一种含铝耐低温热轧H型钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含铝耐低温热轧H型钢、制备方法及所用的轧制设备。发明专利技术通过降低硫含量，细化晶粒元素主要是应用铌和铝，并为了减弱或完全消除低碳钢在较低温度下发生的淬火时效和应变时效，采用了铝脱氧。没有添加其它的元素，连铸过程采用侵入式水口全保护浇铸。对轧制工艺进行了优化，采取了轧制过程中，再结晶区控轧与未再结晶区控轧及轧后控冷相结合的TMCP技术，达到细化组织、保证产品具有较高的强度、冲击韧性和良好的焊接性能的目的。

A low temperature hot rolled H-beam containing aluminum and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种含铝耐低温热轧H型钢及其制备方法
本专利技术涉及冶金技术、属于耐低温低合金高强度结构钢，具体涉及一种含铝耐低温热轧H型钢冶炼、连铸、TMCP轧制技术及其制备方法和所用设备。
技术介绍
耐低温结构用H型钢主要应用于低温地区的装配建筑、桥梁、船舶、水利及其它钢结构件等。此钢材非金属杂质少，具有耐低温冲击载荷的特点。本专利技术是一种采用铌、铝微合金化耐低温热轧H型钢冶炼、连铸、TMCP轧制技术及其制备方法，它涉及到的产品是耐0℃低温冲击功能。现有技术提及(CN101255527B)一种具有良好低温冲击韧性的加硼H型钢及其制备方法中，钢成分重量百分比为：C0.10～0.15％、Mn1.30～1.60％、Si0.20～0.50％、P≤0.025％、S≤0.025％、V0.035～0.065％、B0.0005～0.0012％、Ti0.008～0.015％，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％，[0]≤0.0060％，此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，改善夹杂物的形态和分布等。需要保持较低的氮、氧含量，过程采用硅脱氧，以保证良好的脱氧效果。但由于加入了V、B和Ti，增加了合金成本。轧制过程中，未采用再结晶区控轧与未再结晶区控轧及轧后控冷相结合的TMCP技术，低温冲击功不稳定性较明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含铝耐低温钢综合性能良好的热轧H型钢冶炼、连铸、TMCP轧制技术及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种含铝耐低温热轧H型钢，包括以下化学成分的重量百分数：C0.12～0.17％，Si0.20～0.45％，Mn1.25～1.55％，P≤0.025％，S≤0.020％，Nb0.01～0.02％，Als0.020～0.050％，其余为铁和微量杂质。一种含铝耐低温热轧H型钢的制备方法，包括步骤有铁水预处理、混铁炉、转炉冶炼、吹氩喂丝、矩形坯全保护浇铸、TMCP轧制，制备方法如下：S1、铁水预处理：预处理后保证铁水中硫含量≤0.025％、磷含量≤0.120％；S2、混铁炉：混铁炉的铁水中硫含量≤0.025％，出钢时间2～3.5min；S3、转炉冶炼：采用顶底复吹转炉冶炼，采用大渣量低枪位操作，吹炼过程渣料分两批加入，钢包采用底吹良好的红净钢包，烘烤温度≥820℃；S4、吹氩喂丝：依全成分分析结果，钢水进站喂100～175m/炉铝线，吹氩前喂入硅钙180～270m/炉，喂入速度2.0～3.5m/s，将钢水中的钙铝比控制在0.1～0.15，用于均匀成分、温度和微合金化、去气和去夹杂；S5、矩形坯全保护连铸：中间包烘烤温度为1080℃，铸机弧度、开口度偏差均≤0.5mm，采用浸入式水口全保护浇铸使用铝碳质浸入式下水口和经烘烤的铝锆碳质上水口；S6、TMCP轧制：采取了轧制过程中，再结晶区控轧与未再结晶区控轧及轧后控冷相结合的技术。优选的，转炉冶炼步骤中，吹炼过程首批加入2/3渣料，采用硅锰、锰铁、铌铁进行合金化。优选的，采用铝铁脱氧，加入量3.0～3.5kg/t钢，当钢水出至1/3时开始均匀、依次加入铝铁、硅锰、锰铁、硅钙、铌铁合金，所用合金必须经过烘烤，钢水出至2/3时加完，加入合金对准钢流冲击区。优选的，吹氩喂丝步骤中，吹氩时间要求不小于12min，其中吹氩过程钢水液面不允许裸露，要求试验炉次离站前进行定氧、定铝操作，钢中加的铝含量≥0.035％。优选的，矩形坯全保护连铸中，中间包用专用中包覆盖剂，覆盖剂加入量为1.2～1.8kg/t钢，液相线温度为1515℃。优选的，中间包过热度控制在20～35℃，中包第一炉温度控制在1540～1570℃，连浇炉次控制在1530～1545℃，连铸机为一机四流，铸坯规格410mm*320mm*7.66m，拉速为0.85～1.0m/min。