一種高沖擊吸收能量值h型鋼及其加工方法
【專利摘要】本發明公開了一種高沖擊吸收能量值H型鋼及其加工方法，所述的H型鋼其鋼坯組成按質量百分比計為C0.10~0.15wt%，Si0.13~0.20wt%，Mn0.40~0.50wt%，S≤0.025wt%，P≤0.030wt%，其余為Fe及不可避免的不純物。所述鋼坯通過加熱、除鱗、預成型、連軋、定型與精整工序制得斷面幾何尺寸為230~410mm×230~410mm的H型鋼，其屈服強度ReL:300~360/MPa、抗拉強度Rm:425~515/MPa、伸長率A≥33.0/%、V型沖擊功Akv≥65/J。本發明具有生產成本低、效率高、操作性及推廣性強等優點，所生產的產品具有高沖擊吸收能量值，工藝力學性能穩定，V型缺口沖擊功遠高于GB/T11263標準的規定(≥27J)，抗沖擊能力強，綜合性能優異，可廣泛應用于工業與民用建筑鋼結構中的梁、柱結構構件。
【專利說明】一種高沖擊吸收能量值H型鋼及其加工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料加工與成型【技術領域】，具體涉及一種高沖擊吸收能量值的H型鋼及其加工方法。
【背景技術】
[0002]熱軋H型鋼作為一種經濟斷面型材，其截面模數大，具有重量輕、承載能力強、外形美觀、易于鉚接、節約工時、降低造價等優點，被廣泛應用于工業與民用建筑鋼結構中的梁、柱結構構件。目前隨著相關H型鋼設計應用規范等專業技術文件的編制，國內熱軋H型鋼的需求量將進一步擴大，市場應用前景廣闊。H型鋼主要用于各種建筑的支柱和承重基礎，不僅受力復雜，而且還要承受諸如地震、沖擊等各種外力破壞。為確保建筑結構的整體安全性和長壽命等特殊要求，H型鋼不僅要求具有優良的力學性能、焊接性能，還須有較好的塑性與韌性，以提高鋼結構的抗過載能力和抗疲勞性能。
[0003]現有技術的H型鋼軋鋼工藝有:李寶安的一種軋制H形或工字形鋼的工藝方法；萊鋼的一種型鋼矯直輥裝置及其裝配方法；攀鋼新鋼釩的H型鋼軋制方法；新日本制鐵株式會社的軋制H型鋼、上海歐本鋼構的波紋腹板H型鋼和一些鋼梁(箱)專利，但是，這些工藝方法都無法滿足高沖擊吸收能量值(即V型沖擊功值)的H型鋼的軋制，無法滿足現代建筑行業對特種型鋼，尤其是高沖擊吸收能量值的H型鋼的需求，因此，研制開發一種高沖擊吸收能量值(即V型沖擊功值)的H型鋼及其軋制工藝是解決這一問題的有效途徑。

【發明內容】

[0004]本發明的第一目的在于提供一種高沖擊吸收能量值(即V型沖擊功值)的H型鋼，V型缺口沖擊功率遠高于GB/T11263標準的規定(> 27J)，抗沖擊能力強，綜合性能優異；第二目的在于提供一種軋制這種高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法。
[0005]本發明的第一目的是這樣實現的，所述的H型鋼的鋼坯組成按質量百分比計為C
0.10~0.15 wt %，Si 0.13~0.20 wt %，Mn 0.40~0.50wt%, S ≤ 0.025 wt %，P ≤ 0.030 wt%，其余為Fe及不可避免的不純物，所述鋼坯通過加熱、除鱗、預成型、連軋、定型與精整工序制得斷面幾何尺寸為23(T410mmX23(T410mm的H型鋼。
[0006]本發明的第二目的是這樣實現的，包括鋼坯加熱、鋼坯除鱗、預成型、萬能軋機連車U在線檢測與軋件精整工序，其特征在于具體包括下列工序步驟:
