一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法，所述320MPa级耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：C0.05～0.11%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～0.025%，其余为铁和微量杂质。本发明专利技术主要通过低碳含量，应用铌钛复合微合金化工艺，实现了高终轧温度条件下320MPa级耐低温热轧H型钢产品生产，制备得到的耐低温钢力学性能良好，－30℃纵向冲击功大于165J。

320MPa grade low temperature resistant hot-rolled H type steel and preparation method thereof

The invention discloses a low temperature resistant 320MPa grade hot-rolled H steel and its preparation method, chemical composition of the weight percentage of 320MPa grade low temperature resistant hot-rolled H steel is C0.05 ~ 0.11%, Si0.20 ~ 0.35%, Mn1.05 ~ 1.30%, P = 0.020%, S = 0.015%, Nb0.020 ~ 0.035%, Ti0.005 ~ 0.025% for the rest, iron and trace impurities. The invention is mainly through the low carbon content, process of application of niobium titanium composite micro alloy, achieve a high finish rolling temperature under the condition of low temperature resistant 320MPa grade hot-rolled H steel production, the prepared low-temperature steel has good mechanical properties, 30 degrees vertical impact power is greater than 165J.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金技术、属于耐低温低合金结构钢，具体涉及一种320MPa级耐低温热轧H型钢及其制备方法。
技术介绍
耐低温H型钢主要应用于高寒地区的建筑、船舶、桥梁、电站设备、水利、能源、化工、起重运输机械及其他较高载荷的钢结构件。此钢材夹杂的非金属材质少，具有在低温条件下耐冲击力的特点。中国专利技术专利申请CN101255527A公开了一种具有良好低温冲击韧性的加硼H型钢及其制备方法，该专利技术钢成分重量百分比为：C0.08～0.20%、Mn1.00～1.60%、Si0.10～0.55%、P≤0.025%、S≤0.025%、Nb0.015～0.035%、B0.0005～0.0012%，余量为铁和微量杂质，冶炼过程中，控制钢中的气体含量[N]≤0.004%，[O]≤0.0060%，该专利技术主要是通过加入微量硼对钢材韧性的有利作用如抑制磷、硫偏析和沿晶断裂，改善夹杂物的形态和分布等。但需要保持较低的氮、氧含量，采用铝脱氧，才能保证良好的脱氧效果。由于型钢截面的复杂性，在冶炼过程中采用铝脱氧时，易在连铸过程中出现“套眼”问题，破坏炼钢工序生产的连续性。中国专利技术专利申请CN1421286A公开了一种含铌钢H型钢的轧制方法，此专利技术涉及到的产品是耐-20℃低温冲击功。但其生产过程需要进行850～920℃范围内的低温控轧，生产装备和工艺水平控制要求严格。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种320MPa级耐低温热轧H型钢，该耐低温热轧H型钢力学性能良好，－30℃纵向冲击功大于165J。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种320MPa级耐低温热轧H型钢，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：C0.05～0.11%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～0.025%，其余为铁和微量杂质。优选地，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：：C0.06～0.10%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.010%、Nb0.020～0.030%、Ti0.008～0.020%，其余为铁和微量杂质。本专利技术的另一个目的在于，还提供了一种320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：1）铁水预脱硫：脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.010wt%；2）转炉冶炼：采用顶吹转炉冶炼；3）LF精炼：精炼过程中充分搅拌化渣，造黄白渣；4）矩型坯连铸：全程保护浇注，确保大包挂长水口开浇；5）轧制，其中，制备的耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为C0.05～0.11%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～0.025%，其余为铁和微量杂质。优选地，在转炉冶炼步骤中，钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度≥800℃；采用硅铁、金属锰、铌铁进行合金化，合金成分按中限控制；采用铝锰铁脱氧，加入量2.5～4.0kg/t钢；出钢过程中加入炉渣改质剂1.0kg，当钢水出至1/4时开始均匀加入合金，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。优选地，LF精炼步骤还包括采用碳化钙、硅钙钡、铝粒进行调渣，加入量为碳化钙1.5～2.5kg/t钢、硅钙钡2.0～3.0kg/t钢，并视渣况补加铝粒脱氧。优选地，LF精炼步骤还包括取初样后调整氧位至[O]＜20ppm定氧，喂入钛线，钛线喂入量1.2～2.4m/t钢，喂线速度不小于3m/s。优选地，LF精炼步骤还包括精炼软吹氩之前喂CaFe线，CaFe线喂入量为100～150m/炉；精炼后保持渣面微动小氩气量搅拌10min以上，其中，所述渣面微动小氩气量是指氩气流量为50～150NL/min。优选地，在连铸步骤中，中间包烘烤温度为1100℃，结晶器对弧，使用全程保护浇注，其中，二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为1～1.5kg/t钢，液相线温度为1518℃，中间包过热度按20～25℃控制，铸坯规格为240mm×375mm，拉速为0.6～0.9m/min。优选地，在轧制步骤中，加热炉的均热温度为1220～1260℃，铸坯在炉时间为90～120min；开轧温度在翼缘外侧为1170℃、在腹板中央为1150℃，终轧温度在翼缘外侧为950℃、在腹板中央为830℃，轧材在冷床自然冷却，轧材的规格为H248×124H型钢。本专利技术主要通过低碳含量，应用铌钛复合微合金化工艺，实现了高终轧温度条件下320MPa级耐低温热轧H型钢产品生产。根据本专利技术实施例，320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法包括脱硫、转炉冶炼（例如，120吨顶底复吹转炉冶炼）、LF精炼、矩型坯全保护连铸、轧制（例如，1-7轧机布置型式生产线轧制）。具体地讲，在根据本专利技术实施例的320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法中，连铸过程采用长水口全程保护浇铸。本专利技术未提及的工序，均可采用现有技术。同目前320MPa级耐低温热轧H型钢生产比较，本专利技术技术方案的优点在于：1.本专利技术采用长水口全程保护浇铸条件下，生产出耐低温高强度结构钢；2.本专利技术采用金属锰进行合金化，可有效降低合金不纯导致的转炉增碳，确保钢水低碳要求，提高产品实物耐低温性能。3.铌钛复合微合金化工艺，炼钢工序工艺控制简单，合金回收率稳定，轧制过程不需进行低温控轧，轧后不控冷且不进行热处理，完成320MPa级耐低温（-30℃）冲击功的H型钢的成分设计及生产。4.通过成分调整，解决了原有炼钢、轧钢设备工艺老化，难以适应高附加值型钢产品生产的难题，为实现普碳型钢生产线向高性能型钢生产线转变奠定基础。5.本专利技术的耐低温性能良好，-30℃冲击功大于165J。附图说明图1为本专利技术耐低温热轧H型钢工艺流程图。具体实施方式下面以附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1如图1所示，一种320MPa级耐低温热轧H型钢的工艺路线为：铁水预脱硫→转炉冶炼→LF精炼→矩型坯全保护连铸→1-7轧机布置型式生产线轧制→检验入库。具体为：1）铁水到脱硫站，脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.010wt%；2）转炉冶炼：钢包采用红净镁碳砖包，烘烤温度≥800℃；采用硅铁、金属锰、铌铁进行合金化，合金成分按中限控制；采用铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种320MPa级耐低温热轧H型钢，其特征在于，所述耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：C0.05～0.11%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～0.025%，其余为铁和微量杂质。

