專利名稱：一種耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋h型鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技木、屬于耐低溫低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，具體涉及ー種耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
耐低溫結(jié)構(gòu)用H型鋼主要應(yīng)用于高寒地區(qū)的建筑、船舶、橋梁、電站設(shè)備、水利、能源、化工、起重運(yùn)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(diǎn)。中國發(fā)明專利申請CN101255527A(申請?zhí)?00810014488. 8)公開了ー種具有良好低溫沖擊韌性的加硼H型鋼及其制備方法，此發(fā)明鋼成分重量百分比為C0. 08
0.20 %、Mnl. 00 I. 60 %、SiO. 10 0. 55 %、P 彡 0. 025 %、S 彡 0. 025 %、NbO. 015
0.035%, B0. 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%,
^ 0. 0060%，此發(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，増加了產(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，但是對半保護(hù)澆注的異型坯連鑄機(jī)來說，鋁脫氧是不可行的。中國發(fā)明專利申請CN1421286A(申請?zhí)?2138375. 8)公開了ー種含鈮鋼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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種耐低溫鋼力學(xué)性能良好的耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了ー種耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼，所述耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C 0. 12 0.22%、SiO. 10 0.40%、Mn
1.I I. 50%, P く 0. 025%, S く 0. 025%, V 0. 01 0. 05%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。優(yōu)選地，所述耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C0. 15
0.18 Si 0. 20 0. 35 %、Mn I. 30 I. 50 %、P 彡 0. 020 %、S < 0. 008 %、VO. 01
0.02%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了ー種耐低溫結(jié)構(gòu)用H型鋼的制備方法，所述制備方法包括鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、異型坯全保護(hù)連鑄、軋制，其特征在干，I)鐵水預(yù)脫硫脫硫后保證鐵水中的硫含量為< 0. OlOwt% ；2)轉(zhuǎn)爐冶煉米用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉；3)LF精煉精煉過程中先充分?jǐn)嚢杌?，造黃白渣；4)異型坯全保護(hù)連鑄采用浸入式扁平水口全保護(hù)澆鑄；5)軋制，其中，制備的耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為 C 0. 12 0. 22%, Si 0. 10 0. 40%, Mn I. I I. 50%, P 彡 0. 025%,S ( 0. 025%, V 0.01 0.05%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)爐冶煉步驟中，采用大渣量低槍位操作，吹煉過程渣料分兩批加入，首批加入2/3渣料；鋼包采用底吹良好的紅凈鋼包，烘烤溫度彡800°C;采用硅錳、中錳、釩氮進(jìn)行合金化，鋼水中合金元素的目標(biāo)值按相應(yīng)元素范圍的中間值控制；采用硅鈣鋇脫氧，加入量I. 5 2. Okg/t鋼；出鋼過程中加入合成渣6-10kg/t鋼，當(dāng)鋼水出至1/4時開始均勻、依次加入硅錳、中錳、硅鈣鋇、釩氮合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準(zhǔn)鋼流沖擊區(qū)加入。在本發(fā)明的實(shí)施例中，LF精煉步驟還可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12min以上，其中，所述渣面微動小IS氣量是指IS氣流量為50-150NL/min。