耐火抗震建筑用钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种耐火抗震建筑用钢，其化学成分(按重量百分比)为：C：0.1-0.18％，Si：0.1-0.50％，Mn：1-1.80％，P≤0.025％，S≤0.015％，Cr≤0.50％，Mo≤0.30％，Al≤0.04％，N≤0.007％，Ca≤0.006％，以及Nb≤0.050％，V≤0.055％，Ti≤0.035％中的一种或两种以上，且Nb+V+Ti≤0.055％，余为铁和不可避免的杂质。其制造方法包括：加热温度1180℃，保温3h，开轧温度≥1180℃，控轧末三道累计压下率≥35％，终轧温度为860-900℃，终轧后直接空冷至室温，或以5-15℃/s冷速冷却到室温。这样得到的钢具备优异的耐火性，Rp0.2(600℃屈服强度)/Rp0.2(室温屈服强度)≥2/3，具备低的屈强比(屈强比Rp0.2/Rm≤0.75)，抗震性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑用钢，特别是涉及经济型耐火抗震建筑用钢极其制造方法。
技术介绍
目前钢结构以其自重轻、基础造价低，施工周期短、能解决大空间的复杂问题，整体性和抗震性较好以及资源的可再生利用等优点，在高层建筑及大跨度建筑中得到广泛的应用，钢结构优势明显，也是未来建筑的发展方 向。然而，常规钢结构存在致命弱点即耐火极限低一在火灾发生后的高温环境下容易软化且失去基本的承载能力，严重制约了钢结构建筑的发展。现有技术已有介绍耐火抗震建筑用钢相关专利的，如CN1354273A公开了一种。该钢经冶炼、轧制、冷却后成材，不需要后续的热处理工艺，就使钢具有高强度、高韧性、优良的耐火和耐候性。但其化学成分中贵金属合金元素Mo含量(O. 35-1% )、Cr 含量(O. 3-0. 8% )和 Ni (O. 1-1% )均较高，而且还附加 Cu、Nb、V、Ti、A1、B、RE等微量元素。贵金属合金成分含量高，合金成分较复杂，都大大提高了钢的合金化成本，从而限制了耐火抗震建筑用钢的广泛使用。CN1970818A也公开了一种耐火抗震建筑用钢及其制造方法，其中钢是以C、Si、Mn、Mo (O. 2-0. 5% ), Cr (O. 3-0. 6% )合金元素为主，附加 Cu、Nb、V、Ni、Ti、Al、B、RE 微量元素。这些钢中Mo和Cr等贵金属合金元素含量可以较低，但生产过程过于复杂，在轧制成型后需采用淬火+回火热处理工艺生产。因此，非常需要提供一种既能满足耐火抗震建筑用钢的性能要求，又能经济地生产的经济型耐火建筑用钢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐火抗震建筑用钢。该类钢板屈服强度覆盖235MPa到460MPa级别，具有优良的600°C高温性能，表现出良好的耐火性能。钢板的屈强比(O. 75%，碳当量< O. 45%，钢板具有很好的焊接性能和抗震性能。适用领域主要是钢结构建筑及其它要求耐火性能的钢结构领域。为实现上述目的，本专利技术的耐火抗震建筑用钢，其化学成分(按重量百分比)为C 0. 1-0. 18%, Si 0. 1-0. 50%, Mn :1_1· 80%, P 彡 O. 025%, S 彡 O. 015%, Cr ( O. 50%,Mo ( O. 30%,Al ( O. 04%,O. 007%,Ca^ O. 006%，以及 Nb ( O. 030%,O. 035%,Ti ^ O. 035%中的一种或两种以上，且Nb+V+Ti ^ O. 055%，余为铁和不可避免的杂质。根据本专利技术，屈服强度235MPa级别耐火抗震建筑用钢，其化学成分(按重量百分比)为C 0. 1-0. 15%, Si 0. 1-0. 50 %, Mn :1-1. 40 %, P ^ O. 025 %, S 彡 O. 015 %，Cr ^ O. 50%,Mo ^ O. 20%,Al ^ O. 04%,O. 007%, Ca ( O. 006%，以及 Nb ( O. 050%,V彡O. 055%,Ti ( O. 035%中的一种或两种以上，且Nb+V+Ti ( O. 055%，余为铁和不可避免的杂质。根据本专利技术，屈服强度345MPa级别耐火抗震建筑用钢，其化学成分(按重量百分比)为C 0. 1-0. 16 %, Si 0. 1-0. 50 %, Mn :1-1. 