專(zhuān)利名稱(chēng)：一種結(jié)構(gòu)鋼s420ml中厚板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中厚鋼板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板及其
生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在公知的技術(shù)中，傳統(tǒng)的S420ML中厚板生產(chǎn)相當(dāng)繁瑣，并且生產(chǎn)出的鋼材質(zhì)量還不是很好，這對(duì)于企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)和提高收益，都有一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種保性能、生產(chǎn)簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板及其生
產(chǎn)方法。一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) =C 0. 12 0. 15、Si 0. 25 0. 40、Mn :1. 45 1. 55、P 彡 0. 017、S 彡 0. 003、Als :0. 015 0. 035、Nb 0. 030 0. 040、Ti :0. 010 0. 020，Ni :010 0. 020 其它為 Fe 和殘留元素。所述結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的碳當(dāng)量彡0. 41。所述結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板厚度為20_50mm。為達(dá)到上述目的，所述結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的生產(chǎn)方法，包括如下生產(chǎn)步驟
KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm，鐵水經(jīng)KR 攪拌脫硫后保證鐵水S ( 0. 003%，保證脫硫周期< 2Imin、脫硫溫降< 20°C ；
轉(zhuǎn)爐冶煉采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S ( 0. 003%、 含P < 0. 080%,鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來(lái)控制，過(guò)程槍位按前期 1.0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4.0控制，出鋼目標(biāo) P^O. 017%、C彡0. 05%、S^O. 003%,出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石，出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度 ^ 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中要求全程吹氬；
吹氬處理氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/min，鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；
LF精煉精煉過(guò)程中全程吹氬，加入渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，加入脫氧劑，加熱過(guò)程采用電流進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過(guò)程中要求根據(jù)造渣情況，補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次，離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣，不采用真空脫氣的上鋼溫度1565士 15°C，采用真空脫氣的上鋼溫度 1610士 15°C ；
VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時(shí)間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min 或不吹，軟吹過(guò)程中鋼水不得裸露，在線包抽真空時(shí)間1. 7min，覆蓋劑保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C ；
連鑄中包過(guò)熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪900A、5Hz、30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開(kāi)澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，澆鋼過(guò)程用塞棒吹氬，鑄坯下線后要求堆冷彡12h ；
加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度< 1000°C，加熱段溫度1220-U80°C，保溫段溫度1200-U60°C，加熱速度8-12min/Cm ；
控軋控冷開(kāi)軋溫度1050°C 1150°C，一階段終軋溫度在980°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 5 3. 5倍，二階段開(kāi)軋溫度彡9000C，二階段保證單道次壓下率彡12%，累計(jì)壓下率彡60%，終軋溫度800 880°C，冷速5-10°C /S，返紅溫度在640 680°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；
堆冷堆垛緩冷溫度不低于350°C，堆冷時(shí)間> 24小時(shí)。所述20-50mm厚度熱軋可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的生產(chǎn)中采用TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)。由于本發(fā)明通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝，并采用TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)。在保證S420ML成分的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，同時(shí)嚴(yán)格控制軋鋼的加熱制度，軋制過(guò)程中嚴(yán)格控制終軋溫度、返紅溫度及冷卻速度，采用鋼板堆垛緩冷等方法，從而保證了 20-50mm厚度熱軋可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在冶煉過(guò)程中，嚴(yán)格控制鋼中P (磷)、S (硫)等有害元素，保證鋼水的純凈度基本達(dá)到潔凈鋼水平。在后續(xù)軋制加熱過(guò)程中，為防止鋼坯內(nèi)部晶粒粗大，適當(dāng)降低加熱溫度，避免鋼坯內(nèi)部原始奧氏體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，為鋼坯在軋制過(guò)程中晶粒的細(xì)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在軋制過(guò)程中，通過(guò)采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)，能夠保證S420ML鋼板性能需求。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的保性能、生產(chǎn)簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 12 0. 15、Si :0. 25 0. 40、Mn :1· 45 1. 55、P 彡 0. 017、 S 彡 0. 003, Als 0. 015 0. 035,Nb :0. 030 0. 040, Ti :0. 010 0. 020，Ni :010 0. 020 其它為狗和殘留元素。
碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡 0.41。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷。在所述KR鐵水預(yù)處理中，到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm,鐵水經(jīng)KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡0. 003%,保證脫硫周期< 21min、脫硫溫降< 20°C;在所述轉(zhuǎn)爐冶煉中，采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐， 入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S彡0. 003%,P彡0. 080%，鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來(lái)控制，廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過(guò)程槍位按前期1. 0-1. 3m、中期1. 2-1. 6m、后期 1. 0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4. 0控制，出鋼目標(biāo)P彡0. 017%、C彡0. 05%、S ( 0. 003%， 出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石，出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度< 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中要求全程吹氬； 在所述吹氬處理中，氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/min， 鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C;在所述LF精煉中，精煉過(guò)程中全程吹氬，吹氬強(qiáng)度根據(jù)不同環(huán)節(jié)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，加入精煉渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，精煉脫氧劑以電石、鋁粒、硅鐵粉為主，加入量根據(jù)鋼水中氧含量及造白渣情況適量加入，加熱過(guò)程根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過(guò)程中要求根據(jù)造渣情況，補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次，離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C (不采用真空脫氣)/1610士 15°C (采用真空脫氣);在所述VD精煉中，VD真空度必須達(dá)到67 以下， 保壓時(shí)間必須> 15min，破真空后軟吹2-5min或不吹，軟吹過(guò)程中鋼水不得裸露，正常在線包抽真空時(shí)間(抽真空前鋼水溫度一目標(biāo)離站溫度)/1. 7min，覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C ；在所述連鑄中，澆鋼前保證鑄機(jī)設(shè)備狀況良好，中包過(guò)熱度 15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/kg,電攪:900A、5Hz、30s-3-30s， 連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開(kāi)澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，中包澆注過(guò)程中必須保證鋼液面不見(jiàn)紅，澆鋼過(guò)程中合理控制塞棒吹氬量，保證結(jié)晶器液面波動(dòng)輕微，鑄坯下線后要求堆冷> 12h ；在所述加熱中，加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度< 1000°C，加熱段溫度1220-U80°C，保溫段溫度1200-U60°C，加熱速度8-12min/Cm ；在所述控軋控冷中，結(jié)合煉鋼化學(xué)成分，為防止混晶和晶粒粗大，嚴(yán)格堅(jiān)持“高溫、低速、大壓下”的軋制要求，開(kāi)軋溫度1050°C 1150°C，一階段終軋溫度在980°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 5 3. 5 倍，為精軋階段累計(jì)變形量及細(xì)化晶粒、位錯(cuò)強(qiáng)化奠定基礎(chǔ)，二階段開(kāi)軋溫度< 900°C，二階段保證單道次壓下率> 12%，累計(jì)壓下率> 60%，確保變形滲透使奧氏體內(nèi)部晶粒被壓扁拉長(zhǎng)，增大晶界有效面積并有效形成大量變形帶，為奧氏體相變提供更多的形核點(diǎn)，達(dá)到細(xì)化奧氏體晶粒的目的，終軋溫度800 880°C，由于軋后緩冷易使晶粒長(zhǎng)大，并且組織中的C、 Mn等合金固溶量有限，因此要控制適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，為了獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，根據(jù)板厚的不同，軋后采用不同的層流冷卻，通過(guò)調(diào)整冷卻集管組數(shù)，冷速5-10°C /S，返紅溫度在 640 680°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；在所述堆冷中，堆垛緩冷溫度不低于350°C，堆冷時(shí)間> 24小時(shí)。
實(shí)施例1
通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝，獲得一種20-50mm厚度熱軋可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 13,Si :0. 38,Mn :1. 47,P :0. 014,S :0. OOUAls :0. 033、 Nb :0. 028、Ti :0. 018，Ni :010 其它為 Fe 和殘留元素。 實(shí)施例2
通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝，獲得一種20-50mm厚度熱軋可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 15, Si :0. 27,Mn :1. 53,P :0. 003, S :0. 003、Als :0. 017、 Nb :0. 038、Ti :0. 010，Ni :0. 018 其它為 Fe 和殘留元素。 機(jī)械力學(xué)性能分析