A、鋼坯加熱:將鋼坯送入加熱爐進行加熱，高爐煤氣和空氣預熱溫度大于1000°C，控制爐膛處于l(Tl5Pa的微正壓狀態，加熱爐均熱段溫度為117(Tl210°C，加熱時間80~120min，鋼坯開軋溫度為112(Tll60°C ；
B、鋼坯除鱗:將預加熱出爐的鋼坯經輥道輸送至高壓水箱以除去氧化鐵皮，鋼坯運行速度控制為0.8~1.2m/s，噴嘴水壓為16~18MPa ;控制除鱗后的鋼坯溫度為102(Tl060°C ；
C、預成型:將除鱗降溫后的鋼坯送入開坯軋機中預成型，開軋溫度為102(Tl06(rC，軋制速度為3.5~4.0m/s，軋制道次為5~7道，腹板厚度為22~25mm道次壓下量為3(T50mm ；D、萬能軋機連軋:將預成型的鋼坯送入萬能軋機進行連軋，開軋溫度為92(T950°C，總軋制道次為8~10道，每機架I道，軋制速度為4.6^5.0m/s ;終軋溫度控制為89(T920°C，軋制速度為4.6^5.0m/s，得到成品軋件；
E、在線檢測:成品軋件經輸出輥道送至激光輪廓儀進行外形尺寸精度檢測；
F、軋件精整:檢測后的軋件經輥道輸送上冷床漂移，齒步距:220mm，自然冷卻至6(T8(TC，之后進行在線矯直，矯直速度為4.6^4.9m/s ;然后進行定尺鋸切、收集、堆垛、自動打捆、標識及入庫，即獲得高沖擊吸收能量值的H型鋼。
[0007]本發明高沖擊吸收能量值H型鋼工藝力學性能穩定、抗沖擊能力強、綜合性能優異的具有高沖擊吸收能量值(即V型沖擊功值)的Q235B H型鋼，其屈服強度ReL 300-360MPa,抗拉強度Rm 425_515MPa，伸長率A≥33.0%，V型沖擊功Akv≥65 J，功遠高于GB/T11263標準的規定(3 27J)，抗沖擊能力強，綜合性能優異。本發明方法具有生產成本低、效率高、操作性及推廣性強等優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制，基于本發明教導所作的任何變更或改進，均屬于本發明的保護范圍。
[0010]所述的H型鋼的鋼坯組成按質量百分比計為C 0.10~0.15 Wt %，Si 0.13~0.20wt %，Mn 0.40~0.50wt%, S ≥ 0.025 wt %，P ≥ 0.030 wt %，其余為 Fe 及不可避免的不純物，所述鋼坯通過加熱、除磷、預成型、連軋、定型與精整工序制得斷面幾何尺寸為230"410mmX230"410mm 的 H 型鋼。
[0011]所述H型鋼具有以下特性:屈服強度ReL 30(T360/MPa、抗拉強度Rm 425~515MPa、伸長率A≥33.0%、V型沖擊功Akv≥65 J。
[0012]本發明方法包括鋼坯加熱、鋼坯除鱗、預成型、萬能軋機連軋、在線檢測與軋件精整工序，其特征在于具體包括下列工序步驟:
所述的鋼坯加熱是將鋼坯送入加熱爐進行加熱，高爐煤氣和空氣預熱溫度大于1000°C，控制爐膛處于l(Tl5Pa的微正壓狀態，加熱爐均熱段溫度為117(Tl210°C，加熱時間8(Tl20min，鋼坯開軋溫度為112(Tll60°C ；
所述的鋼坯除鱗是將預加熱出爐的鋼坯經輥道輸送至高壓水箱以除去氧化鐵皮，鋼坯運行速度控制為0.8^1.2m/s,噴嘴水壓為16~18MPa;控制除鱗后的鋼坯溫度為1020~1060°C ；
所述的預成型是將除磷降溫后的鋼坯送入開坯軋機中預成型，開軋溫度為102(Tl060°C，軋制速度為3.5~4.0m/s，軋制道次為5~7道，腹板厚度為22~25mm，道次壓下量為 3(T50mm ；
