一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯，属于热轧H型钢生产领域，所述钢坯成分按质量百分比为C：0.18～0.22；Si：0.25～0.40；Mn：0.90～1.50；S：≤0.025；P：≤0.025；Nb：0.030～0.050；其余为Fe元素和不可避免的杂质；其中：Nb/Si在0.12～0.15之间；经过转炉冶炼、LF炉冶炼以及异型坯连铸机浇铸，得到所需成分的钢坯。与现有技术相比较，本发明专利技术钢坯可以用于稳定生产翼缘厚度15mm～35mm热轧Q355B牌号热轧H型钢，成品力学性能满足标准。性能满足标准。

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯


[0001]本专利技术为专利技术专利《一种柔性生产低合金高强度热轧H型钢的方法》(2020116050190)的分案申请，涉及一种热轧H型钢生产，特别是一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯。

技术介绍

[0002]热轧H型钢以其良好的断面经济性，被广泛应用于工程建设。热轧H型钢的规格众多，国家标准GB/T11263中，最小的系列为HW50
×
50系列，最大的系列为HN1000
×
300系列，每个系列又包含了各种截面尺寸的子规格，每个规格成品的截面尺寸均不相同，翼缘最薄的规格7mm，翼缘最厚的规格达70mm。
[0003]由于钢坯型号有限，轧钢厂在生产时，同一型号的钢坯需要用来生产几个甚至几十个规格的成品。同一型号的钢坯生产不同的规格时，如果规格米重跨度大、厚度尺寸差别大，则轧制过程中温降少、压缩比小，晶粒较大，产生力学性能偏低情况；反之，轧制米重小的规格时，尺寸较薄，终产品强度高。因此，在生产同一牌号厚度差别较大的规格时，往往根据成品厚度，将钢坯设计为若干种不同的成分，厚度较大的规格，所用钢坯需要设计加入更多的Nb、V、Ti等微合金化元素，以提高成品材料的强度。
[0004]但实际上，生产同一系列H型钢，需要在同一套轧辊上生产出所有的子规格。不同子规格需求量差别大，若采用不同的成分设计，就会造成连铸工序大量混浇、合金浪费的情况，生产成本升高，并给连铸及轧钢工序生产组织带来不利。

