一种屈服强度≥390MPa结构用钢板及制备方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，具体涉及一种屈服强度≥390MPa结构用钢板及制备方法。原料包括如下百分含量的成分：C：0.17％～0.20％、Si：0.30％～0.40％、Mn：1.45％～1.60％、P≤0.015％、S≤0.003％、Nb：0.025％～0.040％、Ti：0.020％～0.030％、Als：0.015％～0.050％，余量为Fe及其他不可避免杂质；且，碳当量Ceq：0.40～0.45。本发明专利技术采用微合金化成分设计，添加少量Nb、Ti等合金元素，合金含量少，生产成本低；本发明专利技术制得钢板屈服强度、抗拉强度波动范围窄，波动幅度≤30MPa，性能波动性小，质量稳定。定。

【技术实现步骤摘要】
一种屈服强度
≥
390MPa结构用钢板及制备方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种屈服强度≥390MPa结构用钢板及制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国建筑业的发展，越来越多的高层建筑、超高层建筑、大型新式建筑场馆等不断涌起，对建筑结构用钢板提出了更高的要求。不仅需要良好的强度、优异的韧性、较低的屈强比，还应具备优异的抗层状撕裂性能、焊接性能及延伸性能。目前，国内关于Q390GJ建筑结构用钢板研究较多，并形成了大量的专利文献。
[0003]公开号CN105525210A公开了“一种低屈强比Q390GJ建筑用钢板及其生产方法”，化学成分按重量百分比为：C：0.15％～017％、Si：0.30％～0.40％、Mn：1.45％～1.55％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb：0.03％～0.04％、V:0.03％～0.04％、Ti：0.01％～0.02％、Als：0.020％～0.040％，余量为Fe及其他杂质。采用冶炼、连铸、加热、轧制和冷却、精整和探伤五个步骤生产出屈服强度≥390MPa，屈强比小于0.79，0℃纵向冲击功大于34J，可应用于高层、超高层、厂矿、塔架、大跨度以及大型结构工程建设等领域钢板。其不足之处在于添加了V元素，成分设计含量较高，成本较高，低温冲击韧性值较低。
[0004]公开号CN102876970A公开了一种“屈服强度≥390MPa高层建筑用钢及生产方法”，钢的成分质量百分比为：C：0.14～0.18、Si：0.3～0.5、0.6、Mn：1.45～1.6、Nb：0.035～0.050、V：0.045～0.065、Ti：0.007～0.017、，Al：0.015～0.050、Ca：0.001～0.005、P＜0.025、S＜0.005，其余为Fe和不可避免杂质。其采用铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH处理、连铸、加热、轧制、层流冷却、正火、少量喷水冷却的方法生产出屈服强度370
‑
490MPa，抗拉强度≥490MPa，屈强比≤0.77，
‑
20℃低温冲击功≥100J，断面收缩率≥35％的建筑用厚钢板。其不足之处在于：钢板采用正火工艺，对设备提出了更高的要求，生产周期长，提升了产品成本。
[0005]公开号CN 111172465A公开了一种“低碳当量大厚度Q390GJ建筑结构用钢板及其制造方法”，钢板及其化学成分，C：0.10～0.139％％、Si：0.20～0.39％、Mn：1.30～1.44％、P≤0.010％、S≤0.003％、Nb：0.020％～0.039％、Ti：0.006％～0.016％、Al：0.01％～0.04％，Ceq：0.32～0.38，余量为Fe和不可避免地杂质；采用TMCP工艺获得屈服强度≥390MPa，抗拉强度550MPa，断后伸长率≥28％，屈强比≤0.77，厚度方向Z向性能≥60％，
‑
40℃冲击功≥200J,最大厚度为120mm建筑结构用钢板。其不足之处在于采用TMCP工艺钢板性能波动较大、质量稳定性较差。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的结构钢生产成本高、性能差且不稳定等技术问题，本专利技术提供一种屈服强度≥390MPa高层建筑用钢及生产方法，具有成本低、性能优异且稳定等优点。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种屈服强度≥390MPa结构用钢板，包括如下百分含量的
成分：C：0.17％～0.20％、Si：0.30％～0.40％、Mn：1.45％～1.60％、P≤0.015％、S≤0.003％、Nb：0.025％～0.040％、Ti：0.020％～0.030％、Als：0.015％～0.050％，余量为Fe及其他不可避免杂质；且，碳当量Ceq：0.40～0.45。
