一种经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法技术

本发明专利技术公开了一种经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法，所述钢板化学成分重量百分比为：C 0.125％～0.175％，Si 0.20％～0.35％，Mn 0.95％～1.15％，P≤0.025％，S≤0.02％，Ti 0.005％～0.0150％，N 0.003％～0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，O≤0.0050％，其它杂质元素总量低于0.05％。所述方法包括钢水冶炼

【技术实现步骤摘要】
一种经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法


[0001]本专利技术属于低碳微合金钢生产
，特别涉及一种厚度规格为6
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20mm，长度规格36
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50m，经济型工程结构用345MPa级别钢板冷却均匀性控制方法。

技术介绍

[0002]345MPa级别中厚板品种是中厚板主要品种类型，典型的品种有低合金Q345A/B/C、还有桥梁结构用钢Q345qC/D等，这类钢主要以碳锰钢为基础，同时在钢中添加微合金元素Nb、V、Ti等碳、氮化物形成元素，通过固溶强化、沉淀强化以及细晶强化提高钢板强韧性。据统计，每年该强度级别中厚板占产量20
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30％。因此，开发此类低成本钢板制造技术研究具有重大意义。但随着，桥梁、管线等工程应用领域设计指标的加严，在保证其服役经济性、安全性，对钢板的低温韧性等指标逐渐加严，其生产成本也相应升高。对于低温韧性有特殊需求的345MPa级别的结构钢，传统上采用碳含量0.10％以下的“低碳”成分设计，锰含量较高范围在0.65％～0.75％并且添加铌、钒、钛等合金元素来保证性能，生产成本相对较高。如果采用“中、高碳”成分代替“低碳”成分设计，并降低钢中合金元素的加入，同时对炼钢生产路径进行工艺优化，将大幅降低其生产成本。
[0003]通常来说，TMCP(热机械控制工艺)就是在热轧过程中，控制加热温度、轧制温度和压下量的控制轧制的基础上，再实施空冷或控制冷却及加速冷却的技术总称。由于TMCP工艺在不添加过多合金元素，也不需要复杂的后续热处理的条件下生产出高强度高韧性的钢材，被认为是一项节约合金和能源、并有利于环保的工艺，已经成为生产低合金高强度宽厚板不可或缺的技术。随着市场对TMCP钢的要求不断提高，TMCP工艺本身也在应用中不断发展。从近几年的研究工作看，重点是放在控制冷却，尤其是加速冷却方面。通过加快轧制后的冷却速度，不仅可以抑制晶粒的长大，而且可以获得高强度高韧性所需的超细铁素体组织或者贝氏体组织，甚至获得马氏体组织。但是随着345MPa级别钢板合金成本及炼钢工艺优化，合金及工艺减量化后的钢板需采用TMCP工艺生产，随着合金含量降低，轧制及控冷工艺窗口越来越窄。此外，随着厚板市场竞争激烈，各大钢厂通过增加薄规格钢板长度，来提升轧制单重，达到节约成本的效果。而对于减量化后345MPa级别的TMCP类型超长钢板来说，由于钢板头尾温降快以及合金减量化后冷却工艺窗口变窄，使钢板长度方向冷却不均导致性能波动是其推广的制约因素。
[0004]由此可见，如何解决上述生产厚度在6
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20mm的345MPa级别钢级工程结构钢长度方向冷却均匀性所存在的问题，降低其生产成本，提高钢板性能合格率，是厚度规格(6
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20mm)，长度规格(36
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50m)的345MPa级别钢级工程结构用钢批量生产过程中亟待解决的关键问题。
[0005]与现有技术对比：
[0006]迄今为止，国内外对345MPa级别工程结构用超长钢板冷却均匀性控制的研究报导甚少。在本专利技术之前，申请号为CN 103599950 B公开了一种提高钢板冷却均匀性的加速冷却装置，通过对钢板采取加速冷却，设定钢板的初始速度V0和终止速度V1，来缩小长度方向
的温差，使钢板冷却更均匀、提高钢板组织性能。但该专利技术仍未解决超长钢板头尾部由于快速温降所产生的组织、性能与钢板其它位置性能不一致的问题，同时也未对钢板冷却长度进行明确。CN 112387789B公开了一种改善TMCP钢板冷却均匀性的方法，在TMCP生产线的水冷区域对钢板进行约束冷却，设定辊道的初速度为V0，设定辊道的末速度为V，0＜V
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V0≤0.5m/s；其中，所述钢板的长度为45～52m，所述水冷区域沿钢板长度方向设有若干水冷分区，所述水冷分区内沿钢板宽度方向在钢板上下表面设有若干喷嘴，但对于钢板不同位置采用不同喷嘴，压力；造成设备成本增加，同时其控制工艺仅针对钢板长度45～52m，局限性较窄。CN202010071364.4的专利公开了一种薄规格低屈强比高韧性桥梁用单轧钢板及其制造方法，其化学成分为C 0.10
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0.12％；Si 0.2
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0.3％；Mn 1.48
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1.58％；P≤0.015％；S≤0.004％；Nb：0.011
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0.021％；Al：0.02
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0.04％；Ti：0.009
