溫(_20°C )沖擊功的H型鋼的成分設(shè)計及生產(chǎn)；
[0029]3.本發(fā)明通過成分調(diào)整，解決了原有煉鋼、軋鋼設(shè)備工藝?yán)匣?，難以適應(yīng)高附加值型鋼產(chǎn)品生產(chǎn)的難題，為實現(xiàn)普碳型鋼生產(chǎn)線向高性能型鋼生產(chǎn)線轉(zhuǎn)變奠定基礎(chǔ)；
[0030]4.本發(fā)明的耐低溫性能良好，_20°C沖擊功大于206J。
【專利附圖】

【附圖說明】[0031]圖1為本發(fā)明耐低溫?zé)彳圚型鋼工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面以附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0033]實施例1
[0034]如圖1所示，一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼的工藝路線為:
[0035]鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一矩型坯全保護(hù)連鑄一1-7軋機(jī)布置型式生產(chǎn)線軋制一檢驗入庫。
[0036]制備方法主要工藝措施:
[0037]1)鐵水到脫硫站，脫硫后保證鐵水中的硫含量為< 0.010wt% ；
[0038]2)轉(zhuǎn)爐冶煉:鋼包采用紅凈鎂碳磚包，烘烤溫度> SOO0C ;采用硅錳、中錳、鈮鐵進(jìn)行合金化，合金成分按中限控制；采用鋁錳鐵脫氧，加入量2.5~4.0kg/t鋼；出鋼過程中加入爐渣改質(zhì)劑1.0kg,當(dāng)鋼水出至1/4時開始均勻加入合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準(zhǔn)鋼流沖擊區(qū)加入；
[0039]3) LF精煉:采用碳化鈣、硅鈣鋇、鋁粒進(jìn)行調(diào)渣，加入量為碳化鈣1.5~2.5kg/t鋼、硅鈣鋇2.0~3.0kg/t鋼，并視渣況補加適量鋁粒脫氧；取初樣后定氧，如，喂入鈦線
1.2~2.4m/t鋼，如氧位不能達(dá)到要求，則調(diào)整氧位至[O] < 20ppm后喂入鈦線，喂線速度不小于3m/s，精煉軟吹氬之前喂CaFe線，CaFe線喂入量為100~150m/爐；精煉后保持渣面微動小氬氣量攪拌IOmin以上，其中，所述渣面微動小氬氣量是指氬氣流量為50-150NL/min ；
[0040]4)連鑄:中間包烘烤溫度為1100°C，結(jié)晶器對弧，使用全程保護(hù)澆注，其中，二冷采用弱冷，結(jié)晶器采用非正弦振動，中間包采用低碳堿性覆蓋劑，覆蓋劑加入量為I~1.5kg/t鋼，液相線溫度為1518°C，中間包過熱度按20~25 °C控制，鑄坯規(guī)格為240mmX 375mm,拉速為 0.6 ~0.9m/min。
[0041]5)加熱爐的均熱溫度為1220~1260°C，鑄坯在爐時間為90~120min，開軋溫度在翼緣外側(cè)為1170°C、在腹板中央為1150°C，終軋溫度在翼緣外側(cè)為950°C、在腹板中央為830 0C，軋材在冷床自然冷卻，軋材的規(guī)格為HE200B H型鋼。
[0042]HE200B H型鋼翼緣及腹板厚度與國標(biāo)H200X200H型鋼對比見表1。
[0043]表1:HE200B H型鋼翼緣及腹板厚度與國標(biāo)H200X200H型鋼對比
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼，其特征在于，所述耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為:C0.08 ~0.16%、Si0.10 ~0.30%、Mn0.65 ~1.20%、P ≤ 0.025%、S ≤ 0.025%、Nb0.015 ~0.035%、Ti0.005 ~0.030%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼，其特征在于，所述耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為:C0.09~0.13%、Si0.18~0.29%,Mn0.80~1.10%、P ≤ 0.020%、S〈0.010%、Nb0.020 ~0.030%、Ti0.010 ~0.020%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
3.—種235MPa級耐低溫?zé)彳圚型鋼的制備方法，所述制備方法包括以下步驟: 1)鐵水預(yù)脫硫:脫硫后保證鐵水中的硫含量為<0.020wt% ； 2)轉(zhuǎn)爐冶煉:采用頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉； 3)LF精煉:精煉過程中充分?jǐn)嚢杌禳S白渣； 4)矩型坯連鑄:全程保護(hù)澆注，確保大包掛長水口開澆； 5)軋制， 其中，制備的耐低溫?zé)彳圚型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C0.08~0.16%、Si0.10~0.30%,Mn0.65 ~1.20%、P ( 0.025%、S ( 0.025%、Nb0.015 ~0.035%、Ti0.005 ~0.030%,其余為鐵和微量雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)爐冶煉步驟中，鋼包采用紅凈鎂碳磚包，烘烤溫度> 800°C;采用硅錳、中錳、鈮鐵進(jìn)行合金化，合金成分按中限控制；采用鋁錳鐵脫氧，加入量2.5~4.0kg/t鋼；出鋼過程中加入爐渣改質(zhì)劑1.0kg,當(dāng)鋼水出至1/4時開始均勻加入合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準(zhǔn)鋼流沖擊區(qū)加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，LF精煉步驟還包括采用碳化鈣、硅鈣鋇、鋁粒進(jìn)行調(diào)渣，加入量為碳化鈣1.5~2.5kg/t鋼、硅鈣鋇2.0~3.0kg/t鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，LF精煉步驟還包括取初樣后調(diào)整氧位至[O] < 20ppm定氧,喂入鈦線,鈦線喂入量1.2~2.4m/t鋼，喂線速度不小于3m/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，LF精煉步驟還包括精煉軟吹氬之前喂CaFe線，CaFe線喂入量為100~150m/爐；精煉后保持渣面微動小氬氣量攪拌IOmin以上，其中，所述渣面微動小氬氣量是指氬氣流量為50~150NL/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在連鑄步驟中，中間包烘烤溫度為1100°C，結(jié)晶器對弧，使用全程保護(hù)澆注， 其中，二冷采用弱冷，結(jié)晶器采用非正弦振動，中間包采用低碳堿性覆蓋劑，覆蓋劑加入量為I~1.5kg/t鋼，液相線溫度為1518°C，中間包過熱度按20~25°C控制，鑄坯規(guī)格為 240mmX 375mm,拉速為 0.6 ~0.9m/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在軋制步驟中，加熱爐的均熱溫度為1220~1260°C，鑄坯在爐時間為90~120min ;開軋溫度在翼緣外側(cè)為1170°C、在腹板中央為1150°C，終軋溫度在翼緣外側(cè)為950°C、在腹板中央為830°C，軋材在冷床自然冷卻，軋材的規(guī)格為HE200B H型鋼。
【文檔編號】C22C38/14GK103834860SQ201410105485
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】付常偉, 韓蕾蕾, 馬文, 張濤, 宋志國, 宋恒俊, 方金林 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司