專利名稱::一種q460級低合金高強度角鋼及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明型涉及一種低合金高強度鋼及生產(chǎn)工藝,特別是屈服強度460Mpa級低合金高強度角鋼及生產(chǎn)工藝,屬鋼鐵冶煉
技術(shù)領(lǐng)域:
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背景技術(shù):
:近年來,隨著經(jīng)濟快速發(fā)展,各行業(yè)對電力需求日益增加,由此帶來輸變電鐵塔及變電站鋼結(jié)構(gòu)用材的高峰。國家電網(wǎng)公司把鐵塔強度升級作為一項推動輸變電工程科技進步、降低成本的重要舉措,明確提出在今后推廣應(yīng)用鐵塔高強鋼時要采用Q420B以上級別角鋼。對此,相關(guān)鋼鐵企業(yè)不斷研究探討開發(fā)符合要求的低合金高強度鋼,在滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求同時也可為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。目前,低合金高強度鋼常規(guī)冶煉技術(shù)是釩微合金化,按照這種常規(guī)技術(shù)冶煉的低合金高強度鋼其沖擊韌性難以達到較高指標,當將其用于電網(wǎng)輸變電鐵塔制造時,為保證強度和沖擊韌性要求,需增加用材的厚度尺寸,使得鐵塔自重增加,成本增加。因此,對于制造電網(wǎng)鐵塔的低合金高強度鋼亟需解決的問題是在保證強度要求的同時,提高沖擊韌性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決已有技術(shù)之缺陷而提供一種用于輸變電鐵塔具有高強度、高沖擊韌性的Q460級低合金高強度角鋼及生產(chǎn)工藝。本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的一種Q460級低合金高強度角鋼,特別之處是,化學成分配比如下C0.130.19%,Mn1301.50%,Si0.300.50%,S、P《0.040%,V%0.0500.090,余量Fe,Ceq《0.46%。上述Q460級低合金高強度角鋼,力學性能指標如下屈服強度Rel:>450Mpa抗拉強度Rm:560720Mpa斷后伸長率A:》23%:沖擊韌性AKV:》34J180°冷彎厚度a《16mm時d=2a;厚度a為16-35mm時d=3a。上述Q460級低合金高強度角鋼生產(chǎn)工藝,它包括煉鋼、連鑄、軋制工序,所述煉鋼工序中采用80VN合金配V微合金化方式生產(chǎn),合金加入順序為Si-Mn、80VN合金,在出鋼1/3時開始加入80VN合金,并在后續(xù)工序中吹氮氣。上述Q460級低合金高強度角鋼生產(chǎn)工藝,所述連鑄工序釆用結(jié)晶器喂鋁絲工藝,喂入4)3mm鋁-稀土包芯線,連鑄坯拉速為1.19-1.24m/miii,喂絲速度為69m/min。上述Q460級低合金高強度角鋼生產(chǎn)工藝,所述軋制工序中連鑄坯加熱溫度均勻,陰陽面溫度差不大于5(TC,加熱段溫度不超過125(TC,開軋溫度小于115(TC。本發(fā)明產(chǎn)品460級低合金高強度角鋼的主要化學成分設(shè)計中給出了碳當量的要求,從而保證了角鋼的可焊接性。本發(fā)明生產(chǎn)工藝以VN微合金化方式生產(chǎn),并配合結(jié)晶器喂絲工藝,通過控軋控冷工藝獲得具有高強度、高沖擊韌性的角鋼。其采用合理的VN配比,降低微合金化成本;采用結(jié)晶器喂鋁絲工藝,既能解決連鑄堵塞大包及中間包水口問題,又使鋼水保持一定量的鋁含量,保證鋼水夾雜物變性、減少鋼中氧含量、細化鑄坯晶粒,從而保證鋼材的沖擊性能。本發(fā)明產(chǎn)品用于輸變電鐵塔制造,在保證強度和沖擊韌性要求的前提下,可降低桿塔的厚度和尺寸,節(jié)省鋼材用量,降低鐵塔自重。具體實施例方式本發(fā)明主要特點體現(xiàn)在如下三個方面..1.成分配比中突破《GB/T1591-1994低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》及《YBT4163-2007鐵塔用熱軋角鋼》標準,給出了碳當量的要求,從而保證角鋼的可焊接性要求。2.煉鋼工序采用VN微合金化方式生產(chǎn)。一般來講,N在鋼中是有害的元素,在鋼鐵材料的冶金生產(chǎn)過程中,除非采用極高成本的精煉脫除方式,否則很難將其去除干凈。普通鋼鐵結(jié)構(gòu)材料,氮元素在晶界等組織缺陷處聚集會產(chǎn)生時效現(xiàn)象,使鋼材的強度上升,韌性下降。V微合金化元素的固N作用,可以清除氮元素引起的時效現(xiàn)象,同時在釩鋼中增氮可以促進釩的強化作用,使V的析出物愈加彌散,起到細化晶粒的作用。在鋼鐵材料中,V與N有一個理想的化學配比,即l:3.64。本發(fā)明采用的80VN合金配V微合金化生產(chǎn),使V、N比基本保持在理想配比范圍。80VN為市售產(chǎn)品,這種合金中釩的質(zhì)量分數(shù)為80%,氮的質(zhì)量分數(shù)為16%和碳的質(zhì)量分數(shù)為4%;利用80VN進行鋼的微合金化處理,充分發(fā)揮了鋼中氮的作用,由于80VN合金VN原子比穩(wěn)定,還有合理的成分設(shè)計,再加上V、N的吸收率穩(wěn)定,可保證V、N比基本保持在理想配比范圍,既細化了晶粒又避免因氮含量多引發(fā)的時效。