一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法技术

技术编号：43737171 阅读：0 留言：0更新日期：2024-12-20 12:59

本发明专利技术涉及一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，钢中化学成分为C：0.12％～0.16％；Si：0.20％～0.3％；Mn：1.2％～1.5％；P≤0.02％；S≤0.005％；Nb：0.02％～0.03％；V：0.02％～0.03％；Als：0.01％～0.03％：余量为Fe和杂质；生产工艺过程包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、轧后控冷及矫直。本发明专利技术通过冶炼、连铸、低温加热、低温轧制与控冷工艺的耦合设计，充分利用高质量连铸坯轧制时的细晶强化、析出强化与相变强化的综合作用，实现屈服强度420MPa级、460MPa级低合金高强钢的柔性化、高效率生产。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低合金高强钢生产，尤其涉及一种屈服强度420mpa级及460mpa级低合金高强钢的柔性化高效率生产方法。

技术介绍

1、屈服强度420mpa级、460mpa级低合金高强度钢具有良好的力学及焊接性能，广泛应用于机械、建筑、风电、车辆、船舶、化工设备等领域，是中厚板产品广泛应用的品种。随着市场形势的变化，屈服强度420mpa级、460mpa级低合金高强度钢的盈利能力越来越低，急需通过降本生产提高其创效能力。

2、目前，厚度为10～40mm、屈服强度420mpa级或460mpa级的低合金高强度钢，主要生产模式为控轧控冷，为了保证钢板的性能，通常要求精轧开轧温度及终轧温度控制在一个较窄的范围内，导致钢板生产节奏缓慢，且工艺要求严苛，不利于高效生产。

3、授权公告号为cn 112553437 b的中国专利技术专利公开了“一种控制420mpa级热镀锌高强钢屈服强度波动的方法”，包括炼钢、连铸、铸坯加热、控制轧制、控制冷却、卷取、自回火缓冷、酸轧和镀锌退火工序，所述控制轧制工序，终轧温度为880±14℃；所述卷取工序，卷取温度为530±17℃。本专利技术的冷基热镀锌低合金高强度钢屈强比低，强度和塑性匹配良好，通卷性能稳定，屈强比均值0.83，卷头、卷中、卷尾的屈服强度差别≤20mpa。

4、授权公告号为cn 102400053 b的中国专利技术专利公开了“一种屈服强度460mpa级建筑结构用钢板及其制造方法”，钢板化学成分的重量百分比为：c 0.05％～0.10％、si0.2％～0.3％、mn

5、另外，不同厚度的钢板所设计的成分通常具有一定差异，导致出钢记号偏多，冶炼连铸时影响生产效率。

6、本专利技术在原始q420级钢成分基础上进行优化，通过高纯度冶炼及连铸工艺优化得到高质量连铸坯，同时降低加热温度，保证第二相粒子充分回溶的同时减小原始奥氏体晶粒尺寸，轧制时通过低温大变形轧制实现第二相粒子的弥散析出，轧后快速冷却减小内部储能释放，充分利用析出强化、细晶强化及相变强化的作用，保证厚度10～40mm、屈服强度420mpa级、460mpa级钢板的柔性化、高效率生产，大幅度提高钢板生产效率的同时保证了充足的性能富余量，大幅度降低加热炉能源消耗的同时提高了屈服强度420mpa级及460mpa级低合金高强度钢的创效能力。

技术实现思路

1、本专利技术提供了一种屈服强度420/460mpa级低合金高强钢的柔性化生产方法，通过冶炼、连铸、低温加热、低温轧制与控冷工艺的耦合设计，充分利用高质量连铸坯轧制时的细晶强化、析出强化与相变强化的综合作用，实现钢板的柔性化、高效率生产。

2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：

3、一种屈服强度420/460mpa级低合金高强钢的柔性化生产方法，钢中化学成分按重量百分比计为c：0.12％～0.16％；si：0.20％～0.3％；mn：1.2％～1.5％；p≤0.02％；s≤0.005％；nb：0.02％～0.03％；v：0.02％～0.03％；als：0.01％～0.03％：余量为fe和不可避免的杂质；成品钢板为屈服强度420mpa级钢板或屈服强度460mpa级钢板；生产工艺过程包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、轧制、轧后控冷及矫直，具体控制如下过程：

4、1)转炉冶炼及lf精炼；

5、冶炼原料经铁水预处理，转炉冶炼采用顶底复吹，保证转炉出钢时p≤0.02％；

6、lf炉精炼过程中进行造白渣操作，采用铝铁脱氧，确保氧含量低于20ppm，采用喂钙的方式改性mns夹杂，保证软吹时间≥8min；lf精炼总处理时间35～50min，lf精炼结束时s≤0.005％；

7、2)连铸；

8、连铸过热度控制在17～23℃，二冷区电磁搅拌电流强度为700～900a，采用正反交替搅拌，连续搅拌30～60s；拉速控制在1.05～1.15m/min，铸坯凝固末端采用重压下工艺，总压下量为15～20mm；铸坯中心偏析按yb/t4003《连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图》评级达到c0.5级；

