专利名称：一种高强韧性结构钢s355k2z35厚板及其生产方法
技术领域：
本发明属于中厚钢板生产技术领域，具体涉及到一种高强韧性结构钢S355K2Z35 厚板及其生产方法。
背景技术：
在公知的技术中，传统的S335K2Z35厚板生产需要进行正火处理，这样使得生产能耗增大，生产成本增高，对企业发展和竞争很不利。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种节省成本、生产简便的高强韧性结构钢S355K2Z35 厚板及其生产方法。一种高强韧性结构钢S355K2Z35厚板，包含如下质量百分比的化学成分(单位， wt%) :C :0. 06 0· 14、Si :0. 20 0· 45、Mn :1· 30 1· 45、P 彡 0· 018、S 彡 0. 007、Als 0. 015 0. 050,Nb 0. 020 0. 040,V 0. 010 0. 025,Ti 0. 015 0. 020，其它为 Fe 和残
留元素。所述化学成分的碳当量< 0. 40。所述高强韧性结构钢S355K2Z35厚板厚度为15_45mm。为达到上述目的，所述高强韧性结构钢S355K2Z35厚板的生产方法，包括如下生
产步骤
KR铁水预处理到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度彡20mm，铁水经KR 搅拌脱硫后保证铁水S ( 0. 005%，保证脱硫周期< 2Imin、脱硫温降< 20°C ；
转炉冶炼采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S ( 0. 005%、 含P < 0. 080%,铁水温度彡1270 °C，铁水装入量误差按士 It来控制，过程枪位按前期 1.0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣碱度R按2. 5-4.0控制，出钢目标 P彡0. 015%、C彡0. 05%、S彡0. 012%,出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度 ^ 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；
吹氩处理氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300 500mm，离氩站温度不得低于1570°C ；
LF精炼精炼过程中全程吹氩，加入渣料，碱度按4. 0-6. 0控制，加入脱氧剂，加热采用电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-lOmin，二加热过程中补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，不采用真空脱气的上钢温度1565士 15°C，采用真空脱气的上钢温度1610士 15°C ；
VD精炼VD真空度必须达到67Pa以下，保压时间必须彡15min，破真空后软吹2-5min 或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，在线包抽真空时间1. 7min，覆盖剂保证铺满钢液面，力口覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565士 15°C ；连铸中包过热度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,电搅:900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后Imin内必须套保护管，铸坯下线后要求堆冷彡12h ；
加热加热温度及加热时间如下预热段温度900-1000°C，加热段温度1220-U80°C，保温段温度1200-U60°C，加热速度8-13min/Cm ；
控轧控冷开轧温度1100°C 1150°C，一阶段终轧温度在980°C 1000°C，待温厚度为成品厚度的2. 2 2. 5倍，二阶段开轧温度彡9000C，二阶段保证单道次压下率彡15%，累计压下率> 60%，终轧温度780 860°C，轧后采用不同的层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保冷却速度控制在4-6°C /S，返红温度在640 720°C之间，然后送往矫直机矫直；堆冷堆垛缓冷温度不低于450°C，堆冷时间> 24小时。由于本发明通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷工艺，在原有的S33^(2Z35高强韧性结构钢的成分基础上，适当调整S335K2Z35中C、Mn、Nb合金元素的含量和比例，并严格控制钢中P、S等影响钢板塑韧性的有害元素含量，同时严格控制轧钢的加热制度，轧制过程采用降低终轧温度、轧后提高冷却速度和轧后钢板堆垛缓冷的方式，从而保证了 S33^(2Z35钢种15-45mm厚度钢板的各项性能指标达到标准要求。在冶炼过程中，严格控制钢中P (磷)、S (硫)等有害元素，保证钢水的纯净度基本达到洁净钢水平，在后续轧制加热过程中，为防止钢坯内部晶粒粗大，适当降低加热温度，避免钢坯内部原始奥氏体晶粒过分长大，为钢坯在轧制过程中晶粒的细化奠定坚实基础，在轧制过程中，通过采用国内先进的TMCP轧制技术和钢板堆垛缓冷技术，能够保证S33^(2Z35钢板性能需求。这样，与传统的S33^(2Z35碳当量不变的情况下，通过TMCP轧制和钢板堆垛缓冷方式，确保了钢板性能达到国家标准要求，同时简化生产工艺、取消了正火处理流程，降低生产能耗，大大降低了生产成本。