成份及機(jī)械力學(xué)性能按Em0025-4:2004執(zhí)行，機(jī)械性能具體見(jiàn)下表1 表1 20-50mm厚度熱軋可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板機(jī)械力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，其特征在于包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位， wt%) :C :0. 12 0. 15、Si :0. 25 0. 40、Mn 1. 45 1. 55、P 彡 0. 017、S 彡 0. 003、Als 0. 015 0. 035、Nb :0. 030 0. 040、Ti :0. 010 0. 020，Ni :010 0. 020 其它為 Fe 和殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，其特征在于所述結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的碳當(dāng)量彡0.41。
3.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，其特征在于所述結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板厚度為20-50_。
4.如權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下生產(chǎn)步驟KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm,鐵水經(jīng)KR 攪拌脫硫后保證鐵水S ( 0. 003%，保證脫硫周期< 2Imin、脫硫溫降< 20°C ；轉(zhuǎn)爐冶煉采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S ( 0. 003%、 含P < 0. 080%,鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來(lái)控制，過(guò)程槍位按前期 1.0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4.0控制，出鋼目標(biāo) P^O. 017%、C彡0. 05%、S^O. 003%,出鋼過(guò)程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石，出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度 ^ 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中要求全程吹氬；吹氬處理氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/min，鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；LF精煉精煉過(guò)程中全程吹氬，加入渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，加入脫氧劑，加熱過(guò)程采用電流進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過(guò)程中要求根據(jù)造渣情況，補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次，離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣，不采用真空脫氣的上鋼溫度1565士 15°C，采用真空脫氣的上鋼溫度 1610士 15°C ；VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時(shí)間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min 或不吹，軟吹過(guò)程中鋼水不得裸露，在線包抽真空時(shí)間1. 7min，覆蓋劑保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C ；連鑄中包過(guò)熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪:900A、5Hz、 30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開(kāi)澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，澆鋼過(guò)程用塞棒吹氬，鑄坯下線后要求堆冷彡12h ；加熱加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度< 1000°C，加熱段溫度1220-1280°C，保溫段溫度1200-U60°C，加熱速度8-12min/Cm ；控軋控冷開(kāi)軋溫度1050°C 1150°C，一階段終軋溫度在980°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2. 5 3. 5倍，二階段開(kāi)軋溫度彡9000C，二階段保證單道次壓下率彡12%，累計(jì)壓下率彡60%，終軋溫度800 880°C，冷速5-10°C /S，返紅溫度在640 680°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；堆冷堆垛緩冷溫度不低于350°C，堆冷時(shí)間> 24小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，其特征在于所述結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的生產(chǎn)中采用TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板，所述中厚板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)C0.12～0.15、Si0.25～0.40、Mn1.45～1.55、P≤0.017、S≤0.003、Als0.015～0.035、Nb0.030～0.040、Ti0.010～0.020，Ni010～0.020其它為Fe和殘留元素。碳當(dāng)量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.41。通過(guò)KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷工藝，并采用TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)。在保證S420ML成分的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制鋼中P、S等有害元素含量，同時(shí)嚴(yán)格控制軋鋼的加熱制度，軋制中嚴(yán)格控制終軋溫度、返紅溫度及冷卻速度，采用鋼板堆垛緩冷等方法，從而保證了20-50mm厚度熱軋可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S420ML中厚板的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號(hào)C22C38/14GK102345056SQ20111017667
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者于颯, 劉慶波, 崔冠軍, 張強(qiáng), 張立新, 朱書(shū)成, 李亮亮, 李忠波, 袁永旗, 許少普, 賈濤, 趙迪, 高照海 申請(qǐng)人:南陽(yáng)漢冶特鋼有限公司