所述的萬能軋機連軋是將預成型的鋼坯送入萬能軋機進行連軋，開軋溫度為920^9500C，總軋制道次為8~10道，每機架I道，軋制速度為4.6^5.0m/s ;終軋溫度控制為890^9200C，軋制速度為4.6~5.0m/s，得到成品軋件；.所述的在線檢測是讓成品軋件經輸出輥道送至型材輪廓儀進行外形尺寸精度檢測；所述的軋件精整是將經尺寸檢測后的軋件經輥道輸送上冷床漂移，齒步距:220mm，自然冷卻至6(T80°C，之后進行在線矯直，矯直速度為4.6-4.9m/s ;然后進行定尺鋸切、收集、堆垛、自動打捆、標識及入庫，即獲得高沖擊吸收能量值的H型鋼。
[0013]所述的矯直輥的外圓角半徑R大于H型鋼成品r角半徑1.5-2.5mm,即R=r+1.5-2.5,以避免H型鋼的r角微裂紋。
[0014]所述的鋼坯加熱通過側進側出步進梁雙蓄熱式加熱爐來完成。
[0015]所述的除鱗高壓水箱的長度為1.n.5m。
[0016]所述的開坯軋機為二輥可逆開坯軋機，軋制道次為7道，平均壓下量Ah=35mm。
[0017]所述的連軋機為10機架萬能連軋機，總軋制道次為10道，每機架I道。
[0018]所述的在線檢測采用的型材輪廓儀為激光輪廓儀。
[0019]實施例1
所述的高沖擊吸收能量值H型鋼其鋼坯化學成分為C 0.10 wt%、Si 0.13 wt%、Mn 0.40wt%、S 0.025wt%、P 0.030wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；鑄坯斷面:230mmX 230mm，經下列工序加工:
鋼坯加熱:將鋼坯送入加熱爐進行加熱，高爐煤氣和空氣預熱溫度大于1(KKTC，控制爐膛處于IOPa的微正壓狀態，加熱爐均熱段溫度為1210°C，加熱時間120min，鋼坯開軋溫度為 1160°C ；
鋼坯除鱗:將預加熱出爐的鋼坯經輥道輸送至1.1 m長的高壓水箱以除去氧化鐵皮，鋼坯運行速度控制為1.0m/s，噴嘴水壓為16MPa ;控制除鱗后的鋼坯溫度為1060°C ；
預成型:將鋼坯送入開坯軋機中預成型，開軋溫度為1060°C，軋制速度為4.0m/s，軋制道次為5道,腹板厚度為23mm道次壓下量為35mm ；
萬能軋機連軋:將預成型料送入8架萬能軋機進行連軋，開軋溫度為950°C，軋制速度為5.0m/s ;終軋溫度控制為920°C，軋制速度為5.0m/s，得到成品軋件；
在線檢測:軋件經輸出輥道送至激光型材輪廓儀進行外形尺寸精度檢測；
軋件精整:最后軋件經輥道輸送上冷床漂移，齒步距:220mm，自然冷卻至60°C，之后進行在線矯直，矯直速度為4.9m/s ;然后進行定尺鋸切、收集、堆垛、自動打捆、標識及入庫，即獲得高沖擊吸收能量值的H型鋼。
[0020]本實施例H型鋼的屈服強度Rel為300MPa，抗拉強度Rm為425MPa，伸長率A為42.5%，V型沖擊功Akv分別為80、82、76J，遠高于GB/T11263規定的標準(27J)，抗沖擊能力強，綜合性能優異。
[0021]實施例2
所述的高沖擊吸收能量值H型鋼其鋼坯化學成分為C 0.13 wt%、Si 0.18 wt%、Mn 0.45wt%、S 0.021wt%、P 0.027wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；鋼坯斷面:230mmX 350mm ；經下列工序加工:
鋼坯加熱:將鋼坯送入加熱爐進行加熱，高爐煤氣和空氣預熱溫度大于100(TC，控制爐膛處于13Pa的微正壓狀態，加熱爐均熱段溫度為1190°C，加熱時間lOOmin，鋼坯開軋溫度為 11400C ；