优选的，TMCP轧制步骤中，加热炉经采用控温方式，均热温度为1250～1280℃，轧制步骤中粗轧开轧温度为1150～1175℃，粗轧总变形量控制为30％～42％，精轧开轧温度为920～960℃，在万能精轧区轧制变形量保证在45％～70％以上，终轧温度在翼缘外侧为870～920℃，经控冷装置控冷后在翼缘外侧温度为800～845℃。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术，以Nb、Al代替了V、B和Ti合金且加入量低，P、S含量低，通过降低硫含量，细化晶粒元素主要是应用铌和铝，并为了减弱或完全消除低碳钢在较低温度下发生的淬火时效和应变时效，采用了铝脱氧，在保证产品具有较高的强度、冲击韧性和良好的焊接性能的前提下，实现低成本生产。2、本专利技术，生产的铸坯为矩形坯，在采用浸入式水口全保护浇铸条件下，生产出耐低温高强度结构钢。3、本专利技术，轧制过程中，对轧制工艺进行了优化，采取了再结晶区控轧与未再结晶区控轧及轧后控冷相结合的TMCP技术，使产品的冲击功不稳定性得到明显改善。附图说明图1为本申请提出的一种含铝耐低温热轧H型钢的轧制设备的前视结构示意图；图2为本申请提出的一种含铝耐低温热轧H型钢的轧制设备的上轧辊和下轧辊的左视结构示意图；图3为本申请提出的一种含铝耐低温热轧H型钢的轧制设备的第一连接链和导入辊的左视结构示意图；图4为本申请提出的一种含铝耐低温热轧H型钢的轧制设备的底座和第二连接水管的俯视结构示意图。图中：1轧制架、2上轧辊、3导入辊、4第一连接链、5第一驱动电机、6安装座、7下轧辊、8导出辊、9输送辊、10第二连接链、11底座、12喷洒管、13输水管、14安装架、15第二驱动电机、16第一连接水管、17第二连接水管、18第三驱动电机。具体实施方式本专利技术主要针对耐低温结构用H型钢在成分、冶炼及轧制过程中的问题，提供了一种含铝耐低温热轧H型钢冶炼、连铸、TMCP轧制技术及其制备方法，本专利技术含铝耐低温钢综合性能良好且稳定性高，0℃纵向冲击功平均为98.9J，冲击功波动在≤5％。本专利技术主要通过降低硫含量，细化晶粒元素主要是应用铌和铝，并为了减弱或完全消除低碳钢在较低温度下发生的淬火时效和应变时效，采用了铝脱氧。没有添加其它的元素，连铸过程采用侵入式水口全保护浇铸。同时，对轧制工艺进行了优化，采取了轧制过程中，再结晶区控轧与未再结晶区控轧及轧后控冷相结合的TMCP技术。根据本专利技术实施例1，含铝耐低温结构用热轧H型钢的化学成分的重量百分数为：C0.12～0.17％，Si0.20～0.45％，Mn1.25～1.55，P≤0.025％，S≤0.020％，Nb0.01～0.02％，Als0.020～0.050％，其余为铁和微量杂质。本设计特点是以Nb、Al代替了V、B和Ti合金且加入量低，P、S含量低。同时，轧制过程中，采取了再结晶区控轧与未再结晶区控轧及轧后控冷相结合的TMCP技术，在保证产品具有较高的强度、冲击韧性和良好的焊接性能的前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铝耐低温热轧H型钢，其特征在于，包括以下化学成分的重量百分数：C0.12～0.17％，Si0.20～0.45％，Mn1.25～1.55％，P≤0.025％，S≤0.020％，Nb0.01～0.02％，Als0.020～0.050％，其余为铁和微量杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种含铝耐低温热轧H型钢，其特征在于，包括以下化学成分的重量百分数：C0.12～0.17％，Si0.20～0.45％，Mn1.25～1.55％，P≤0.025％，S≤0.020％，Nb0.01～0.02％，Als0.020～0.050％，其余为铁和微量杂质。


2.根据权利要求1所述的一种含铝耐低温热轧H型钢的制备方法，包括步骤有铁水预处理、混铁炉、转炉冶炼、吹氩喂丝、矩形坯全保护浇铸、TMCP轧制。


3.根据权利要求1-2所述的一种含铝耐低温热轧H型钢的制备方法，其特征在于，转炉冶炼步骤中，吹炼过程首批加入2/3渣料，采用硅锰、锰铁、铌铁进行合金化。


4.根据权利要求1-3所述的一种含铝耐低温热轧H型钢的制备方法，其特征在于，采用铝铁脱氧，加入量3.0～3.5kg/t钢，当钢水出至1/3时开始均匀、依次加入铝铁、硅锰、锰铁、硅钙、铌铁合金，所用合金必须经过烘烤，钢水出至2/3时加完，加入合金对准钢流冲击区。


5.根据权利要求1-4所述的一种含铝耐低温热轧H型钢的制备方法，其特征在于，吹氩喂丝步骤中，吹氩时间要求不小于12min，其中吹氩过程钢水液面不允许裸露，要求试...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立红，马勇广，李秀清，刘海军，李晓明，吴雪峰，华维，
申请(专利权)人：河北天柱钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13