一种含硼深度低温热轧H型钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含硼深度低温热轧H型钢及其制备方法，本发明专利技术所涉及H型钢规格范围为H300*300*10*15以下小规格，其翼板纵向-50℃至-70℃低温冲击≥80J，翼板横向低温冲击-20℃≥70J，腹板纵向-50℃至-70℃低温冲击≥100J，高于国家标准GB/T1591-2008中低合金高强度结构用钢中E级-40≥34J的性能要求。为保证深度低温冲击韧性，本发明专利技术采用低碳、低硅、高锰及钒硼配合保证低温冲击韧性。其化学成分及含量重量百分比为：C 0.06～0.15％，Si 0.15～0.25％，Mn 1.0～1.50％，P≤0.010％，S≤0.010％，V0.070～0.10％，B 0.005-0.02％，Al t≥0.025％，[H]≤2.0×10-4，[O]≤20×10-4，[N]≤60×10-4，其余为Fe，生产工艺为转炉、LF精炼、VD真空、矩型坯连铸、轧制H型钢和矫直。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金
，特别是涉及一种采用矩形坯生产含硼深度低温热轧H 型钢及其制备方法。
技术介绍
我国西北、东北地区冬季气温寒冷，结构用钢对冲击韧性的要求需要达到_50°C左 右；另外在海洋石油平台建设、极地开发、等特殊使用方面以及出口俄罗斯等国家要求热轧 H型钢满足-50°C至_70°C冲击韧性技术要求。例如欧洲标准EN10025-3生产的S275NL、 S355NL、S420N、S460NL系列要求-50 °C冲击功彡27J ;日标SLA325、SLA365等钢号要 求-55°C冲击功，俄标Γ O C T 27772-88生产的C345、C345K、〇 375钢号要求-70°〇冲 击功多29J。 热轧H型钢保证低温冲击韧性的技术手段主要有两种途径：一种是通过轧钢过程 中控轧控冷实现细晶强化，达到保证低温冲击韧性的目的；另一种是通过添加保证低温冲 击韧性的镍、钼等合金成分达到低温冲击韧性高目的。这两种途径都存在明显不足，控轧控 冷细晶强化工艺在生产中非常难以控制，对轧机要求高、温度控制难以实现而且合格率较 低，同时对生产节奏影响大，不适合连续批量生产，另外采用控轧控冷细晶强化工艺后的型 钢焊接后焊缝相对基体硬度低；第二种途径是添加大量镍、钼合金使低温冲击韧性大幅度 降低，但是由于镍钼成本太高，经济生产难以实现。寻求生产一种低于_40°C至_60°C低温 冲击韧性稳定而且生产成本低廉的H型钢非常重要，且具有重大经济与社会效益，对中国H 型钢产品的完善，对我国由钢铁大国向钢铁强国转变具有重大现实意义。 目前要求深度低温冲击韧性要求的热轧H型钢一般为低合金高强度结构钢，其中 以Q345级别应用较广泛。Q345级别C、D、E级钢要求具有良好的低温韧性，GB/T1591-2008 要求Q345E钢纵向-40°C> 34J。目前，对Q345级别低合金高强度结构钢主要采取铌、钒、 钛微合金化和控轧控冷相结合的工艺提高钢材综合性能，特别是低温冲击韧性。其强化机 制是沉淀强化和细晶强化，后者对韧性也是有益的。在Q345级别H型钢的实际工业生产过 程中，经铌、钒、钛单一或组合微合金化和控轧控冷工艺后，低于-40°C冲击功波动较大且合 格率不高。 《一种具有良好低温冲击韧性的加硼H型钢及其制备方法》微合金采用Nb-B复合 真空感应炉冶炼，《一种含硼钒低温冲击韧性优良的热轧H型钢及其制备方法》微合金采用 V-B复合，该专利应用于异型坯生产-40°C多34J低温热轧H型钢。从成分上本专利严格控 制B含量加入上限为0. 002%，在实际工业生产中有数据显示B元素的过多加入直接影响钢 材的延性及冲击性，当B含量加入超过0. 003%时延性及冲击性能明显下降。《一种含硼钒 低温冲击韧性优良的热轧H型钢及其制备方法》为高碳、硼加入量较多，不控铝，气体控制不 严格。《一种含硼钒低温冲击韧性优良的热轧H型钢及其制备方法》为采用控制困难的低温 终轧工艺。
技术实现思路