提高了鋼的力學性能,還具有良好的經(jīng)濟效益。以該方法生產(chǎn)的高強角鋼強度、沖擊韌性明顯高于常規(guī)V微合金化的同規(guī)格產(chǎn)品。3.在連鑄工序無保護澆注措施時采用結(jié)晶器喂鋁絲,既能解決連鑄堵塞大包及中間包水口問題,又使鋼水保持一定量的鋁含量,保證鋼水夾雜物變性、減少鋼中氧含量、細化鑄坯晶粒,從而保證鋼材的沖擊性能。穩(wěn)定、合適的喂絲速度是該工序的關(guān)鍵。喂絲速度由鋼種Als要求量、鋁絲單重(規(guī)格)、禱坯拉速、鑄坯斷面決定。上述參數(shù)有如下關(guān)系V喂-V拉MG/g式中V喂-鋁絲喂入速度,m/min;V拉-拉坯速度,m/min;M-鑄坯單重,t/m;G-根據(jù)鋼種含鋁量要求設(shè)定的鋁加入量,g/t;g-鋁絲單重,g/m??紤]連鑄機性能及坯型,V控制在1.19-1.24m/min,根據(jù)以上公式確定V喂在69m/min。以下提供幾個實施例表1:Q460級低合金高強度角鋼化學成分(wt^)及軋制規(guī)格(mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明主要生產(chǎn)工藝如下轉(zhuǎn)爐煉鋼工序?qū)嵤└呃?、強制脫氧,采用包?nèi)脫氧及合金化,Si-Mn合金配Mn,Si以C-Si補齊,用Si-Ba-Ca終脫氧,規(guī)定噸鋼加入l~1.2kg。為保證鋼水均勻,充分去除夾雜,出鋼全過程吹氮氣,并保證出完鋼后底吹時間大于3分鐘。采用80VN合金配V,為了充分利用鋼包底部Si-Mn合金的脫氧作用以及鋼包中鋼水的沖擊環(huán)流作用,出鋼約1/3時開始加入80VN,噸鋼L21kg,注意穩(wěn)定出鋼量,可保證V-N合金的加入量,并在后續(xù)工序中吹氮氣,以避免N的局部富集。連鑄工序控制中包液面高度,避免下渣,根據(jù)連鑄坯斷面確定拉速L19-1.24m/min。連鑄時采用喂絲工藝,喂4)3mm鋁-稀土包芯線,在拉速為U9-1.24m/min時對應(yīng)的喂絲速度選擇6~9m/min。連鑄坯加熱溫度均勻,陰陽面溫度差不大于50'C,加熱段溫度不超過125(TC,開軋溫度小于U50。C。按照上述方法生產(chǎn)的Q460級低合金高強度角鋼機械性能見表2:表2:各實施例試樣機械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種Q460級低合金高強度角鋼,其特征在于化學成分配比如下C0.13~0.19%,Mn1.30~1.50%,Si0.30~0.50%,S、P≤0.040%,V%0.050~0.090,余量Fe,Ceq≤0.46%。2.根據(jù)權(quán)利要求所述的Q460級低合金高強度角鋼,其特征在于,力學性能指標如下屈服強度Rel:〉450Mpa抗拉強度Rm:560720Mpa斷后伸長率A:》23%:沖擊韌性AKV:》34J180°冷彎厚度a《16mm時d=2a;厚度a為16~35mm時d=3a。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的Q460級低合金高強度角鋼生產(chǎn)工藝,它包括煉鋼、連鑄、軋制工序,其特征在于所述煉鋼工序中采用80VN合金配V微合金化方式生產(chǎn),合金加入順序為Si-Mn、80VN合金,在出鋼1/3時開始加入80VN合金,并在后續(xù)工序中吹氮氣。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的Q460級低合金高強度角鋼生產(chǎn)工藝,其特征在于所述連鑄工序采用結(jié)晶器喂鋁絲工藝,喂入<!>3mm鋁-稀土包芯線,連鑄坯拉速為1.19-1.24m/min,喂絲速度為69m/min。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Q460級低合金高強度角鋼生產(chǎn)工藝,其特征在于所述軋制工序中連鑄坯加熱溫度均勻,陰陽面溫度差不大于5(TC,加熱段溫度不超過125(TC,開軋溫度小于U5(TC。全文摘要一種Q460級低合金高強度角鋼及生產(chǎn)工藝,屬鋼鐵冶煉
技術(shù)領(lǐng)域:
,用于解決提高電網(wǎng)鐵塔用角鋼的強度和沖擊韌性問題。特別之處是其化學成分配比為C0.13~0.19%,Mn1.30~1.50%,Si0.30~0.50%,S、P≤0.040%,V%0.050~0.090,余量Fe,Ceq≤0.46%。本發(fā)明生產(chǎn)工藝包括煉鋼采用VN微合金化方式生產(chǎn),連鑄配合結(jié)晶器喂絲工藝,并通過控軋控冷工藝獲得具有高強度、高沖擊韌性的角鋼。檢測指標表明,本發(fā)明產(chǎn)品可達到高強度、高沖擊韌性的要求,將其用于輸變電鐵塔制造,在保證強度和沖擊韌性要求的前提下,可降低桿塔的厚度和尺寸,節(jié)省鋼材用量,降低鐵塔自重。文檔編號C22C38/12GK101509097SQ200910073968公開日2009年8月19日申請日期2009年3月23日優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日發(fā)明者馮潤明,研周,孔慶福,張曉光,張海芹,樹楊,王云閣,陳興偉,陳春生,齊長發(fā)申請人:唐山鋼鐵股份有限公司;河北鋼鐵集團有限公司