專利名稱：一種15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板及其生產(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15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼 ST52中厚板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在公知的技術(shù)中，傳統(tǒng)的ST52中厚板生產(chǎn)相當(dāng)繁瑣，并且生產(chǎn)出的鋼材質(zhì)量還不是很好，這對于企業(yè)提高競爭和提高收益，都有一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種節(jié)省成本、生產(chǎn)簡便的15_60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼 ST52中厚板及其生產(chǎn)方法。一種15_60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 10 0. 16,Si :0. 25 0. 45,Mn :1· 20 1. 50,P ( 0. 017,S ( 0. 003、Als 0. 015 0. 055、Nb :0. 020 0. 040、Ti :0. 010 0. 020，其它為 Fe 和殘留元素。所述15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板的碳當(dāng)量< 0. 41。所述15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板厚度為15_60mm。為達到上述目的，所述15_60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板的生產(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. 003%，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. 003%、含 P^O. 080%，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來控制，廢鋼嚴格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期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P彡0. 017%、C彡0. 05%、S彡0. 003%,出鋼過程中向鋼包內(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，加熱采用電流進行加熱，加熱時間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程補加脫氧劑，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精煉工藝VD真空度必須達到671 以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹 2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，在線包抽真空時間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 ；
連鑄中包過熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪:900A、5Hz、
330s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護管，鑄坯下線后要求堆冷彡12h ；
加熱加熱溫度及加熱時間如下預(yù)熱段溫度彡1100°C，加熱段溫度1240-1300°C，保溫段溫度1220-U80°C，加熱速度8-12min/Cm ；
控軋控冷開軋溫度1020°C 1100°C，一階段終軋溫度在980°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 5 3倍，二階段開軋溫度彡880°C，二階段保證單道次壓下率彡12%，累計壓下率> 60%，終軋溫度780 860°C，返紅溫度在600 680°C之間，然后送往矯直機矯直； 堆冷堆垛緩冷溫度不低于400°C，堆冷時間> 24小時。由于本發(fā)明通過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，在保證ST52成分的基礎(chǔ)上，嚴格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，同時嚴格控制軋鋼的加熱制度，軋制過程中嚴格控制終軋溫度、返紅溫度及冷卻速度，采用鋼板堆垛緩冷等方法，從而保證了 ST52鋼種15-60mm厚度鋼板的各項性能指標達到標準要求。在冶煉過程中，嚴格控制鋼中P (磷)、S (硫)等有害元素，保證鋼水的純凈度基本達到潔凈鋼水平。在后續(xù)軋制加熱過程中，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分長大，為鋼坯在軋制過程中晶粒的細化奠定堅實基礎(chǔ)。在軋制過程中，通過采用國內(nèi)先進的TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)，能夠保證ST52鋼板性能需求。與傳統(tǒng)的ST52碳當(dāng)量不變的情況下，通過TMCP軋制和鋼板堆垛緩冷方式，確保了鋼板性能達到國家標準要求。
具體實施例方式本發(fā)明所述的節(jié)省成本、生產(chǎn)簡便的15_60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 10 0· 16,Si :0. 25 0. 45,Mn :1. 20 1. 50、 P 彡 0. 017、S 彡 0. 003、Als 0. 015 0. 055、Nb 0. 020 0. 040、Ti 0. 010 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. 41。為達到上述目的，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. 003%,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. 003%、含P彡0. 080%，鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來控制，廢鋼嚴格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期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P彡0.017%、C^O. 05%、 S ( 0. 003%,出鋼過程中向鋼包內(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，精煉過程中全程吹氬，吹氬強度根據(jù)不同環(huán)節(jié)需要進行調(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，加熱過程根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進行加熱，加熱時間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程中要求根據(jù)造渣情況，補加脫氧劑，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精煉工藝中，VD真空度必須達到671 以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，正常在線包抽真空時間(抽真空前鋼水溫度一目標離站溫度)/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 ；在所述連鑄中，澆鋼前保證鑄機設(shè)備狀況良好，中包過熱度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澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護管， 