一种420MPa级H型钢及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种420MPa级高强度低屈强比H型钢及其制备方法，所述H型钢的化学成分按重量百分数计为：C 0.11～0.15％、Si 0.20～0.35％、Mn 1.35～1.50％、P≤0.035％、S≤0.025％，Cu 0.25-0.30％，Cr 0.40-0.45，Ni 0.20-0.30％，Nb 0.20-0.30％，其余为铁和微量杂质。本发明专利技术通过优化成分设计，结合控制加热，使高终轧温度工艺条件下生产420MPa级低屈强比H型钢成为可能，并实现了该类产品的批量生产。本发明专利技术的力学性能良好，屈服强度大于427MPa，抗拉强度大于641MPa，屈强比0.64～0.67。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属冶炼领域，具体涉及一种420MPa级低屈强比H型钢及其制备方 法。
技术介绍
随着建筑用H型钢使用的不断大型化，对使用的钢铁材料提出了更高的要求。目 前，建筑用H型钢均无屈强比要求，当承载较大载荷时，安全性能将大幅降低。 低屈强比H型钢主要应用具有抗震要求的建筑、桥梁、电站设备、水利、能源、化 工、起重运输机械及其他较高抗震要求的钢结构。此钢材具有较低的屈强比，可有效吸收变 形载荷，从而提高钢构在极端环境下的安全性能。同时，产品一次热乳成型，不需焊接，可提 高整体钢结构的综合性能。 近年来，国内低屈强比钢板生产技术日渐成熟，已经形成规模化生产，但是受H型 钢生产的特殊性，在H型钢生产过程中，连铸、乳制、乳后冷却以及乳后热处理等工序无法 达到板材生产控制水平，限制了低屈强比H型钢的生产，严重制约了我国建筑用高品质H型 钢的发展。因此，开发一种工艺相对简单，并易于实现稳定生产的H型钢生产方法，实现高 强度低屈强比H型钢生产，已成为我国高品质建筑用钢发展亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种420MPa级高强度低屈强比H型钢及其制备方法。 为了实现上述目的，本专利技术提供了一种420MPa级高强度低屈强比H型钢，所 述420MPa级高强度低屈强比H型钢的化学成分按重量百分数计为：C 0. 11~0. 15%、 Si 0. 20 ~0. 35%、Mn 1. 35 ~1. 50%、P 彡 0. 035%、S 彡 0. 025%，Cu 0. 25-0. 30%，Cr 0.40-0. 45, Ni (λ 20-0. 30%，Nb (λ 20-0. 30%，其余为铁和微量杂质。 本专利技术还提供了上述420MPa级低屈强比H型钢的制备方法，所述制备方法包括铁 水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、矩型坯连铸和乳制步骤，所述铁水预脱硫步骤后铁水中的硫 含量不高于〇. 〇20wt% ;转炉冶炼采用顶吹转炉冶炼；矩型坯连铸为全程保护浇注，并确保 大包挂长水口开浇。 优选的，在转炉冶炼步骤中，采用硅锰、中碳锰铁、铜粒、镍板、中碳铬铁、铌铁进行 合金化，合金成分按中限控制；铜粒、镍板随炉料加入，其余合金在钢水出至四分之一时，分 批加入钢水出至四分之三时加完。 更优选的，转炉冶炼步骤中使用铝锰铁脱氧，其加入量2. 0-2. 5kg/t。 优选的，在连铸步骤中，中间包烘烤温度为ll〇〇°C，其中，二次冷却区采用弱冷，结 晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为1~I. 5kg/t钢，液相 线温度为1517. 8°C，中间包过热度按20~25°C控制，铸坯规格为165mmX 200mm，拉速为 L 0 ~L 4m/min〇 优选的，在乳制步骤中，加热炉的均热温度为1220~1260°C，铸坯在炉时间为 120-180min。终乳温度在翼缘外侧为910°C，乳材在冷床自然冷却。 优选的，所述乳材的规格为Hl75X90X 5X8。 本专利技术针对高强度低屈强比H型钢在成分、冶炼及乳制过程中的问题，提供了一 种420MPa级高强度低屈强比H型钢及其制备方法，本专利技术的力学性能良好，屈服强度大于 427MPa，抗拉强度大于641MPa，屈强比0. 64~0. 67。 同目前型钢及生产方法比较，本专利技术具有如下的优点： 1.该产品同时具有高强度和低屈强比两个特点，可有效增强其变形吸收能力，可 提高建筑物在极限动载荷下的安全性能。 2.简化炼钢工序流程，工艺控制简单，合金回收率稳定，乳制工序采用高温快烧， 终乳温度较高，可有效降低乳机负荷，提高生产效率。 