專利名稱：一種耐低溫結構用熱軋h型鋼及其制備方法
技術領域：
本發明涉及冶金技木、屬于耐低溫低合金高強度結構鋼，具體涉及ー種耐低溫結構用熱軋H型鋼及其制備方法。
背景技術：
耐低溫結構用H型鋼主要應用于高寒地區的建筑、船舶、橋梁、電站設備、水利、能源、化工、起重運輸機械及其他較高載荷的鋼結構件。此鋼材夾雜的非金屬材質少，具有在低溫條件下耐沖擊力的特點。中國發明專利申請CN101255527A(申請號200810014488. 8)公開了ー種具有良好低溫沖擊韌性的加硼H型鋼及其制備方法，此發明鋼成分重量百分比為C0. 08
0.20 %、Mnl. 00 I. 60 %、SiO. 10 0. 55 %、P 彡 0. 025 %、S 彡 0. 025 %、NbO. 015
0.035%, B0. 0005 0. 0012%，余量為鐵和微量雜質。冶煉過程中，控制鋼中的氣體含量[N] ^ 0. 004%,
^ 0. 0060%，此發明主要是通過加入微量硼對鋼材韌性的有利作用如抑制磷、硫偏析和沿晶斷裂，改善夾雜物的形態和分布等。但由于加入了 Nb和B，増加了產品的成本，同時需要保持較低的氮、氧含量，過程采用鋁脫氧，以保證良好的脫氧效果，但是對半保護澆注的異型坯連鑄機來說，鋁脫氧是不可行的。中國發明專利申請CN1421286A(申請號02138375. 8)公開了ー種含鈮鋼H型鋼的軋制方法，此發明涉及到的產品是耐_20°C低溫沖擊功。

發明內容
本發明的目的在于提供ー種耐低溫鋼力學性能良好的耐低溫結構用熱軋H型鋼及其制備方法。為了實現上述目的，本發明提供了ー種耐低溫結構用熱軋H型鋼，所述耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為C 0. 12 0.22%、SiO. 10 0.40%、Mn
1.I I. 50%, P く 0. 025%, S く 0. 025%, V 0. 01 0. 05%，其余為鐵和微量雜質。優選地，所述耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為C0. 15
0.18 Si 0. 20 0. 35 %、Mn I. 30 I. 50 %、P 彡 0. 020 %、S < 0. 008 %、VO. 01
0.02%，其余為鐵和微量雜質。為了實現本發明的目的，本發明還提供了ー種耐低溫結構用H型鋼的制備方法，所述制備方法包括鐵水預脫硫、轉爐冶煉、LF精煉、異型坯全保護連鑄、軋制，其特征在干，I)鐵水預脫硫脫硫后保證鐵水中的硫含量為< 0. OlOwt% ；2)轉爐冶煉米用頂底復吹轉爐冶煉；3)LF精煉精煉過程中先充分攪拌化渣，造黃白渣；4)異型坯全保護連鑄采用浸入式扁平水口全保護澆鑄；5)軋制，其中，制備的耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為 C 0. 12 0. 22%, Si 0. 10 0. 40%, Mn I. I I. 50%, P 彡 0. 025%,S ( 0. 025%, V 0.01 0.05%，其余為鐵和微量雜質。在本發明的實施例中，在轉爐冶煉步驟中，采用大渣量低槍位操作，吹煉過程渣料分兩批加入，首批加入2/3渣料；鋼包采用底吹良好的紅凈鋼包，烘烤溫度彡800°C;采用硅錳、中錳、釩氮進行合金化，鋼水中合金元素的目標值按相應元素范圍的中間值控制；采用硅鈣鋇脫氧，加入量I. 5 2. Okg/t鋼；出鋼過程中加入合成渣6-10kg/t鋼，當鋼水出至1/4時開始均勻、依次加入硅錳、中錳、硅鈣鋇、釩氮合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準鋼流沖擊區加入。在本發明的實施例中，LF精煉步驟還可包括精煉軟吹氬之前喂CaFe線，CaFe線喂入量為100 150m/爐；精煉后保持渣面微動小氬氣量攪拌12min以上，其中，所述渣面微動小IS氣量是指IS氣流量為50-150NL/min。在本發明的實施例中，在連鑄步驟中，中間包烘烤溫度為1100°c，結晶器對弧，使用浸入式水口全保護保護澆注，其中，ニ 冷采用弱冷，結晶器采用非正弦振動，中間包采用低碳堿性覆蓋劑，覆蓋劑加入量為I I. 5kg/t鋼，液相線溫度為1511°C，中間包過熱度按20 30°C控制，中包第一爐溫度控制在1540 1550°C，連澆爐次控制在1530 1540°C，連鑄機為一機三流，鑄還規格為555mmX 440mmX 90mm,拉速為0. 8 0. 9m/min。在本發明的實施例中，在軋制步驟中，加熱爐的均熱溫度為1240 1270°C，開軋溫度在翼緣外側為1170°C、在腹板中央為1150°C，終軋溫度在翼緣外側為950°C、在腹板中央為830°C，軋材在冷床自然冷卻，軋材的規格為H300X300H型鋼。