中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅，澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬量，保證結(jié)晶器液面波動輕微，鑄坯下線后要求堆冷> 12h ；在所述加熱中，加熱溫度及加熱時間如下預(yù)熱段溫度< 1100°C，加熱段溫度1240-130(TC，保溫段溫度1220-U80°C，加熱速度8-12min/ 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，嚴格堅持“高溫、低速、 大壓下”的軋制要求，開軋溫度1020°C 1100°C，一階段終軋溫度在980°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 5 3倍，為精軋階段累計變形量及細化晶粒、位錯強化奠定基礎(chǔ)，二階段開軋溫度< 880°C，二階段保證單道次壓下率> 12%，累計壓下率> 60%，確保變形滲透使奧氏體內(nèi)部晶粒被壓扁拉長，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，達到細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，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，返紅溫度在600 680°C之間(40mm以下不適用ACC)，然后送往矯直機矯直；在所述堆冷中，堆垛緩冷溫度不低于400°C，堆冷時間> 24小時。實施例1
通過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15_60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分 (單位，wt%) :C :0. 11、Si :0. 44、Mn :1. 22、P :0. 015、S :0. 001、Als :0. 050、Nb :0. 020、Ti 0.019，其它為Fe和殘留元素。實施例2
通過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15_60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分 (單位，wt%) :C :0. 15、Si :0. 26、Mn :1. 50、P :0. 002、S :0. 003、Als :0. 017、Nb :0. 038、Ti 0.010，其它為Fe和殘留元素。機械力學(xué)性能分析
成份及機械力學(xué)性能按ASTM A370執(zhí)行，機械性能具體見下表1
表1 15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板機械力學(xué)性能360 420 MPa，平均達到了 400 MPa,比標準富裕55MPa ；抗拉強度控制在520 600 MPa, 平均達到了 580 MPa,比標準富裕IlOMPa ；伸長率控制在23%- %，平均達到26%，比標準富裕3% ；-400C V型沖擊功控制在120 200J，平均達到了 170J，完全達到ST52的水平。
外檢及探傷所研制的鋼板外檢，正品率100%，按JB/T 47030進行探傷，合一級率為80%，合三級率為100%，達到了預(yù)期效果。
權(quán)利要求
1.一種15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，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. 10 0. 16、Si :0. 25 0. 45、Mn :1· 20 1. 50、P 彡 0. 017、 S 彡 0. 003、Als 0. 015 0. 055、Nb :0. 020 0. 040、Ti :0. 010 0. 020，其它為 Fe 和殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，其特征在于所述 15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板的碳當(dāng)量< 0. 41。
3.如權(quán)利要求1所述的15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，其特征在于所述 15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板厚度為15_60mm。
4.如權(quán)利要求1所述的15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板的生產(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. 003%，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. 003%、含 P^O. 080%，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來控制，廢鋼嚴格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期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P彡0. 017%、C彡0. 05%、S彡0. 003%,出鋼過程中向鋼包內(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，加熱采用電流進行加熱，加熱時間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程補加脫氧劑，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精煉工藝VD真空度必須達到671 以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹 2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，在線包抽真空時間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澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護管，鑄坯下線后要求堆冷彡12h ；加熱加熱溫度及加熱時間如下預(yù)熱段溫度彡1100°C，加熱段溫度1240-1300°C，保溫段溫度1220-U80°C，加熱速度8-12min/Cm ；控軋控冷開軋溫度1020°C 1100°C，一階段終軋溫度在980°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 5 3倍，二階段開軋溫度彡880°C，二階段保證單道次壓下率彡12%，累計壓下率> 60%，終軋溫度780 860°C，返紅溫度在600 680°C之間，然后送往矯直機矯直； 堆冷堆垛緩冷溫度不低于400°C，堆冷時間> 24小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種15-60mm厚度熱軋結(jié)構(gòu)鋼ST52中厚板，所述厚板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)C0.10～0.16、Si0.25～0.45、Mn1.20～1.50、P≤0.017、S≤0.003、Als0.015～0.055、Nb0.020～0.040、Ti0.010～0.020，其它為Fe和殘留元素。碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.41。通過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，在保證ST52成分的基礎(chǔ)上，嚴格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，同時嚴格控制軋鋼的加熱制度，軋制過程中嚴格控制終軋溫度、返紅溫度及冷卻速度，采用鋼板堆垛緩冷等方法，從而保證了ST52鋼種15-60mm厚度鋼板的各項性能指標達到標準要求。
文檔編號B21B45/02GK102345053SQ20111017645
公開日2012年2月8日 申請日期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, 孫炳紅, 崔冠軍, 張立新, 朱書成, 李亮亮, 李忠波, 袁永旗, 許少普, 賈濤, 趙迪, 高照海 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司