3.乳后不控冷且不需进行热处理，完成420MPa级高强度低屈强比H型钢的成分设 计及生产，降低生产成本。 4.通过成分调整，解决了原有炼钢、乳钢设备工艺老化，难以适应高附加值H型钢 产品生产的难题，为实现普碳型钢生产线向高强度专用H型钢生产线转变奠定基础。 5.本专利技术的力学性能良好，屈服强度大于427MPa，抗拉强度大于641MPa，屈强比 0. 64 ~0. 67。【具体实施方式】 如下为本专利技术的实施例，其仅用于对本专利技术的解释而并非限制。 本专利技术主要通过优化成分设计，结合控制加热和乳制，使高终乳温度工艺条件下 生产420MPa级高强度低屈强比H型钢成为可能，实现了该类产品的低成本生产。 如下实施例中H型钢的化学成分的重量百分数为：C 0. 11~0. 15%、Si 0. 20~ 0· 35%、Mn L 35 ~L 50%、P 彡 0· 035%、S 彡 0· 025%，Cu 0· 25-0. 30%，Cr 0· 40-0. 45， Ni 0.20-0. 30%，Nb 0.20-0. 30%，其余为铁和微量杂质。 根据本专利技术实施例，420MPa级高强度低屈强比H型钢的制备方法包括脱硫、转炉 冶炼（例如，80吨顶底复吹转炉冶炼）、矩型坯全保护连铸、乳制（例如，1-3乳机布置型式 生产线乳制）。 如下实施例中，连铸过程采用长水口全程保护浇铸。 本专利技术未提及的工序以及下文提到而本专利技术未作解释的术语，均可采用现有技术 或可参见现有技术，如二冷为二次冷却区。 本专利技术采用如下的方法制备H型钢： (1)铁水到脱硫站，脱硫后保证铁水中的硫含量为彡0. 020wt%。 (2)转炉冶炼：采用硅锰、中碳锰铁、铜粒、镍板、中碳铬铁、铌铁进行合金化，合金 成分按中限控制；铜粒、镍板随炉料加入，其余合金在钢水出至四分之一时，分批加入钢水 出至四分之三时加完。铝锰铁脱氧，铝锰铁加入量2. 0-2. 5kg/t。 (3)连铸：中间包烘烤温度为1100°C，结晶器对弧，使用全程保护浇注，其中， 二冷采用弱冷，结晶器采用非正弦振动，中间包采用低碳碱性覆盖剂，覆盖剂加入量为 1~I. 5kg/t钢，液相线温度为1517. 8°C，中间包过热度按20~25°C控制，铸坯规格为 165mmX200mm，拉速为 L 0 ~I. 4m/min。 (4)加热炉的均热温度为1220~1260°C，铸坯在炉时间为120-180min。终乳温度 在翼缘外侧为910°C，乳材在冷床自然冷却，乳材的规格为H175 X 90 X 5 X 8。 制备获得的型钢的化学成分重量百分比见表1，乳材力学性能记录表见表2。 表1 :钢的化学成分重量百分比％ 表2 :乳材力学性能记录表 从上表可看出，本专利技术的产品同时具有高强度和低屈强比两个特点，可有效增强 其变形吸收能力；炼钢工序流程简单，合金回收率稳定，乳制工序采用高温快烧，终乳温度 较高，可有效降低乳机负荷，提高生产效率；乳后不控冷且不需进行热处理，完成420MPa级 高强度低屈强比H型钢的成分设计及生产，降低了生产成本。 本专利技术的力学性能良好，屈服强度大于427MPa，抗拉强度大于641MPa，屈强比 0. 64 ~0. 67^ 最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本专利技术的技术方案，尽管参 照上述实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本 专利技术进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术的精神和范围的任何修改或局部替换，其均 应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。【主权项】1. 一种420MPa级高强度低屈强比Η型钢，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种420MPa级高强度低屈强比H型钢，其特征在于，所述H型钢的化学成分的重量百分数为：C 0.11～0.15％、Si 0.20～0.35％、Mn 1.35～1.50％、P≤0.035％、S≤0.025％，Cu 0.25‑0.30％，Cr 0.40‑0.45，Ni 0.20‑0.30％，Nb 0.20‑0.30％，其余为铁和微量杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付常伟，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37