一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，包括：(1)设计成分；(2)经铁水脱硫、转炉吹炼、LF精炼、连铸、热直装、均热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、强冷出厂，即得。本发明专利技术保证了钢卷有优良的冷加工性能、强度、低屈强比及后续焊接良好的焊接性能，同时实现直热装组织，节能减排，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法
本专利技术属于高层建筑用钢领域，特别涉及一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法。
技术介绍
国内生产的高强度、低屈强比、高韧性高层建筑用钢材料主要用于高层建筑立柱、火车站候车室承重梁、大型厂房结构框架、机械底座梁等产品，近年来其生产量逐步增长。生产高强度、低屈强比、高韧性高层建筑用钢牌号主要有Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ、Q500GJ等产品，每个产品又分为C、D、E等级，其中江苏、上海、广州地区大生产商的高强度、低屈强比、高韧性高层建筑用钢材料用钢用量达10000吨/年。高层建筑用钢生产商反映目前所用钢材料主要存在四方面问题：(1)加工成型性不好；(2)屈强比高；(3)强度偏低；(4)焊接性能不好。目前，国内尚未研制出满足客户焊接热影响区性能达标、加工成型性好、压力爆破试验满足标准要求等检测指标要求的高层建筑用钢专用材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，该方法解决了普通中碳钢易出现的加工性不好、屈强比偏高、强度偏低和通卷组织不均等问题。本专利技术的一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，包括：(1)设计成分：按质量百分比，C：0.12～0.20％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.2～1.8％、P≤0.025％、S≤0.005％、Als：0.010～0.060％、Nb：0.020～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质；(2)经铁水脱硫、转炉吹炼、LF精炼(钙处理)、连铸、热直装、均热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、强冷出厂，即得。所述步骤(2)中的铁水脱硫至S≤0.005％。所述步骤(2)中的转炉冶炼底吹采用氮氩切换，采用挡渣出钢，严格控制转炉下渣量；出钢合金化配加含Si、Mn合金和增碳剂。所述步骤(2)中的LF精炼按步骤(1)成分要求进行成分微调。所述步骤(2)中的连铸具体为：采用全程保护浇铸，液相线温度TL＝1518℃，中包钢水目标温度1538℃，结晶器保护渣采用高碳保护渣。所述步骤(2)中的热直装的工艺参数为：出炉温度1220～1230±30℃，在炉时间为150～200min。所述步骤(2)中的均热的工艺参数为：时间≥28min。所述步骤(2)中的粗轧的入口参考温度为1210±30℃；精轧的入口参考温度为1040～1060±30℃。所述步骤(2)中的卷取温度为620～640±20℃。本专利技术采用中碳钢经过充分的精炼处理工艺，炼钢冶炼精艺控制出钢成分，精炼过程中进行成分微调和洁净度控制，板坯采用直、热装炉轧制，精确控制板坯加热温度，热卷高温卷取和强冷回火等技术，解决普通中碳钢易出现的加工性不好、屈强比偏高、强度偏低和通卷组织不均等问题。这种低成本高性能高层建筑用钢采用拥有LF精炼设备的炼钢车间和热连轧机组生产。高层建筑用钢Q420GJ要求的是低屈强比，同时抗拉强度还在520MPa--680MPa之间，因此成分设计、工艺路径需要做新的调整。有益效果(1)本专利技术的高层建筑用钢Q420GJ采用中碳加Nb设计，保证钢卷有优良的冷加工性能、强度、低屈强比及后续焊接良好的焊接性能，同时实现直热装组织，节能减排。(2)本专利技术采用LF精炼处理工艺并进行钙处理，钢中夹杂物变性减少夹杂，提高钢质洁净度；(3)本专利技术热轧采用较高出钢温度、高温精轧和低温卷取温度，TMCP+回火工艺结合，改善了钢材力学性能和加工使用性能。具有良好的强韧性，热卷屈服强度420MP以上，抗拉强度540MP以上，屈强比小于0.83，延伸率22％以上。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1(1)成分设计Q420GJ钢的设计化学成分为：C：0.12～0.20％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.2～1.8％、P≤0.025％、S≤0.005％、Als：0.010～0.060％、Nb：0.020～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质。生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉吹炼→LF精炼(钙处理)→连铸→热直装→均热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→强冷出厂。(2)冶炼技术铁水脱硫至[S]≤0.005％；转炉冶炼底吹采用氮氩切换；出钢挡渣出钢，严格控制转炉下渣量；出钢合金化配加含Si、Mn合金和增碳剂；要求钢包底吹氩良好；上LF炉处理钢包炉造白渣，脱硫至[S]≤0.005％；LF炉按目标成份要求进行成份微调及球状夹杂处理；连铸采用全程保护浇铸；液相线温度TL＝1518℃，中包钢水目标温度1538℃。结晶器保护渣采用高碳保护渣。(3)板坯热装轧制技术板坯直装、热装。未热装入炉板坯堆垛缓冷，保证最低装炉温度≥200℃。表1加热工艺参数.表2轧制工艺参数热卷堆放缓冷堆放，产出热卷冷却72小时后出厂，检测结果见表4和表5。表3Q420GJ国家标准力学性能要求表4本实施例Q420GJ热卷力学性能检测结果表5本实施例Q420GJ加工制管成品力学性能检测结果由表4和表5可以看出，本实施例Q420GJ具有高强度、高韧性和优良的焊接性能，后道经过分条、加工制管成型、焊接区性能检测、压力爆破检查没出现开裂性能不达标问题，加工制管成型良好，加工制管成型后成品焊接区性能检测抗拉达到540MPa～590MPa，延伸率均达到22％以上，屈强比小于0.80，-20°低温冲击试验检测≥120J，满足低屈强比、高强度、高韧性高层建筑用钢Q420GJ用钢标准要求。本实施例Q420GJ避免了低碳、高锰设计分条扭曲、加工制管成型不好、制管后屈强比高、焊接区性能检测不达标等问题，采用中碳、低锰加少许微合金钢以控轧、控冷等手段的质量设计生产成本降低20％以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，包括：(1)设计成分：按质量百分比，C：0.12～0.20％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.2～1.8％、P≤0.025％、S≤0.005％、Als：0.010～0.060％、Nb：0.020～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质；(2)经铁水脱硫、转炉吹炼、LF精炼、连铸、热直装、均热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、强冷出厂，即得。

【技术特征摘要】
1.一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，包括：(1)设计成分：按质量百分比，C：0.12～0.20％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.2～1.8％、P≤0.025％、S≤0.005％、Als：0.010～0.060％、Nb：0.020～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质；(2)经铁水脱硫、转炉吹炼、LF精炼、连铸、热直装、均热、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、强冷出厂，即得。2.根据权利要求1所述的一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中的铁水脱硫至S≤0.005％。3.根据权利要求1所述的一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中的转炉冶炼底吹采用氮氩切换，采用挡渣出钢。4.根据权利要求1所述的一种低成本低屈强比高韧性高层建筑用钢的生产方法，其特征在于：所述步骤(2)中的LF精炼按步骤(1)成分要求进行成分微调。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明伟，裘韶均，胡文豪，曹太平，骆仁智，
申请(专利权)人：宁波钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33