9、3)加热；

10、铸坯下线后热装送加热炉加热，入炉温度不低于550℃，预热段温度为700～950℃，预热段时间为0.5～1h；加热段温度为1210±20℃，加热段时间为1～1.5h；均热段温度为1170±20℃，均热段时间为0.5～1h；总在炉时间为2～4h；出炉时铸坯温度为1150～1180℃，且铸坯表面与心部温差不超过25℃；

11、4)轧制；

12、连铸坯除鳞后立即进行轧制，粗轧开轧温度为980～1030℃，粗轧展宽阶段2～4道次完成，道次压下率为8％～18％，道次间隔时间为4～10s，轧制速率为0.8～1.2m/s；粗轧纵轧阶段至少前3道次压下率为23％～28％，轧制速度为0.5～1.0m/s，道次间隔时间为10～15s；粗轧其余道次压下率为16％～23％，轧制速度为1.0～2.0m/s，道次间隔时间为5～10s；精轧各道次压下率10％～20％，轧制速度为2.5～3.3m/s，道次间隔时间在3～8s；

13、5)冷却；

14、轧后钢板立即进行冷却，冷却速率为8～15℃/s，屈服强度420mpa级钢板的返红温度为610～650℃，屈服强度460mpa级钢板的返红温度为570～610℃。

15、进一步的，所述连铸坯出加热炉后至少进行2道次除鳞，除鳞水压力20～25mpa。

16、进一步的，对于10mm≤厚度≤20mm的钢板采用单块控轧方式，中间坯不进行待温冷却，粗轧结束后立即进行精轧；对于20mm＜厚度≤40mm的钢板采用多块控轧方式，即单机架交叉轧制，粗轧阶段最后一块钢板粗轧结束后，精轧阶段第一块钢板立即进行精轧，精轧阶段第一块钢板精轧结束后精轧阶段第二块钢板立即进行精轧，以此类推直至最后一块钢精轧结束。

17、进一步的，所述铸坯的厚度为200～250mm，中间坯厚度为成品钢板厚度的2～3倍，成品钢板的厚度为10～40mm。

18、进一步的，成品钢板的铁素体晶粒度为9～11级。...

【技术保护点】

1.一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，钢中化学成分按重量百分比计为C：0.12％～0.16％；Si：0.20％～0.3％；Mn：1.2％～1.5％；P≤0.02％；S≤0.005％；Nb：0.02％～0.03％；V：0.02％～0.03％；Als：0.01％～0.03％：余量为Fe和不可避免的杂质；成品钢板为屈服强度420MPa级钢板或屈服强度460MPa级钢板；生产工艺过程包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制、轧后控冷及矫直，具体控制如下过程：

2.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，所述连铸坯出加热炉后至少进行2道次除鳞，除鳞水压力20～25MPa。

3.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，对于10mm≤厚度≤20mm的钢板采用单块控轧方式，中间坯不进行待温冷却，粗轧结束后立即进行精轧；对于20mm＜厚度≤40mm的钢板采用多块控轧方式，即单机架交叉轧制，粗轧阶段最后一块钢板粗轧结束后，精

4.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，所述铸坯的厚度为200～250mm，中间坯厚度为成品钢板厚度的2～3倍，成品钢板的厚度为10～40mm。

5.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，成品钢板的铁素体晶粒度为9～11级。

6.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，屈服强度420MPa级钢板的成品性能为：屈服强度≥420MPa、抗拉强度520～680MPa，延伸率≥19％，-20℃夏比冲击功≥180J；机械性能满足GB/T1591《低合金高强度结构钢》标准中Q420级别的要求。

7.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460MPa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，屈服强度460MPa级钢板的成品性能为：屈服强度≥460MPa、抗拉强度540～720MPa，延伸率≥17％，-20℃夏比冲击功≥150J；机械性能满足GB/T1591《低合金高强度结构钢》标准中Q460级别的要求。

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【技术特征摘要】

1.一种屈服强度420/460mpa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，钢中化学成分按重量百分比计为c：0.12％～0.16％；si：0.20％～0.3％；mn：1.2％～1.5％；p≤0.02％；s≤0.005％；nb：0.02％～0.03％；v：0.02％～0.03％；als：0.01％～0.03％：余量为fe和不可避免的杂质；成品钢板为屈服强度420mpa级钢板或屈服强度460mpa级钢板；生产工艺过程包括转炉冶炼、lf精炼、连铸、加热、轧制、轧后控冷及矫直，具体控制如下过程：

2.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460mpa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，所述连铸坯出加热炉后至少进行2道次除鳞，除鳞水压力20～25mpa。

3.根据权利要求1所述的一种屈服强度420/460mpa级低合金高强钢的柔性化生产方法，其特征在于，对于10mm≤厚度≤20mm的钢板采用单块控轧方式，中间坯不进行待温冷却，粗轧结束后立即进行精轧；对于20mm＜厚度≤40mm的钢板采用多块控轧方式，即单机架交叉轧制，粗轧阶段最后一块钢板粗轧结束后，精轧阶段第一块钢板立即进行精轧，精轧阶段第一块钢板精轧结束后精轧阶段第二块钢板立...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健，徐海健，田洪鑫，刘帅，庞宗旭，张建平，渠秀娟，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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