【技术特征摘要】
1.一种320MPa级耐低温热轧H型钢，其特征在于，所述耐低温热轧H型钢的
化学成分的重量百分数为：C0.05～0.11%、Si0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、
P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～0.025%，其余为铁和微量杂质。
2.根据权利要求1所述的320MPa级耐低温热轧H型钢，其特征在于，所述耐
低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：C0.06～0.10%、Si0.20～0.35%、Mn
1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.010%、Nb0.020～0.030%、Ti0.008～0.020%，其余
为铁和微量杂质。
3.一种320MPa级耐低温热轧H型钢的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1）铁水预脱硫：脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.010wt%；
2）转炉冶炼：采用顶吹转炉冶炼；
3）LF精炼：精炼过程中充分搅拌化渣，造黄白渣；
4）矩型坯连铸：全程保护浇注，确保大包挂长水口开浇；
5）轧制，
其中，制备的耐低温热轧H型钢的化学成分的重量百分数为C0.05～0.11%、Si
0.20～0.35%、Mn1.05～1.30%、P≤0.020%、S≤0.015%、Nb0.020～0.035%、Ti0.005～
0.025%，其余为铁和微量杂质。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在转炉冶炼步骤中，钢包采
用红净镁碳砖包，烘烤温度≥800℃；采用硅铁、金属锰、铌铁进行合金化，合金成
分按中限控制；采用铝锰铁脱氧，加入量2.5～4.0kg/t钢；出钢过程中加入炉渣改质
...

【专利技术属性】
技术研发人员：付常伟，王中学，韩蕾蕾，张涛，方金林，宋恒俊，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37