鋼坯除鱗:將預加熱出爐的鋼坯經輥道輸送至1.2 m長的高壓水箱以除去氧化鐵皮，鋼坯運行速度控制為1.0m/s，噴嘴水壓為17MPa ;控制除鱗后的鋼坯溫度為1040°C ；
預成型:將鋼坯送入開坯軋機中預成型，開軋溫度為1040°C，軋制速度為3.8m/s，軋制道次為7道,腹板厚度為22.0mm道次壓下量為35mm ；
萬能軋機連軋:將預成型料送入10架萬能軋機進行連軋，開軋溫度為940°C，軋制速度為4.8m/s ;終軋溫度控制為900°C，軋制速度為4.8m/s，得到成品軋件；
在線檢測:軋件經輸出輥道送至激光型材輪廓儀進行外形尺寸精度檢測；
軋件精整:最后軋件經輥道輸送上冷床漂移，齒步距:220mm，自然冷卻至70°C，之后進行在線矯直，矯直速度為4.7m/s ;然后進行定尺鋸切、收集、堆垛、自動打捆、標識及入庫，即獲得高沖擊吸收能量值的H型鋼。
[0022]本實施例H型鋼的屈服強度Rel為335MPa，抗拉強度Rm為475MPa，伸長率A為38.5%，V型沖擊功Akv分別為76、80、74J，遠高于GB/T11263規定的標準(≥27J)，抗沖擊能力強，綜合性能優異。
[0023]實施例3
所述的高沖擊吸收能量值H型鋼其鋼坯化學成分為C 0.15 wt%、Si 0.20wt%、Mn 0.50wt%、S 0.013wt%、P 0.016wt%，其余為Fe及不可避免的不純物；鋼坯斷面:320mmX410mm ；經下列工序加工:
鋼坯加熱:將鋼坯送入加熱爐進行加熱，高爐煤氣和空氣預熱溫度大于100(TC，控制爐膛處于15Pa的微正壓狀態，加熱爐均熱段溫度為1170°C，加熱時間80min，鋼坯開軋溫度為 1120。。；
鋼坯除鱗:將預加熱出爐的鋼坯經輥道輸送至1.2 m長的高壓水箱以除去氧化鐵皮，鋼坯運行速度控制為1.0m/s，噴嘴水壓為ISMPa ;控制除鱗后的鋼坯溫度為1020°C ；
預成型:將鋼坯送入開坯軋機中預成型，開軋溫度為1020°C，軋制速度為3.5m/s，軋制道次為7道,腹板厚度為24mm道次壓下量為35mm ；
萬能軋機連軋:將預成型料送入10架萬能軋機進行連軋，開軋溫度為920°C，軋制速度為4.6m/s ;終軋溫度控制為890°C，軋制速度為4.6m/s，得到成品軋件；
在線檢測:軋件經輸出輥道送至激光型材輪廓儀進行外形尺寸精度檢測；
軋件精整:最后軋件經輥道輸送上冷床漂移，齒步距:220mm，自然冷卻至60°C，之后進行在線矯直，矯直速度為4.6m/s ;然后進行定尺鋸切、收集、堆垛、自動打捆、標識及入庫，即獲得高沖擊吸收能量值的H型鋼。
[0024]本實施例H型鋼的屈服強度Rel為360MPa，抗拉強度Rm為515MPa，伸長率A為33.0%，V型沖擊功Akv分別為69、65、71J，遠高于GB/T11263規定的標準(≥27J)，抗沖擊能力強，綜合性能優異。
【權利要求】
1.一種高沖擊吸收能量值的H型鋼，其特征在于其鋼坯組成按質量百分比計為C:0.10~0.15 Wt %，Si 0.13~0.20 wt %，Mn 0.40~0.50wt%, S ≤ 0.025 wt %，P ≤ 0.030 wt%，其余為Fe及不可避免的不純物，所述鋼坯通過加熱、除磷、預成型、連軋、定型與精整工序制得斷面幾何尺寸為23(T410mmX23(T410mm的H型鋼。
