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CN113215495B - 一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法 - Google Patents

一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高50‑80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法,所述板材化学成分组成及重量百分含量为：C 0.07‑0.10%;Mn 1.4‑1.50%；Si 0.15‑0.25%,S≤0.005%,P≤0.015%,Als 0.020‑0.04%,Nb 0.025‑0.035%,Ti 0.035‑0.045%，T[O]≤20PPM，N≤50PPM，H≤1.5PPM；所述的板材厚度范围为50‑80mm；全工序流程：铁水预脱硫处理→转炉→LF+RH精炼→250mm厚板坯→加热→控轧控冷→堆冷；采用转炉出钢渣洗工艺，使用高碱度合成渣，所述合成渣的组成成分为：60％≤CaO≤70％、BaO 15～20％，0＜SiO2≤3.0％、0＜Al2O3≤4.5％、2.0％≤Na2O≤4.1％、CaF2≤7.5％、MgO≤4％；连铸工序使用的保护渣的具体化学成分为重量%：C 4.1～6.5%，CaO 25～30%；SiO2 27～32%；Na2O 5～10%；TiC 7‑10％；TiO2 3‑6％；F 5～8%；B2O3 7～15%；Al2O3≤3%；MgO 1～1.5%；MnO≤3%；Fe2O3＜3%；H2O＜0.5%。