本专利技术涉及一种含硼深度低温热轧H型钢及其制备方法，包括冶炼工艺和轧制工 艺，其目的在于提供一种微合金化热轧H型钢及其生产工艺，本专利技术产品合理设计成分、添 加微量合金元素 V、B，并通过优化生产工艺方法使其力学性能达到深度低温冲击要求，又能 以最简便、高效的方法生产和制造，降低了生产成本。 为达以上目的，本专利技术一种含硼深度低温热轧H型钢，所述H型钢化学成分及其含 量重量百分比为：C 0· 06 ~0· 15%，Si 0· 15 ~0· 25%，Mn I. 0 ~L 50%，P 彡 0· 010%， S<0.010%，V0.070 ~0.10%，B 0.005 ~0.02%，Alt$ 0.025%jH*<2.0Xl(T4，彡20 X 10_4, 彡60 XKT4其余为Fe，生产工艺为转炉、LF精炼、VD真空、矩形坯连铸、 铸坯表面清理、万能轧机轧制H型钢和矫直。 本专利技术优选的技术方案是：其化学成分及重量百分比为：C 0. 13%，Si 0. 20%， Mn 1. 25 %，P0.00 8 %，S0.00 5 %，N0.00 50 %，V0. 07 %，B 0· 01 %，Alt 彡 0· 025 %，钢中 彡 2. 0 X 1〇Λ 彡 20 X 1〇Λ 其余为 Fe。 本专利技术的生产方法是：冶炼时转炉终点控制C(重量百分比％ )彡0. 06,P < 0. 01 控制出钢温度大于1640°C ;采用硅锰和锰铁脱氧合金化，有铝终脱氧；出钢挡渣，挡渣失败 必须扒渣；精炼白渣操作；精炼末期加入钒铁和硼铁，加入钒铁后弱搅3分钟后加入硼铁； VD深真空时间彡15min，深真空度彡0. lKPa，软吹时间彡15min。VD后钢水成分目标值为 (重量百分比％ )为：C 0· 13, Si 0.20, Mn 1.25, P0.00 8, S0. 005, N0.00 50, V0. 07, B 0.01， Alt彡0.025,其余为Fe和不可避免杂质。连铸液相线温度：TL = 1515°C ;钢水过热度 AT<20°C;采用恒拉速操作，拉速0. 59-0. 66m/min。铸造后的钢坯堆垛缓冷。切取铸坯 100mm-300mm厚度进行低倍硫印检验。炼钢厂保证钢还无表面质量及内部质量后发送至乳 钢厂。轧钢厂在铸坯入加热炉前再次进行目测检查，有结疤、裂纹、翘皮的钢坯挑出。加热 炉温度为1250°C~1280°C ;加热炉内为弱还原性气氛，钢坯进入粗轧机前进行高压水除磷 (即进入BDl机架前），轧制开轧温度1180°C~1220°C，CCS机架（万能轧机）进行8道次 车L制，万能轧机轧制速度彡4m/s，CCS终轧机前温度880°C~930°C。 技术指标要求：铸坯表面无结疤、裂纹、翘皮、砂眼、夹杂、气孔等缺陷；非金属夹 杂物（级）A彡2. 0, B彡L 5, C彡2. 0, D彡2. 0, Ds彡2. 0 ;晶粒度不小于8级，晶粒不均 度在三个级别范围内，组织为珠光体+铁素体；屈服强度彡350MPa，抗拉强度为500MPa~ 550MPa，延伸率A%彡30,低温冲击-70°C彡34。J 本专利技术的矩形坯生产低合金高强度耐低温H型钢，其特征在于H型钢的腹板及翼 板具有优良的力学性能，性能高于国家标准GB/T1591-2008。该H型钢抗拉强度500MPa~ 550MPa，屈服强度彡350MPa，延伸率彡30%，-40°C冲击彡100J，翼板纵向-50°C至_70°C低 温冲击彡80J，翼板横向低温冲击-20°C彡70J，腹板纵向-50°C至70°C低温冲击彡100J。 本专利技术的优点是： 1.本专利技术通过添加 V、B微合金化，采用低硅、低硫、低磷的成分设计，提高了 H型 钢的综合性能，生产工艺简单，利于推广； 2.本专利技术中V在微合金钢中单独加入时形成VC，属中间相，其化学式可在VC、V4C 3 之间变化。在一般低氮含量的情况下，VC在Y-Fe中的溶解度比NbC要高得多，在900°C以 下，V(C，N)可完全溶解于γ-Fe中，因此钒的主要作用是在γ-α转变过程中的相间析出 和在铁素体中的析出强化。钒微合金化钢的强韧化机理主要有细晶强化、沉淀强化和固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硼深度低温热轧H型钢，其特征在于所述H型钢的化学成分及其重量百分比含量为：C 0.06～0.15％，Si 0.15～0.25％，Mn 1.0～1.50％，P≤0.010％，S≤0.010％，V0.070～0.10％，B 0.005～0.02％，Alt≥0.025％，[H]≤2.0×10‑4，[O]≤20×10‑4，[N]≤60×10‑4，其余为Fe。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯岩青，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15