具體實施例方式本發明主要針對耐低溫結構用H型鋼在成分、冶煉及軋制過程中的問題，提供了ー種耐低溫結構用熱軋H型鋼及其制備方法，本發明的耐低溫鋼力學性能良好，-20°C縱向沖擊功平均90J。本發明主要通過降低硫含量，微合金化主要應用釩，沒有添加其他的元素，連鑄過程采用浸入式扁平水口全保護澆鋳。因異型坯連鑄機的復雜性，不采用鋁脫氧。根據本發明實施例，耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為C
0.12 0.22%、Si 0. 10 0.40%、Mn I. I I. 50%、P 彡 0. 025%、S 彡 0. 025%、V 0. 01
0.05%，其余為鐵和微量雜質。本成分設計特點是P、S含量低、V合金加入量低，在保證產品具有較高低溫韌性的前提下，實現低成本生產。可選地，根據本發明的耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數優選為C 0. 15 0. 18%,Si 0. 20 0. 35%,Mn I. 30 I. 50%,P く 0. 020%,S < 0. 008%,
V0. 01 0. 02%，其余為鐵和微量雜質。根據本發明實施例，耐低溫結構用H型鋼的制備方法包括脫硫、轉爐冶煉(例如，120噸頂底復吹轉爐冶煉)、LF精煉、異型坯全保護連鑄、軋制(例如，1-3軋機布置型式生產線軋制)。具體地講，在根據本發明實施例的耐低溫結構用H型鋼的制備方法中，連鑄過程采用浸入式水口全保護澆鋳。此外，由于異型坯連鑄機的復雜性，根據本發明實施例的耐低溫結構用H型鋼的制備方法不采用鋁脫氧。本發明未提及的エ序，均可采用現有技木。下面結合具體實施例對本發明做進ー步說明，但不限于此。
實施例エ藝路線為鐵水預脫硫一轉爐冶煉一LF精煉一異型坯全保護連鑄一1-3軋機布置型式生產線軋制一檢驗入庫。制備方法主要エ藝措施(I)鐵水到脫硫站，脫硫后保證鐵水中的硫含量為< 0. OlOwt (2)轉爐冶煉入爐原料必須滿足以下要求鐵水含硫量彡0. 010wt% ;采用大渣量低槍位操作，吹煉過程，渣料分兩批(首批加入2/3渣料)加入，全程渣子化好、化透。鋼包采用底吹良好的紅凈鋼包，烘烤溫度彡800°C。采用硅錳、中錳(FeMn78C2. O)、釩氮進行合金化。要求合金干凈、干燥。鋼水中合金元素的目標值按相應元素范圍的中間值控制。采用硅鈣鋇脫氧，加入量I. 5 2. Okg/t鋼。出鋼過程中加入合成渣6-10kg/t鋼。當鋼水出至1/4時開始均勻、依次加入硅錳、中錳(FeMn78C2. 0)、硅鈣鋇、釩氮合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準鋼流沖擊區加入。本領域技術人員可以根據實際需要選擇合適的化合物或組合物作為合成渣和改性劑，只要成分含量符合要求即可。(3)LF精煉在LF鋼包進行精煉，精煉過程中先充分攪拌化渣，然后取一次樣，全分析，造黃白渣。根據一次樣分析的結果，進行成分微調，精煉軟吹氬之前喂CaFe線100 150m/爐。精煉后保持洛面微動小！！氣量攪拌12min以上。所述的微動小！！氣量是指！！氣流量為 50-150NL/min。(4)連鑄中間包烘烤溫度為1100°C，結晶器對弧，水口對中符合要求，冷卻水效果良好，使用浸入式水口全保護保護澆注。ニ冷采用弱冷。結晶器采用非正弦振動。中間包采用低碳堿性覆蓋劑，加入量按照I I. 5kg/t鋼執行。液相線溫度為151TC，中間包過熱度按20 30°C控制，中包第一爐溫度控制在1540 1550°C，連澆爐次控制在1530 1540°C。連鑄機為ー機三流，鑄坯規格為555mmX 440mmX 90mm，拉速為0. 8 0. 9m/min。(6)加熱爐的均熱溫度為1240 1270°C，開軋溫度在翼緣外側為1170°C、在腹板中央為1150°C，終軋溫度在翼緣外側為950°C、在腹板中央為830°C，軋材出精軋機后不進行水冷控制，在冷床自然冷卻，軋材的規格為H300 X 300H型鋼。(7)鋼的化學成分重量百分比見表1，轉爐冶煉過程記錄表見表2，精煉過程記錄表見表3，連鑄過程記錄表見表4，軋材力學性能記錄表見表5。表I :鋼的化學成分重量百分比％
權利要求
