【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢材生产制造，具体而言，涉及一种高抗震性高强度高韧性钢及其生产方法。
技术介绍
1、近年来，国内高层建筑用钢材料的生产量逐步增长。高强度、低屈强比、高抗震性、高韧性高层建筑用钢材料主要用于高层建筑立柱、火车站候车室承重梁、大型厂房结构框架、机械底座梁等产品。用于生产高强度、低屈强比、高韧性高层建筑用钢牌号主要有q345gj、q390gj、q420gj、q460gj、q500gj等系列产品，每个产品又分为b、c、d、e不同等级，其中国内发达地区大生产商的高强度、低屈强比、高韧性高层建筑用钢材料的产量达10000吨/年。
2、目前，高层建筑用钢材料主要存在以下四方面的性能问题：(1)加工成型性不好；(2)屈强比高；(3)强度偏低；(4)焊接性能不好。此外，制造成本也相对较高。目前现有技术中的钢材料生产方法通常仅解决了这些问题中的一部分，尚未有生产方法可以获得综合性能优良且成本低的钢材料。例如，现有技术中通常主要通过成分设计和工艺控制解决q420gj中厚钢板的力学性能问题，但是在组分中又添加了较多合金元素(如nb，v和ti)，增加了生产成本。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题在于如何低成本地生产出一种高抗震性高强度高韧性钢。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，所述高抗震性高强度高韧性钢的化学成分以质量百分比计为：
3、c：0.14-0.20％，si：0.10-0.30％，mn：1.20-1.80
4、所述生产方法包括：铁水脱硫、转炉冶炼、lf精炼、板坯连铸、连铸坯热直装及加热、板坯轧制、层流冷却、卷取和强冷出厂；所述层流冷却为前段分段式冷却。
5、可选地，所述转炉冶炼时，采用氮氩切换进行底吹，转炉出钢时直接加入合金。
6、可选地，所述板坯连铸采用全程保护浇铸，中包钢水温度控制为1536-1542℃。
7、可选地，所述板坯轧制包括粗轧和精轧，精轧前中间坯厚度为45mm以上。
8、可选地，所述板坯轧制包括七道次精轧；对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，精轧过程中，各道次的压下量依次为16mm、10mm、7mm、4mm、2mm、1mm、1mm，，对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，精轧过程中，各道次的压下量依次为：14mm、8mm、5mm、3mm、2mm、1mm、1mm。
9、可选地，所述加热的过程中，对于厚度为2.0-3.6mm的钢板，出炉温度为1230±30℃；对于厚度为3.61-5.0mm的钢板，出炉温度为1220±30℃。
10、可选地，所述精轧中，对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，精轧入口参考温度为1040±30℃，终轧温度为880±20℃；对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，精轧入口参考温度为1060±30℃，终轧温度为890±20℃。
11、可选地，所述前段分段式冷却为在冷却过程的第2、3和5段进行冷却。
12、可选地，所述卷取的步骤中，对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，卷取温度为590±20℃；对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，卷取温度为580±20℃。
13、本专利技术的生产方法相较于现有技术的优势在于：
14、本专利技术在钢的化学成分设计中，采用高性价比合金的锰硅成分体系代替低性价比合金体系(碳锰铁)，因为锰硅合金的吨钢成本更具优势，即，钢水增加0.1％mn，锰硅合金成本更低，并且化学成分中没有添加钛(ti)和钒(v)等强沉淀固化元素，进一步降低了合金的原材料成本。此外，除了降低成本的优势之外，这样的组分设计也降低了对钢材性能有影响的有害元素，并且也有利于降低钢材的屈服强度和屈强比。
15、本专利技术的钢材采用c、si、mn、p、s、als加nb成分的复合，通过含量配比设计，以及板坯采用直热装炉轧制，以及对层流冷却工艺进行精确控制，特别是层流冷却过程中采用前段分段式冷却，达到了减少混晶，提高性能均匀性目的，同时达到有益于晶粒转变速度，提升抗拉强度和韧性，降低屈强比。本专利技术整体上改善了钢材力学性能和加工使用性能及后续良好的焊接性能，降低了屈强比，低的屈强比有利于提高材料韧性及抗震性，也解决了在冷弯加工过程中易出现的加工性不好折弯开裂问题，同时也实现了节能减排。
16、本专利技术首次以中碳、低锰加少许微合金为组分，通过层流冷却，特别是前段分段式冷却的控冷手段，利用微合金碳氮化物弥散析出与位错的交互作用，获得显著的强化作用，制备出一种焊接性能达标、加工成型性好、压力爆破试验满足标准要求的低成本高性能高层建筑用钢。
17、本专利技术还提供一种高抗震性高强度高韧性钢，所述钢通过前述生产方法制备而成。本专利技术所制备的钢具有良好的强韧性，热卷屈服强度420mp以上，抗拉强度540mp以上，屈强比小于0.80，延伸率22％以上，-20℃低温冲击试验检测大于120j。本专利技术所制备的钢符合q420gj牌号标准。
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1.一种高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述高抗震性高强度高韧性钢的化学成分以质量百分比计为：
2.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼时，采用氮氩切换进行底吹，转炉出钢时直接加入合金。
3.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述板坯连铸采用全程保护浇铸，中包钢水温度控制为1536-1542℃。
4.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述板坯轧制包括粗轧和精轧，精轧前中间坯厚度为45mm以上。
5.根据权利要求1或4所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述板坯轧制包括七道次精轧；对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，精轧过程中，各道次的压下量依次为16mm、10mm、7mm、4mm、2mm、1mm、1mm，对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，精轧过程中，各道次的压下量依次为：14mm、8mm、5mm、3mm、2mm、1mm、1mm。
6.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方
7.根据权利要求4所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述精轧中，对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，精轧入口参考温度为1040±30℃，终轧温度为880±20℃；对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，精轧入口参考温度为1060±30℃，终轧温度为890±20℃。
8.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述前段分段式冷却为在冷却过程的第2、3和5段进行冷却。
9.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述卷取的步骤中，对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，卷取温度为590±20℃；对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，卷取温度为580±20℃。
10.一种高抗震性高强度高韧性钢，其特征在于，所述钢是通过如权利要求1-9中任一项所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述高抗震性高强度高韧性钢的化学成分以质量百分比计为：
2.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述转炉冶炼时，采用氮氩切换进行底吹，转炉出钢时直接加入合金。
3.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述板坯连铸采用全程保护浇铸，中包钢水温度控制为1536-1542℃。
4.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述板坯轧制包括粗轧和精轧，精轧前中间坯厚度为45mm以上。
5.根据权利要求1或4所述的高抗震性高强度高韧性钢的生产方法，其特征在于，所述板坯轧制包括七道次精轧；对于厚度为3.0-7.0mm的钢板，精轧过程中，各道次的压下量依次为16mm、10mm、7mm、4mm、2mm、1mm、1mm，对于厚度为7.0-16.0mm的钢板，精轧过程中，各道次的压下量依次为：14mm、8mm、5mm、3mm、2mm、1mm、1mm。
6.根据权利要求1所述的高抗震性高强度高韧...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐辉，唐小勇，金辉，杨雄，周艳娟，倪少佳，同彪，
申请(专利权)人：宁波钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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