Description

一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法
技术领域
本发明涉及炼钢的成分设计与洁净钢控制技术，具体是涉及一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法。
背景技术
根据对中国知网“Q390E”关键字查询公开论文，有《低合金高强度结构钢板Q390E的研制生产》(天津冶金，2008年第4期)其开发厚度小于50mm，采用Nb/V/Ti复合强化设计；《基于400mm连铸坯开发120mmQ390E的生产技术研究与应用》(物理测试，2018年4期)，其开发厚度为120mmQ390E。
根据专利信息综合服务平台“Z向性能”关键字查询公开专利有：一种保证中厚钢板Z向性能合格率的生产工艺(申请公布号CN105219940A)，采用粗轧大压下、精轧大累计变形量等手段轧制工艺来提高钢板的Z向合格率；一种具有优异Z向性能的建筑用特厚钢板及其生产方法(申请公布号CN101845588A)，采用独有成分设计，在轧制阶段中采用初轧坯再加热，后续正火处理的工艺来保证Z向性能；一种100mm厚Q390E级特厚钢板及其制造方法(申请公布号CN101864536A),其成分设计中Ni含量为0.10～0.40％；一种420mm厚低温冲击Q390E级模铸钢板及其生产方法(申请公布号CN108149135A)，其设计成分中采用镍、钼的复合，其中Ni含量为0.020～0.040％，Mo含量0.95～1.05％；一种Q390E-Z35低合金高强度厚板的制造方法(申请公布号CN102041446A)，其采用钢板正火工艺，正火温度870～900℃，得到Q390EZ35低合金高强度厚板。相关专利，在厚规格的Q390E中采用价格昂贵的Ni、Mo合金设计，或使用正火炉进行正火处理，不仅成分高，生产周期长，不利于合同的批量供货。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法，能够降低企业生产成本，确保稳定生产。
本发明采用的方法是：一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法,所述板材化学成分组成及重量百分含量为：C 0.07-0.10％；Mn 1.4-1.50％；Si 0.15-0.25％,S≤0.005％,P≤0.015％,Als 0.020-0.04％,Nb 0.025-0.035％,Ti 0.035-0.045％，T[O]≤20PPM，N≤50PPM，H≤1.5PPM，余量为Fe；所述的板材厚度范围为50-80mm；全工序流程：铁水预脱硫处理→转炉→LF+RH精炼→250mm厚板坯→加热→控轧控冷→堆冷；采用转炉出钢渣洗工艺，使用高碱度合成渣，所述合成渣的组成成分按重量百分比计含有：60％≤CaO≤70％、BaO 15～20％，0＜SiO2≤3.0％、0＜Al2O3≤4.5％、2.0％≤Na2O≤4.1％、CaF2≤7.5％、MgO≤4％；合成渣分两次加入，开始出钢前向包内加合成渣总量的1/3，出钢1/4时计入合金和脱氧剂，至出钢3/4全部加完；连铸工序使用一种适应高Ti钢水板坯连铸保护渣，该保护渣的具体化学成分为重量％：C 4.1～6.5％，CaO 25～30％；SiO2 27～32％；Na2O 5～10％；TiC 7-10％；TiO2 3-6％；F 5～8％；B2O3 7～15％；Al2O3≤3％；MgO 1～1.5％；MnO≤3％；Fe2O3＜3％；H2O＜0.5％。
本发明的有益效果，通过以上措施的使用，可有效改善板坯原始缺陷，改善钢板内部质量，50～80mm厚度Q390E厚板的Z向性能合格率达98.5％以上。本发明的设计思路：Z向性能是钢的内质指标，从成分设计、洁净钢生产技术入手，提高钢水内质，以便于在常规的生产工艺流程中生产出满足Z向性能要求的Q390E钢板。在成分设计中，C是钢种基础的强化元素，但影响钢的韧性和焊接性，应尽量低些；Mn是固溶强化元素，但C/Mn属强偏析元素，为控制板坯内部中心偏析，C/Mn采用尽可能的低成分设计。合金强化上抛弃昂贵的V/Ni/Mo等合金，采用Nb+Ti复合强化设计，其次，对钢种有害杂质S/P/O/N/H等，进行了要求。在冶炼工序，通过高碱度合成渣渣洗工艺、适应高Ti钢水板坯连铸保护渣配合常规的保护浇注稳态生产工艺控制钢种的有害元素含量。在板坯内质提升后，采用常规的控轧工艺即可生产出Z向性能合格的50-80mmQ390E厚板。
本发明涉及的Q390EZ向性能的检验标准为GB/T 5313-2010《厚度方向性能钢板》，其中硫含量的分析应满足表1要求，厚度方向断面收缩率应满足表2要求。
表1硫含量(熔炼分析)
厚度方向性能级别 硫含量(质量分数)/％
Z15 ≤0.010
Z25 ≤0.007
Z35 ≤0.005
表2厚度方向性能及断面收缩率值
Figure GDA0003448847880000021
具体实施方式
一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法,所述板材化学成分组成及重量百分含量为：C 0.07-0.10％；Mn 1.4-1.50％；Si 0.15-0.25％,S≤0.005％,P≤0.015％,Als 0.020-0.04％,Nb 0.025-0.035％,Ti 0.035-0.045％，T[O]≤20PPM，N≤50PPM，H≤1.5PPM，余量为Fe；所述的板材厚度范围为50-80mm；全工序流程：采用铁水预脱硫处理→转炉→LF+RH精炼→250mm厚板坯→加热→控轧控冷→堆冷的工艺路径，主要技术方案如下：中厚板的规格范围为50-80mm。转炉原料控制，废钢中应减少土及杂物的带入，使用P、S含量低的合格生铁，以便于降低钢水的P、S含量。转炉出钢钢包渣洗时，按照5-10Kg配加高碱度合成渣，所述合成渣的组成成分按重量百分比计含有：60％≤CaO≤70％、BaO 15～20％，0＜SiO2≤3.0％、0＜Al2O3≤4.5％、2.0％≤Na2O≤4.1％、CaF2≤7.5％、MgO≤4％。合成渣分两次加入，开始出钢前向包内加合成渣总量的1/3，出钢1/4时计入合金和脱氧剂，至出钢3/4全部加完。LF后采用RH二次精炼工艺进行脱气处理。RH最小真空度在300Pa以内，纯脱气时间确保5分钟以上；喂丝后软吹大于8分钟，镇静时间大于5分钟；连铸工序使用一种适应高Ti钢水板坯连铸保护渣，该保护渣的具体化学成分为(重量％)：C 4.1～6.5％，CaO 25～30％；SiO2 27～32％；Na2O 5～10％；TiC 7～10％；TiO2 3～6％；F 5～8％；B2O3 7～15％；Al2O3≤3％；MgO 1～1.5％；MnO≤3％；Fe2O3＜3％；H2O＜0.5％，浇注断面250X1800mm，拉速1.0～1.2m/min。板坯连铸全程保护浇注，杜绝二次氧化；采用动态轻压下、稳态浇注等技术，控制内部中心偏析程度；优化加热炉加热制度，加热时间保证4-6小时；保证均热段1180-1220℃，保证出钢温度1130-1170℃。优化轧制工艺，粗轧采用低速大压下，开轧温度1020-1050，轧制速度0.5-1m/min；终轧温度790±20；钢板下线堆冷，堆冷温度230-280℃，堆冷时间24-48小时。
实施例：钢种Q390EZ35,铸坯厚250mm，经过铁水预脱硫处理→转炉→LF+RH精炼→250mm厚板坯→加热→控轧控冷→堆冷轧制成50～80mm中板，数量8块，吨位121.3吨，其中50mm 4块，80mm 4块。
1.熔炼成分：C 0.085％；Mn 1.46％；Si 0.20％,S 0.0032％,P≤0.010％,Als0.028％,Nb 0.030％,Ti 0.04％。
2.转炉出钢钢包渣洗，配加8kg/t的高碱度合成渣，所述合成渣的组成成分按重量百分比计含有：60％≤CaO≤70％、BaO 15～20％，0＜SiO2≤3.0％、0＜Al2O3≤4.5％、2.0％≤Na2O≤4.1％、CaF2≤7.5％、MgO≤4％。合成渣分两次加入，开始出钢前向包内加合成渣总量的1/3，出钢1/4时计入合金和脱氧剂，至出钢3/4全部加完。
3.板坯低倍组织良好，中心疏松、中心偏析均为0.5级，T[O]17PPm，N 38PPm，H1.1PPm。
4.连铸工序使用一种适应高Ti钢水板坯连铸保护渣，其特征在于该保护渣的具体化学成分为(重量％)：C 4.1～6.5％，CaO 25～30％；SiO2 27～32％；Na2O 5～10％；TiC 7～10％；TiO2 3～6％；F 5～8％；B2O3 7～15％；Al2O3≤3％；MgO 1～1.5％；MnO≤3％；Fe2O3＜3％；H2O＜0.5％，浇注断面250X1800mm，全程拉速1.05m/min不变稳态浇注。
5.加热炉加热时间5.2小时，均热段温度1203℃，出钢温度1162℃.粗轧开轧温度1043℃，轧制速度0.92m/min；终轧温度802℃；钢板下线堆冷36小时，堆冷温度250℃。
6.力学性能见表3.
表3实例力学性能测试结果
Figure GDA0003448847880000041