60 %, P ^ O. 025 %, S^O. 015 %,Cr ^ O. 50%,Mo ^ O. 30%,Al ^ O. 04%,O. 007% ,Ca 彡 O. 006%，以及 Nb ( O. 050%,V^O. 055%, Ti ^ O. 035%中的一种或两种以上，且 O. 015%^ Nb+V+Ti 彡 O. 055%，余为铁和不可避免的杂质。根据本专利技术，屈服强度420MPa级别耐火抗震建筑用钢，其化学成分为(按重量百分比):C O. 12-0. 18%, Si O. 1-0. 50%, Mn I. 1-1. 80%, P 彡 O. 025%, S 彡 O. 015%,N 彡 O. 007 %, Cr ^ O. 55 %,0. 10 % 彡 Mo 彡 O. 30 %, Al ^ O. 04 %, Ca ^ O. 006 %以及Nb彡O. 050 %，V彡O. 055 %，Ti彡O. 035 %中的一种或两种以上，且O. 015 %(Nb+V+Ti ( O. 055%，余为铁和不可避免的杂质。优选地，C0. 10-0. 17%，优选地，C 0. 10-0. 16%，优选地，C 0. 10-0. 15%，更优选地 C :0. 103-0. 15%。优选地，Si0. 10-0. 45%，更优选地，Si 0. 10-0.41%。优选地，Mn:1. 01-1.6%，更优选地，Mn :1. 03-1.6%。优选地，P彡 O. 015%。优选地，S彡O. 01%，更优选地，S彡O. 005%。优选地，Cr0. 15-0. 50%。优选地，Mo0. 05-0. 26%。优选地，Al:0· 01-0. 04%。优选地，Nb0. 010-0. 04%，更优选地，Nb 0. 010-0. 035%。优选地，V0. 015-0. 05%，更优选地，V 0. 015-0. 04%。优选地，Ti0. 010-0. 03%，更优选地，Ti 0. 010-0. 02%。优选地，N0. 003-0. 007%。优选地，Ca0. 0010% -O. 0040%。本专利技术的另一个目的是提供上述耐火建筑用钢的制造方法，该方法包括铁水脱硫，转炉冶炼，真空处理，连铸，铸坯清理，铸坯加热，控轧和精整；其中，钢锭加热温度1180±30°C，保温时间3±0. 5h，开轧温度彡1180°C，控轧末三道累计压下率彡35%，终轧温度为860-900°C，终轧后直接空冷至室温，或以5-15°C /s冷速冷却到室温。优选地，钢锭加热温度1170_1190°C。本专利技术钢具备优异的耐火性，Rp0.2 (600 °C屈服强度)/Rpa2 (室温屈服强度)彡2/3。具备低的屈强比(屈强比1^(|.2/抱彡0.75)，抗震性能好。由于本专利技术钢碳当量较低(Ceq ( O. 45)，因此焊接性能优异。本专利技术钢力学性能涵盖Q235到Q460级别建筑结构钢。本专利技术钢化学成分简单，用Nb、Ti、V微合金化(Nb+V+Ti ( O. 055% )，有效降低钢板的屈强比，使钢板获得良好的抗震性。同时，利用Nb、Ti、V的沉淀强化和固溶强化，显著降低贵金属元素Mo的含量(Mo ( O. 3% )，提高钢板的600°C屈服强度，使钢板获得优良的耐火性能。此外，通过降低碳含量，提高钢的纯净度，从而确保该钢具有较好的低温韧性。本专利技术钢的生产方法容易控制，操作简单，终轧后直接空冷至室温，或以5-15°C /s冷速冷却到室温。钢板轧后不需要后续热处理，生产成本低，适合规模生产。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术进行较为详细的说明。为了得到经济型耐火抗震建筑用钢，按照以下方式控制成分体系本专利技术中C含量控制在O. 10-0. 18%。碳是钢中廉价的强化元素之一，为保证钢材在轧后空冷工艺下仍然获得需要的室温强度，碳含量下限定为O. 10%。但是，碳含量过多时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐火抗震建筑用钢，其化学成分按重量百分比为：C：0.1?0.18％，Si：0.1?0.50％，Mn：1?1.80％，P≤0.025％，S≤0.015％，Cr≤0.50％，Mo≤0.30％，Al≤0.04％，N≤0.007％，Ca≤0.006％，以及Nb≤0.030％，V≤0.035％，Ti≤0.035％中的一种或两种以上，且Nb+V+Ti≤0.055％，余为铁和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温东辉，胡晓萍，宋凤明，万荣春，孙峰，张澜庭，崔慧然，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：