CN102051525A - 一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法，属于桥梁用结构钢技术领域。钢板按重量百分比计的成分设计为：C：0.14～0.17％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.40～1.60％，Nb：0.035～0.05％，Ti：0.005～0.02％，S：≤0.005％，P≤0.02％，Als：0.020～0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质；钢板生产的工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→铸坯清理→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→探伤→成品取样、检验→入库、发运；优点在于，降低了生产成本，同时各项性能满足国标要求。

Description

一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法 

技术领域

本发明属于桥梁用结构钢技术领域，特别涉及一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法，采用TMCP工艺生产低成本的10-40mm厚Q420qE级别的桥梁用钢。 

背景技术

当前我国高速铁路、跨海交通等基础交通设施快速发展，钢结构桥梁跨度增大、荷载增加，用户对钢结构桥梁用钢板的种类、质量、服务等要求均有了较大的变化：提出钢板要具有较高的强韧性，良好的断口和时效性能，还要有较好的焊接性能、疲劳性能以及耐大气腐蚀性等。桥梁用钢的屈服强度也逐渐由345~370MPa的低合金桥梁板逐步升级到420MPa及以上级别，具有高强韧性、易焊接及耐大气腐蚀的高性能桥梁钢也开始应用。 

受国家经济刺激拉动，2010年全国计划新建大型桥梁50多座桥，全年中厚板需求量预计达300万吨左右，专用桥梁板预计在100万吨以上。虽主要使用Q345qC/D/E、Q370qC/D/E系列，但高端Q420q开始小批量采用。价格竞争越来越激烈，必须在稳定产品质量的基础上控制生产成本，尽可能的发挥工装设备能力，开发低成本高质量的经济型桥梁钢。 

随着我国微合金化和控轧控冷技术的广泛应用，我国桥梁钢生产得到迅速发展。但目前在生产较高强度级别的钢种Q420q时，通常需在钢中添加Nb、V、Ti等微合金元素，而且随着钢材强度级别的提高，吨钢中合金元素的用量也随之增加。为减少传统的Nb-V-Ti复合微合金化Q420q钢中的合金含量，利用细晶强化和析出强化机理，生产不加微合金元素V，低Nb、Ti含量的Q420qE钢板，通过采用合理的控轧控冷工艺，使钢板获得良好的金相组织和力学性能，从而降低生产成本。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法，主要是以连铸坯为基础，通过合理的控制轧制和控制冷却工艺处理，生产10-40mm以下Q420qE钢板。降低了生产成本，同时各项性能满足国标要求。 

10-40mm Q420qE钢板按重量百分比计的成分设计为： 

C：0.14～0.17％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.40～1.60％，Nb：0.035～0.05％，Ti：0.005～0.02％，S：≤0.005％，P≤0.02％，Als：0.020～0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质。 

生产的工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→铸坯清理→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→探伤→成品取样、检验→入库、发运；在轧制工艺中控制如下技术参数： 

(1)按以上化学成分设计及工艺流程冶炼220、250、320mm厚板坯，经清检后装入 板坯加热炉加热，加热温度为1150～1210℃，加热时间230-430min，出炉后经高压水除鳞(高压水压力为19MPa)，然后进入轧机轧制。 

(2)成品厚度10mm～19mm钢板粗轧开轧温度控制在1000～1150℃，待温厚度为成品钢板厚度的2倍；精轧开轧温度控制在910～930℃，终轧钢板表面温度控制在790～830℃。 

成品厚度20mm～40mm钢板粗轧开轧温度控制在1000～1150℃，待温厚度为成品钢板厚度的2倍；精轧开轧温度控制在900～920℃，终轧钢板表面温度控制在790～830℃。 

(3)钢板采用采用层流冷却。成品厚度10mm～19mm钢板开始冷却温度800-820℃，设定终冷温度570～590℃，设定冷速15～18℃/s；成品厚度20mm～40mm钢板开始冷却温度800-820℃，设定终冷温度550～570℃，设定冷速16～19℃/s。 

(4)成品厚度大于30mm钢板冷却后堆垛缓冷，堆冷时间≥24小时。 

本发明生产的Q420qE桥梁用钢，仅添加微量的Nb、Ti合金，通过强的水冷提高性能，降低生产成本；可生产厚度为10～40mm；采用用连铸坯、TMCP工艺生产，综合性能满足国标GB/T714-2008要求，且性能稳定：屈服强度430-480MPa，抗拉强度545-594MPa，断后伸长率20.5-30％，-40℃夏比冲击吸收功纵向平均在170J以上，冷弯性能良好。 

具体实施方式

根据本发明提供方案的化学成分范围，按照上述工艺流程，在转炉上冶炼220mm×1800×L、250mm×2000×L、250mm×2400×L连铸坯，在宽厚板轧机上分别轧制16mm、24mm、28mm、32mm、36mm、40mm钢板，其化学成分见表1，轧制及水冷工艺参数见表2及表3，性能情况见表4。 

表1钢板的化学成分(重量，％) 

表2钢板的加热、水冷工艺参数 

规格/mm		出炉温度℃	加热时间min	终冷温度℃	水冷速度℃/s
						16	均值	1202	324	584	16.6
	波动范围	1159-1233	233-401	472-630	15.8-17.7
						24	均值	1206	415	489	17.4
	波动范围	1191-1215	323-431	411-588	16.2-18.78
						28	均值	1191	391	565	17.9
	波动范围	1174-1208	286-437	545-575	16.2-18.6
						32	均值	1200	396	548	17.15
	波动范围	1197-1203	381-411	535-561	16.5-18.79
						36	均值	1205	395	596	17

	波动范围	1189-1214	350-428	522-632	16.6-18.1
						40	均值	1204	421	591	17.5
	波动范围	1198-1211	346-435	524-624	16.2-18.1

表3试制钢板的轧制工艺参数

表4试制钢板的力学性能 

Claims (2)

1.一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法，其特征在于，

10-40mm Q420qE钢板按重量百分比计的成分设计为：C：0.14～0.17％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.40～1.60％，Nb：0.035～0.05％，Ti：0.005～0.02％，S：≤0.005％，P≤0.02％，Als：0.020～0.06％，余量为Fe及不可避免的杂质；

生产的工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→铸坯清理→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→探伤→成品取样、检验→入库、发运；在轧制工艺中控制如下技术参数：

(1)按以上化学成分设计及工艺流程冶炼220、250、320mm厚板坯，经清检后装入板坯加热炉加热，加热温度为1150～1210℃，加热时间230-430min，出炉后经高压水除鳞，然后进入轧机轧制；

(2)成品厚度10mm～19mm钢板粗轧开轧温度控制在1000～1150℃，待温厚度为成品钢板厚度的2倍；精轧开轧温度控制在910～930℃，终轧钢板表面温度控制在790～830℃；

成品厚度20mm～40mm钢板粗轧开轧温度控制在1000～1150℃，待温厚度为成品钢板厚度的2倍；精轧开轧温度控制在900～920℃，终轧钢板表面温度控制在790～830℃；

(3)钢板采用采用层流冷却：成品厚度10mm～19mm钢板开始冷却温度800-820℃，设定终冷温度570～590℃，设定冷速15～18℃/s；成品厚度20mm～40mm钢板开始冷却温度800-820℃，设定终冷温度550～570℃，设定冷速16～19℃/s；

(4)成品厚度大于30mm钢板冷却后堆垛缓冷，堆冷时间≥24小时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，高压水除鳞的高压水压力为19MPa。