1.ー種耐低溫結構用熱軋H型鋼，其特征在于所述耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為C 0. 12 0.22%、Si 0. 10 0.40%、Mn I. I I. 50%、P 彡 0. 025%、S彡0.025%、V 0.01 0.05%，其余為鐵和微量雜質。
2.根據權利要求I所述的耐低溫結構用熱軋H型鋼，其特征在于所述耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為C 0. 15 0. 18%, SiO. 20 0. 35%、Mn I. 30 I. 50%, P く 0. 020%, S < 0. 008%, V 0. 01 0. 02%，其余為鐵和微量雜質。
3.ー種耐低溫結構用H型鋼的制備方法，所述制備方法包括鐵水預脫硫、轉爐冶煉、LF精煉、異型坯全保護連鑄、軋制，其特征在干， 1)鐵水預脫硫脫硫后保證鐵水中的硫含量為<0. OlOwt% ； 2)轉爐冶煉采用頂底復吹轉爐冶煉； 3)LF精煉精煉過程中先充分攪拌化渣，造黃白渣； 4)異型坯全保護連鑄采用浸入式扁平水口全保護澆鑄； 5)軋制， 其中，制備的耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為CO. 12 0. 22%,Si 0. 10 0. 40%、Mn I. I I. 50%、P 彡 0. 025%、S 彡 0. 025%、VO. 01 0. 05%，其余為鐵和微量雜質。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于在轉爐冶煉步驟中，采用大渣量低槍位操作，吹煉過程渣料分兩批加入，首批加入2/3渣料；鋼包采用底吹良好的紅凈鋼包，烘烤溫度> SOO0C ;采用硅錳、中錳、釩氮進行合金化，鋼水中合金元素的目標值按相應元素范圍的中間值控制；采用硅鈣鋇脫氧，加入量I. 5 2. Okg/t鋼；出鋼過程中加入合成渣6-10kg/t鋼，當鋼水出至1/4時開始均勻、依次加入硅錳、中錳、硅鈣鋇、釩氮合金，鋼水出至3/4時加完，合金對準鋼流沖擊區加入。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于LF精煉步驟還包括精煉軟吹氬之前喂CaFe線，CaFe線喂入量為100 150m/爐；精煉后保持渣面微動小氬氣量攪拌12min以上， 其中，所述渣面微動小氬氣量是指氬氣流量為50-150NL/min。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于在連鑄步驟中，中間包烘烤溫度為1100°C，結晶器對弧，使用浸入式水口全保護保護澆注， 其中，ニ冷采用弱冷，結晶器采用非正弦振動，中間包采用低碳堿性覆蓋劑，覆蓋劑加入量為I 1.5kg/t鋼，液相線溫度為1511°C，中間包過熱度按20 30°C控制，中包第一爐溫度控制在1540 1550°C，連澆爐次控制在1530 1540°C，連鑄機為ー機三流，鑄坯規格為 555mm X 440mm X 90mm,拉速為 0. 8 0. 9m/min。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于在軋制步驟中，加熱爐的均熱溫度為1240 1270°C，開軋溫度在翼緣外側為1170°C、在腹板中央為1150°C，終軋溫度在翼緣外側為950°C、在腹板中央為830°C，軋材在冷床自然冷卻，軋材的規格為H300X300H型鋼。
全文摘要
本發明提供了一種耐低溫結構用熱軋H型鋼及其制備方法，所述耐低溫結構用熱軋H型鋼的化學成分的重量百分數為C 0.12～0.22％、Si 0.10～0.40％、Mn 1.1～1.50％、P≤0.025％、S≤0.025％、V 0.01～0.05％，其余為鐵和微量雜質。本發明主要通過降低硫含量，微合金化主要應用釩，沒有添加其他的元素，連鑄過程采用浸入式扁平水口全保護澆鑄。因異型坯連鑄機的復雜性，不采用鋁脫氧。因此，本發明的耐低溫鋼力學性能良好，-20℃縱向沖擊功平均90J。
文檔編號B22D11/18GK102618781SQ20121009026
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者付常偉, 宋玉卿, 方金林, 朱京軍, 李超, 王剛, 袁鵬舉, 鄧存善, 郭躍華, 韓文習, 韓蕾蕾, 高祥明 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司