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0.015％；Ca：0.001
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0.004％；N≤0.004％，为了使钢板具备强度高、低温韧性优异的性能，该方案在成分设计上需要添加较高Mn和Nb等金属元素，合金成本较高，且其生产工艺针厚度规格在6
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8mm薄板。
[0007]以上专利文献公开的研究虽然解决了部分钢板冷却均匀性问题，但是它们生产制造成本高或控冷钢板长度范围较窄，不适合生产具有优异冷却均匀性超长345MPa级别工程结构用钢板。使用本专利技术提供的技术方案，可以有效的克服上述不足，通过头尾遮蔽模型优化、钢板微跟踪位置动态调整以及控冷流量调节阀响应时间控制等手段，实现使用厚度为150
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250mm的连铸坯生产厚度6
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20mm、长度36
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50m的345MPa级别钢板，并且整板具有良好冷却均匀性，钢板头—中—尾任意位置同板差强度在20MPa以内。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服上述存在技术问题和不足，提供一种用于改善轧后钢板厚度6
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20mm，长度36
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50m超长钢板长度方向冷却均匀性问题，同时降低钢板合金成本、提高轧制效率，钢板同板差性能均匀性等问题，该钢板为具有高强度、高韧性、优异的探伤合格率，具有良好的综合性能，可以保证管线、桥梁等工程结构应用领域的安全性。
[0009]本专利技术提供了一种改善经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法，可以有效解决345MPa级别工程结构用钢钢板长度方向冷却均匀问题，同时可以降低生产制造成本、提高轧制生产效率，提高合格率以及控制性能均匀性，钢板厚度目标为6
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20mm，长度36
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50m，使用厚度为150
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200mm连铸坯在中厚板往复式轧机上进行生产，冷却介质为水。
[0010]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0011]一种经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法，所述钢板化学成分重量百分比为：C 0.125％～0.175％，Si 0.20％～0.35％，Mn 0.95％～1.15％，P≤0.025％，S≤0.02％，Ti 0.005％～0.0150％，N 0.003％～0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，O≤0.0050％，其它杂质元素总量低于0.05％。
[0012]所述经济型3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经济型345MPa级别工程结构用钢板冷却均匀性控制方法，其特征在于：所述钢板化学成分重量百分比为：C 0.125％～0.175％，Si 0.20％～0.35％，Mn 0.95％～1.15％，P≤0.025％，S≤0.02％，Ti 0.005％～0.0150％，N 0.003％～0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质，O≤0.0050％，其它杂质元素总量低于0.05％；所述方法包括钢水冶炼
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炉外精炼
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连铸+缓冷
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板坯再加热
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控制轧制
→
控制冷却
→
空冷至室温，具体如下：1)炼钢及连铸：原料经KR铁水预处理，控制S的含量低于0.02％，扒渣后进入转炉，控制P的含量≤0.025％，转炉冶炼终点控制C的含量在0.125～0.175％，出钢时吹氩气15～25min；再进行LF精炼，之后进行板坯连铸，连铸过热度为10～20℃，连铸拉坯速率为0.8～1.5m/min；在水平扇形段，即凝固末端投入轻压下，连铸坯压下量6～10mm，连铸坯下线后缓冷时间≥48h；2)铸坯加热：将铸坯在加热炉内进行加热，依次经预热段、加热段和均热段后出炉；其中，预热段温度为980～1120℃，加热段温度间为1200～1230℃，均热段温度为1190～1220℃，在炉时间3.5～5.0小时；3)高压水除鳞及控制轧制：开轧前利用高压水对出炉后铸坯进行除鳞0.5～1.5min，除鳞机压力20～30MPa；分两阶段轧制：粗轧开轧温度≥1100℃，粗轧终轧温度为980～1030℃，粗轧不多于六道，所得中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海健，韩楚菲，乔馨，李昂，王小强，沙孝春，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：