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在連鑄步驟中，中間包烘烤溫度為1100°c，結(jié)晶器對弧，使用浸入式水口全保護(hù)保護(hù)澆注，其中，ニ 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 I. 5kg/t鋼，液相線溫度為1511°C，中間包過熱度按20 30°C控制，中包第一爐溫度控制在1540 1550°C，連澆爐次控制在1530 1540°C，連鑄機(jī)為一機(jī)三流，鑄還規(guī)格為555mmX 440mmX 90mm,拉速為0. 8 0. 9m/min。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在軋制步驟中，加熱爐的均熱溫度為1240 1270°C，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H300X300H型鋼。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明主要針對耐低溫結(jié)構(gòu)用H型鋼在成分、冶煉及軋制過程中的問題，提供了ー種耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼及其制備方法，本發(fā)明的耐低溫鋼力學(xué)性能良好，-20°C縱向沖擊功平均90J。本發(fā)明主要通過降低硫含量，微合金化主要應(yīng)用釩，沒有添加其他的元素，連鑄過程采用浸入式扁平水口全保護(hù)澆鋳。因異型坯連鑄機(jī)的復(fù)雜性，不采用鋁脫氧。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C
0.12 0.22%、Si 0. 10 0.40%、Mn I. I I. 50%、P 彡 0. 025%、S 彡 0. 025%、V 0. 01
0.05%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。本成分設(shè)計特點(diǎn)是P、S含量低、V合金加入量低，在保證產(chǎn)品具有較高低溫韌性的前提下，實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)。可選地，根據(jù)本發(fā)明的耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)優(yōu)選為C 0. 15 0. 18%,Si 0. 20 0. 35%,Mn I. 30 I. 50%,P く 0. 020%,S < 0. 008%,
V0. 01 0. 02%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，耐低溫結(jié)構(gòu)用H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、異型坯全保護(hù)連鑄、軋制(例如，1-3軋機(jī)布置型式生產(chǎn)線軋制)。具體地講，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐低溫結(jié)構(gòu)用H型鋼的制備方法中，連鑄過程采用浸入式水口全保護(hù)澆鋳。此外，由于異型坯連鑄機(jī)的復(fù)雜性，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的耐低溫結(jié)構(gòu)用H型鋼的制備方法不采用鋁脫氧。本發(fā)明未提及的エ序，均可采用現(xiàn)有技木。下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明，但不限于此。
實(shí)施例エ藝路線為鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一異型坯全保護(hù)連鑄一1-3軋機(jī)布置型式生產(chǎn)線軋制一檢驗(yàn)入庫。制備方法主要エ藝措施(I)鐵水到脫硫站，脫硫后保證鐵水中的硫含量為< 0. OlOwt (2)轉(zhuǎn)爐冶煉入爐原料必須滿足以下要求鐵水含硫量彡0. 010wt% ;采用大渣量低槍位操作，吹煉過程，渣料分兩批(首批加入2/3渣料)加入，全程渣子化好、化透。鋼包采用底吹良好的紅凈鋼包，烘烤溫度彡800°C。采用硅錳、中錳(FeMn78C2. O)、釩氮進(jìn)行合金化。要求合金干凈、干燥。鋼水中合金元素的目標(biāo)值按相應(yīng)元素范圍的中間值控制。采用硅鈣鋇脫氧，加入量I. 5 2. Okg/t鋼。出鋼過程中加入合成渣6-10kg/t鋼。當(dāng)鋼水出至1/4時開始均勻、依次加入硅錳、中錳(FeMn78C2. 0)、硅鈣鋇、釩氮合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準(zhǔn)鋼流沖擊區(qū)加入。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的化合物或組合物作為合成渣和改性劑，只要成分含量符合要求即可。(3)LF精煉在LF鋼包進(jìn)行精煉，精煉過程中先充分?jǐn)嚢杌缓笕∫淮螛?，全分析，造黃白渣。根據(jù)一次樣分析的結(jié)果，進(jìn)行成分微調(diào)，精煉軟吹氬之前喂CaFe線100 150m/爐。精煉后保持洛面微動?。?！氣量攪拌12min以上。所述的微動?。?！氣量是指??！氣流量為 50-150NL/min。(4)連鑄中間包烘烤溫度為1100°C，結(jié)晶器對弧，水口對中符合要求，冷卻水效果良好，使用浸入式水口全保護(hù)保護(hù)澆注。ニ冷采用弱冷。結(jié)晶器采用非正弦振動。中間包采用低碳堿性覆蓋劑，加入量按照I I. 5kg/t鋼執(zhí)行。液相線溫度為151TC，中間包過熱度按20 30°C控制，中包第一爐溫度控制在1540 1550°C，連澆爐次控制在1530 1540°C。連鑄機(jī)為ー機(jī)三流，鑄坯規(guī)格為555mmX 440mmX 90mm，拉速為0. 8 0. 9m/min。(6)加熱爐的均熱溫度為1240 1270°C，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，軋材出精軋機(jī)后不進(jìn)行水冷控制，在冷床自然冷卻，軋材的規(guī)格為H300 X 300H型鋼。(7)鋼的化學(xué)成分重量百分比見表1，轉(zhuǎn)爐冶煉過程記錄表見表2，精煉過程記錄表見表3，連鑄過程記錄表見表4，軋材力學(xué)性能記錄表見表5。表I :鋼的化學(xué)成分重量百分比％