2.如權利要求1所述的高沖擊吸收能量值的H型鋼，其特征在于所述H型鋼具有以下特性:屈服強度ReL30(T360MPa、抗拉強度Rm 425~515MPa、伸長率A≥33.0%、V型沖擊功Akv - 65J。
3.一種權利要求1或2中所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，包括鋼坯加熱、鋼坯除鱗、預成型、萬能軋機連軋、在線檢測與軋件精整工序，其特征在于具體包括下列工序步驟: A、鋼坯加熱:將鋼坯送入加熱爐進行加熱，高爐煤氣和空氣預熱溫度大于1000°C，控制爐膛處于l(Tl5Pa的微正壓狀態，加熱爐均熱段溫度為117(Tl210°C，加熱時間80~120min，鋼坯開軋溫度為1120-Tll60°C ； B、鋼坯除鱗:將加熱出爐的鋼坯經輥道輸送至高壓水箱以除去氧化鐵皮，鋼坯運行速度控制為0.8~1.2m/s，噴嘴水壓為16~18MPa ;控制除鱗后的鋼坯溫度為102(Tl060°C ； C、預成型:將除鱗降溫后的鋼坯送入開坯軋機中預成型，開軋溫度為102(Tl06(rC，軋制速度為3.5~4.0m/s，軋制道次為5~7道，腹板厚度為22~25mm道次壓下量為3(T50mm ； D、萬能軋機連軋:將預成型的鋼坯送入萬能軋機進行連軋，開軋溫度為92(T950°C，總軋制道次為8~10道，每機架I道，軋制速度為4.6-5.0m/s ;終軋溫度控制為89(T920°C，軋制速度為4.6-5.0m/s，得到成品軋件； E、在線檢測:成品軋件經輸出輥道送至型材輪廓儀進行外形尺寸精度檢測； F、軋件精整:檢測后的軋件經輥道輸送上冷床漂移，齒步距:220mm，自然冷卻至6(T8(TC，之后進行在線矯直，矯直速度為4.6-4.9m/s ;然后進行定尺鋸切、收集、堆垛、自動打捆、標識及入庫，即獲得高沖擊吸收能量值的H型鋼。
4.如權利要求3所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，其特征在于所述的矯直輥的外圓角半徑R大于H型鋼成品r角半徑1.5-2.5mm,以避免H型鋼的r角微裂紋。
5.如權利要求3所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，其特征在于所述的鋼坯加熱通過側進側出步進梁雙蓄熱式加熱爐來完成。
6.如權利要求3所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，其特征在于所述的除鱗高壓水箱的長度為1.r1.5m。
7.如權利要求3所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，其特征在于所述的開坯軋機為二輥可逆開坯軋機，軋制道次為7道，平均壓下量Ah=35mm。
8.如權利要求3所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，其特征在于所述的連軋機為10機架萬能連軋機，總軋制道次為10道，每機架I道。
9.如權利要求3所述的高沖擊吸收能量值H型鋼的加工方法，其特征在于所述的在線檢測采用的型材輪廓儀為激光輪廓儀。
【文檔編號】C22C38/04GK103451518SQ201310402331
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】鄧家木, 陳偉, 趙宇, 劉國慶, 徐焱 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司