技术实现思路
<br/>[0005]本专利技术的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯，通过合理的成分设计和控扎控冷工艺，实现性能的调控，达到同系列不同厚度子规格均满足性能要求的目的。有效降低连铸、轧钢工序生产组织难度、降低生产成本。
[0006]本专利技术解决其技术问题的技术方案是：一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯，其特征在于：所述钢坯成分按质量百分比为C：0.18～0.22；Si：0.25～0.40；Mn：0.90～1.50；S：≤0.025；P：≤0.025；Nb：0.030～0.050；其余为Fe元素和不可避免的杂质；其中：Nb/Si在0.12～0.15之间；经过转炉冶炼、LF炉冶炼以及异型坯连铸机浇铸，得到所需成分的钢坯。
[0007]与现有技术相比较，本专利技术具有以下突出的有益效果：
[0008]1、使用同一成分范围的钢坯，稳定生产翼缘厚度15mm～35mm热轧Q355B牌号热轧H型钢，成品力学性能满足标准；
[0009]2、使用同一套轧辊生产不同厚度子规格，减少连铸混浇、降低成本；
[0010]3、控制同系列热轧H型钢不同厚度子规格间性能的差异，产品合格率高
[0011]4、节约能源，减少二氧化碳排放，具有很高的社会经济效益。
具体实施方式
[0012]下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明。在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
[0013]本专利技术是一种通过合理的成分设计和控制热轧H型钢工艺温度、控制轧件压下过程，减少同系列热轧H型钢子规格尺寸差别大，导致较厚规格性能偏低的情况，采用本方法可方便的生产同一系列型钢产品。
[0014]为达到上述目的，本专利技术技术方案成分及设计范围为(wt％)：C：0.18～0.22；Si：0.25～0.40；Mn：0.90～1.50；S：≤0.025；P：≤0.025；Nb：0.030～0.050。余量为Fe。
[0015]成分设计：
[0016]C元素是保证材料强度的最主要元素，碳元素能溶解在钢中形成固溶体，起到了固溶强化作用，它能与强碳化物形成元素一起结合形成碳化物析出时，起到了沉淀强化的作用。提高C元素的含量可显著降低其他合金的添加量，C的成本比较低，在热轧结构钢中具有良好的性价比，可降低材料成本。本专利技术的C含量为0.18～0.22％。
[0017]Si元素以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体，起到提高固溶体强度和硬度的作用，因为本申请中碳低锰、无Cr、Mo设计，因此需要选择更高的含量设计，故在本专利技术中Si含量控制在0.25～0.40％。但是，Si元素易氧化成高熔点的SiO2会影响焊接性能，高于0.30％时，易导致热轧钢板表面粗糙，因此搭配Nb进行拮抗。
[0018]Mn元素的最大作用是提高钢的淬透性，同时也是重要的固溶强化元素。锰是碳化物形成元素，也能以固溶状态存在，还具有细化珠光体组织的作用，因而能提高铁素体奥氏体的强度和硬度。Mn对提高钢的抗回火软化能力也有一定的作用，但Mn含量较高时有粗化晶粒和增加回火脆性的倾向，给加工带来困难。故在本专利技术中采用相对低锰设计，Mn含量控制在0.9％～1.5％。
[0019]S元素是有害元素，生成的硫化物夹杂不仅严重影响钢的力学性能，而且对钢的耐腐蚀性能产生严重的恶化作用；而P元素易形成严重的偏析带，因此应尽可能降低钢种的S、P含量，但是过低的控制S、P含量，会增加生产成本，而本成分设计中，C和Si的含量比现有技术要高，所以强度有保障，所以这种搭配关系下，S、P只要使其含量在0.025％以下即可，在0.015～0.025％之间均不会产生负面效果。
[0020]在铁素体－珠光体型微合金化钢中，微合金元素在控制轧制中的作用主要包括：加热时，抑制奥氏体的晶粒长大；固溶的微合金元素溶质原子和析出的碳氮化物与形变奥氏体晶粒的晶界和亚晶界交互作用，抑制或延迟奥氏体再结晶，有助于相变后获得细的铁素体晶粒；降低相变温度，细化铁素体晶粒；析出强化效果。因此现有技术中为了增加强度，会增加多重微合金V、Ti、Nb，甚至Cr、Ni、稀土等。
[0021]但是本专利技术的目的在于用同一型号的钢坯生产几个甚至几十个规格的成品，减少规格米重跨度大、厚度尺寸差别造成的强度差异。因此，不能光考虑规格米重跨度大、厚度尺寸差别大的终产品强度保持，也要考虑同样的钢坯轧制米重小的规格时，尺寸较薄的产品时，不会造成浪费。
[0022]因此，本成分设计中，只加入Nb元素，铌延迟再结晶的作用最为明显，扩大了奥氏体未再结晶区温度范围，细化效果最明显。此外，还可以改善焊接性能。在轧制过程中，铌会
产生显著的晶粒细化和中等的沉淀强化。铌的最突出的作用是抑制高温形变过程的再结晶，Nb(C，N)未溶质点及应变诱导析出是抑制再结晶的主要因素。并且这种作用具有明显的温度相关性，配合轧制过程中的控温控冷，可以对再结晶具有强烈的阻止作用，拮抗Si带来的热轧钢板表面粗糙。当铌的添加量(质量分数)超过0.05％时，强化作用达到饱和而不起附加作用，因此本专利技术中Nb含量控制在0.03～0.05％；Nb/Si在0.12～0.15之间。
[0023]本专利技术采用同一成分、型号的钢坯，使用同一套轧辊，生产厚度差别大的不同子规格。以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生产15～35mm翼缘厚度热轧H型钢的钢坯，其特征在于：所述钢坯成分按质量百分比为C：0.18～0.22；Si：0.25～0.40；Mn：0.90～1.50；S：≤0.025；P：≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正彪，王延苹，刘瑞刚，孙善波，李振华，陈闯，王福良，李现富，
申请(专利权)人：日照钢铁控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：