[0008]本专利技术在C
‑
Mn基础上添加少量的Nb、Ti等合金元素，通过Nb、Ti抑制奥氏体晶粒的长大，随着轧制的进行发生形变诱导析出，使铁素体在较小的过冷度下大量形成且不易长大，获得细小的铁素体晶粒。提升钢板的强度及低温冲击韧性，获得细小均匀的铁素体+珠光体组织，且通过Nb及Ti与C、N良好的亲和性提高钢板的焊接性能。本专利技术采用微合金化的成分设计减少合金含量，降低生产成本的同时生产出具有良好强度、低温冲击韧性及焊接性能的钢板。
[0009]进一步的，本专利技术所述钢板屈服强度450
‑
480MPa，抗拉强度630
‑
660MPa，断后伸长率≥20％，屈强比≤0.76，
‑
20℃低温冲击功≥200J，厚度≤80mm。本专利技术制得的钢板屈服强度、抗拉强度在≤30MPa范围内波动，波动范围窄，钢板性能稳定性高，质量稳定。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种屈服强度≥390MPa结构用钢板的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)冶炼：
[0012](2)精炼：转炉出钢钢水经LF+RH双联精炼，RH处理时真空度≤200Pa，环流气体流量≥80m3/h，保压时间≥10min，脱气时间≥7min，软吹时间不小于10min；
[0013](3)连铸：精炼后钢水浇注，过热度控制在15
‑
30℃，连铸机结晶器锥度为1.15％，结晶器宽面参考目标水量为4500
‑
4700L/min，结晶器窄面参考目标水量为450
‑
470L/min，连铸机拉速在浇注过程中波动幅度不超过
±
0.1
°
；
[0014](4)加热：连铸后所得坯板加热，加热温度控制在1170℃
‑
1230℃，加热系数≤15min/cm；
[0015](5)轧制：轧制前坯板表面进行水冷；轧制首先进行粗轧，粗轧采用横
‑
纵向轧制工艺，增加每轧制道次压下量，每道次压下量≥10％，将中间坯厚度与成品坯厚度比率控制在3.0；再进行精轧，精轧开轧温度控制在≤960℃，终轧温度≤840℃；钢板经过再结晶区轧制后晶粒发生了一定程度上的细化，随着轧制温度的降低，经过未再结晶区时，在晶内产生了变形与位错，增加了铁素体形核位置和位错密度，而形成细小的铁素体晶粒提升钢板的塑韧性，因此最后几个轧制道次应处于奥氏体未再结晶区轧制；
[0016](6)矫直，经热矫直机矫正钢板板型，消除内应力及残余应力；
[0017](7)冷却：堆冷冷却。
[0018]进一步的，冶炼时铁水进行脱硫预处理，脱硫采用KR法脱硫。
[0019]进一步的，冶炼出钢终点氧≤40ppm，C≤0.20％、S≤0.003％、P≤0.015％。
[0020]进一步的，LF处理时LF造渣材料为萤石、碳化钙、石灰、铝制脱氧剂，终渣为黄白渣。
[0021]进一步的，轧制前坯板表面经水冷后，坯板内部与外部形成100℃温差。
[0022]进一步的，轧制后钢板进行水冷，水冷开始温度780℃
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度≥390MPa结构用钢板，其特征在于，包括如下百分含量的成分：C：0.17％～0.20％、Si：0.30％～0.40％、Mn：1.45％～1.60％、P≤0.015％、S≤0.003％、Nb：0.025％～0.040％、Ti：0.020％～0.030％、Als：0.015％～0.050％，余量为Fe及其他不可避免杂质；且，碳当量Ceq：0.40～0.45。2.如权利要求1所述的屈服强度≥390MPa结构用钢板，其特征在于，所述钢板屈服强度450
‑
480MPa，抗拉强度630
‑
660MPa，断后伸长率≥20％，屈强比≤0.76，
‑
20℃低温冲击功≥200J，厚度≤80mm。3.一种权利要求1所述的屈服强度≥390MPa结构用钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)冶炼：(2)精炼：转炉出钢钢水经LF+RH双联精炼，RH处理时真空度≤200Pa，环流气体流量≥80m3/h，保压时间≥10min，脱气时间≥7min，软吹时间不小于10min；(3)连铸：精炼后钢水浇注，过热度控制在15
‑
30℃，连铸机结晶器锥度为1.15％，结晶器宽面参考目标水量为4500
‑
4700L/min，结晶器窄面参考目标水量为450
‑
470L/min，连铸机拉速在浇注过程中波动幅度不超过
±
0...

【专利技术属性】
技术研发人员：金璐，李灿明，周兰聚，胡淑娥，孙毓磊，侯东华，张康，徐国军，毕永杰，胡晓英，刘坤，丛林，张楠，
申请(专利权)人：山东钢铁集团日照有限公司，
类型：发明
国别省市：