具体实施例方式本发明所述的节省成本、生产简便的高强韧性结构钢S35^(2Z35厚板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 06 0. 14、Si :0. 20 0. 45、Mn :1. 30 1. 45、P 彡 0. 018、S 彡 0. 007、Als :0. 015 0. 050、Nb :0. 020 0. 040、V :0. 010 0. 025、Ti
0.015 0. 020，其它为Fe和残留元素。碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]彡0. 40。为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷。在所述KR铁水预处理中，到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度彡20mm,铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S彡0. 005%,保证脱硫周期< 21min、脱硫温降< 20°C;在所述转炉冶炼中，采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S彡0. 005%,P彡0. 080%，铁水温度彡1270°C，铁水装入量误差按士 It来控制，废钢严格采用优质边角料，过程枪位按前期1. 0-1. 3m、中期1. 2-1. 6m、后期
1.0-1. Im控制，造渣碱度R按2. 5-4. 0控制，出钢目标P彡0. 015%、C彡0. 05%、S ( 0. 012%，出钢过程中向钢包内硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度< 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；在所述吹氩处理中，氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300 500mm，离氩站温度不得低于1570°C ；在所述LF精炼中，精炼过程中全程吹氩，吹氩强度根据不同环节需要进行调节，加入精炼渣料，碱度按4. 0-6. 0控制，精炼脱氧剂以电石、铝粒、硅铁粉为主，加入量根据钢水中氧含量及造白渣情况适量加入，加热过程根据节奏富余和温度情况选择适当电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-lOmin，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，上钢温度1565士 15°C (不采用真空脱气)/1610士 15°C (采用真空脱气);在所述VD精炼中，VD真空度必须达到67Pa以下， 保压时间必须> 15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，正常在线包抽真空时间(抽真空前钢水温度一目标离站温度)/l. 7min，覆盖剂，保证铺满钢液面，力口覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565士 15°C ；在所述连铸中，浇钢前保证铸机设备状况良好，中包过热度 15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/kg,电搅:900A、5Hz、30s-3-30s， 连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后Imin内必须套保护管，中包浇注过程中必须保证钢液面不见红，浇钢过程中合理控制塞棒吹氩量，保证结晶器液面波动轻微，铸坯下线后要求堆冷> 12h ；在所述加热中，加热温度及加热时间如下预热段温度900-100(TC，加热段温度1220-1280°C，保温段温度1200-1260°C，加热速度8-13min/Cm ；在所述控轧控冷中，结合炼钢化学成分，为防止混晶和晶粒粗大，严格坚持“高温、低速、大压下”的轧制要求，开轧温度1100°C 1150°C，一阶段终轧温度在980°C 1000°C，待温厚度为成品厚度的2. 2 2. 5倍，为精轧阶段累计变形量及细化晶粒、位错强化奠定基础，二阶段开轧温度< 900°C， 二阶段保证单道次压下率> 15%，累计压下率> 60%，确保变形渗透使奥氏体内部晶粒被压扁拉长，增大晶界有效面积并有效形成大量变形带，为奥氏体相变提供更多的形核点，达到细化奥氏体晶粒的目的，终轧温度780 860°C，由于轧后缓冷易使晶粒长大，并且组织中的C、Mn等合金固溶量有限，因此要控制适当的冷却速度，为了获得优良的综合力学性能， 根据板厚的不同，轧后采用不同的层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保冷却速度控制在 4-60C /S，返红温度在640 720°C之间，然后送往矫直机矫直；在所述堆冷中，堆垛缓冷温度不低于450°C，堆冷时间彡24小时。实施例1
通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷工艺，获得一种高强韧性结构钢S355K2Z35厚板，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 07,Si :0. 44,Mn :1· 30,P :0· 016,S :0· 001、Als :0· 048,Nb :0· 022,V :0· 024、 Ti :0. 016，其它为Fe和残留元素。实施例2
通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷工艺，获得一种高强韧性结构钢S355K2Z35厚板，它包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 13、Si :0. 21,Mn :1· 43, P :0· 003、S :0· 006、Als :0· 013,Nb :0· 038、V :0· 010、 Ti :0. 019，其它为Fe和残留元素。机械力学性能分析