權(quán)利要求
1.ー種耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼，其特征在于所述耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C 0. 12 0.22%、Si 0. 10 0.40%、Mn I. I I. 50%、P 彡 0. 025%、S彡0.025%、V 0.01 0.05%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼，其特征在于所述耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C 0. 15 0. 18%, SiO. 20 0. 35%、Mn I. 30 I. 50%, P く 0. 020%, S < 0. 008%, V 0. 01 0. 02%，其余為鐵和微量雜質(zhì)。
3.ー種耐低溫結(jié)構(gòu)用H型鋼的制備方法，所述制備方法包括鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、異型坯全保護(hù)連鑄、軋制，其特征在干， 1)鐵水預(yù)脫硫脫硫后保證鐵水中的硫含量為<0. OlOwt% ； 2)轉(zhuǎn)爐冶煉采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉； 3)LF精煉精煉過程中先充分?jǐn)嚢杌?，造黃白渣； 4)異型坯全保護(hù)連鑄采用浸入式扁平水口全保護(hù)澆鑄； 5)軋制， 其中，制備的耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為CO. 12 0. 22%,Si 0. 10 0. 40%、Mn I. I I. 50%、P 彡 0. 025%、S 彡 0. 025%、VO. 01 0. 05%，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，采用大渣量低槍位操作，吹煉過程渣料分兩批加入，首批加入2/3渣料；鋼包采用底吹良好的紅凈鋼包，烘烤溫度> SOO0C ;采用硅錳、中錳、釩氮進(jìn)行合金化，鋼水中合金元素的目標(biāo)值按相應(yīng)元素范圍的中間值控制；采用硅鈣鋇脫氧，加入量I. 5 2. Okg/t鋼；出鋼過程中加入合成渣6-10kg/t鋼，當(dāng)鋼水出至1/4時開始均勻、依次加入硅錳、中錳、硅鈣鋇、釩氮合金，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12min以上， 其中，所述渣面微動小氬氣量是指氬氣流量為50-150NL/min。
6.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，使用浸入式水口全保護(hù)保護(hù)澆注， 其中，ニ冷采用弱冷，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1511°C，中間包過熱度按20 30°C控制，中包第一爐溫度控制在1540 1550°C，連澆爐次控制在1530 1540°C，連鑄機(jī)為ー機(jī)三流，鑄坯規(guī)格為 555mm X 440mm X 90mm,拉速為 0. 8 0. 9m/min。
7.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1240 1270°C，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H300X300H型鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼及其制備方法，所述耐低溫結(jié)構(gòu)用熱軋H型鋼的化學(xué)成分的重量百分?jǐn)?shù)為C 0.12～0.22％、Si 0.10～0.40％、Mn 1.1～1.50％、P≤0.025％、S≤0.025％、V 0.01～0.05％，其余為鐵和微量雜質(zhì)。本發(fā)明主要通過降低硫含量，微合金化主要應(yīng)用釩，沒有添加其他的元素，連鑄過程采用浸入式扁平水口全保護(hù)澆鑄。因異型坯連鑄機(jī)的復(fù)雜性，不采用鋁脫氧。因此，本發(fā)明的耐低溫鋼力學(xué)性能良好，-20℃縱向沖擊功平均90J。
文檔編號B22D11/18GK102618781SQ20121009026
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者付常偉, 宋玉卿, 方金林, 朱京軍, 李超, 王剛, 袁鵬舉, 鄧存善, 郭躍華, 韓文習(xí), 韓蕾蕾, 高祥明 申請人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司