Claims (1)

1.一种提高50-80mm厚度Q390E厚板Z向性能的方法，其特征在于所述板材化学成分组成及重量百分含量为：C 0.07-0.10％；Mn 1.4-1.50％；Si 0.15-0.25％,S≤0.005％,P≤0.015％,Als 0.020-0.04％,Nb 0.025-0.035％,Ti 0.035-0.045％，T[O]≤20PPM，N≤50PPM，H≤1.5PPM，余量为Fe；所述的板材厚度范围为50-80mm；全工序流程：铁水预脱硫处理→转炉→LF+RH精炼→250mm厚板坯→加热→控轧控冷→堆冷；采用转炉出钢渣洗工艺，使用高碱度合成渣，所述合成渣的组成成分按重量百分比计含有：60％≤CaO≤70％、BaO15～20％，0＜SiO2≤3.0％、0＜Al2O3≤4.5％、2.0％≤Na2O≤4.1％、CaF2≤7.5％、MgO≤4％；合成渣分两次加入，开始出钢前向包内加合成渣总量的1/3，出钢1/4时计入合金和脱氧剂，至出钢3/4全部加完；连铸工序使用一种适应高Ti钢水板坯连铸保护渣，该保护渣的具体化学成分为重量％：C 4.1～6.5％，CaO 25～30％；SiO2 27～32％；Na2O5～10％；TiC7-10％；TiO2 3-6％；F 5～8％；B2O3 7～15％；Al2O3≤3％；MgO 1～1.5％；MnO≤3％；Fe2O3＜3％；H2O＜0.5％。
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