成份及机械力学性能按Em0025-1执行，机械性能具体见下表1
表1 S355K2Z35厚板机械力学性能
权利要求
1.一种高强韧性结构钢S35^(2Z35厚板，其特征在于包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 06 0. 14,Si :0. 20 0. 45,Mn :1· 30 1. 45,P ( 0. 018,S ( 0. 007、Als 0. 015 0. 050、Nb :0. 020 0. 040、V :0. 010 0. 025、Ti :0. 015 0. 020，其它为Fe和残留元素。
2.如权利要求1所述的高强韧性结构钢S35^(2Z35厚板，其特征在于所述化学成分的碳当量< 0. 40。
3.如权利要求1所述的高强韧性结构钢S35^(2Z35厚板，其特征在于所述高强韧性结构钢S355K2Z35厚板厚度为15_45mm。
4.如权利要求1所述的高强韧性结构钢S35^(2Z35厚板的生产方法，其特征在于包括如下生产步骤KR铁水预处理到站铁水必须扒前渣与扒后渣，保证液面渣层厚度彡20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水S ( 0. 005%，保证脱硫周期< 2Imin、脱硫温降< 20°C ；转炉冶炼采用100/120吨顶底复吹转炉，入炉铁水中按质量百分比含S ( 0. 005%、含P < 0. 080%,铁水温度彡1270 0C，铁水装入量误差按士 It来控制，过程枪位按前期 .0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣碱度R按2. 5-4.0控制，出钢目标P彡0. 015%、C彡0. 05%、S彡0. 012%,出钢过程中向钢包内加硅铝钡钙、锰铁合金、硅铁合金和石灰、萤石，出钢前用挡渣塞挡前渣出钢，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，保证渣层厚度^ 30mm，转炉出钢过程中要求全程吹氩；吹氩处理氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300 500mm，离氩站温度不得低于1570°C ；LF精炼精炼过程中全程吹氩，加入渣料，碱度按4. 0-6. 0控制，加入脱氧剂，加热采用电流进行加热，加热时间按两次控制，一加热7-12min、二加热6-lOmin，二加热过程中补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次，离站前加入硅钙线，加硅钙线前必须关闭氩气，不采用真空脱气的上钢温度1565士 15°C，采用真空脱气的上钢温度1610士 15°C ；VD精炼VD真空度必须达到671 以下，保压时间必须彡15min，破真空后软吹2-5min或不吹，软吹过程中钢水不得裸露，在线包抽真空时间1. 7min，覆盖剂保证铺满钢液面，加覆盖剂前必须关闭氩气，上钢温度1565士 15°C ；连铸中包过热度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,电搅:900A、5Hz、30s-3-30s，连铸浇钢要求全程保护浇铸，大包开浇后Imin内必须套保护管，铸坯下线后要求堆冷彡12h ；加热加热温度及加热时间如下预热段温度900-1000°C，加热段温度1220-U80°C，保温段温度1200-U60°C，加热速度8-13min/Cm ；控轧控冷开轧温度1100°C 1150°C，一阶段终轧温度在980°C 1000°C，待温厚度为成品厚度的2. 2 2. 5倍，二阶段开轧温度彡9000C，二阶段保证单道次压下率彡15%，累计压下率> 60%，终轧温度780 860°C，轧后采用不同的层流冷却，通过调整冷却集管组数，确保冷却速度控制在4-6°C /S，返红温度在640 720°C之间，然后送往矫直机矫直；堆冷堆垛缓冷温度不低于450°C，堆冷时间> 24小时。
全文摘要
本发明公开了一种高强韧性结构钢S355K2Z35厚板，所述厚板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)C0.06～0.14、Si0.20～0.45、Mn1.30～1.45、P≤0.018、S≤0.007、Als0.015～0.050、Nb0.020～0.040、V0.010～0.025、Ti0.015～0.020，其它为Fe和残留元素。碳当量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.40。通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷工艺，在原有的S335K2Z35高强韧性结构钢的成分基础上，适当调整S335K2Z35中C、Mn、Nb合金元素的含量，并严格控制钢中P、S等影响钢板塑韧性的有害元素含量，严格控制轧钢的加热制度，轧制过程采用降低终轧温度、轧后提高冷却速度和轧后钢板堆垛缓冷的方式，从而保证了S335K2Z35钢种15-45mm厚度钢板的各项性能指标达到标准要求。
文档编号C22C33/04GK102367544SQ20111017669
公开日2012年3月7日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者于飒, 刘庆波, 崔冠军, 张强, 张立新, 朱书成, 李亮亮, 李忠波, 袁永旗, 许少普, 贾涛, 赵迪, 高照海 申请人:南阳汉冶特钢有限公司